干式冷风切削与高效车、铣加工 -(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1

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◆试验条件

机床：上海第四机床厂生产的数控立铣
工件材料：1Cr13不锈钢
材料规格：50×100×48（内背弧型面为不等截面）
刀具：标准型硬质合金可转位球头铣刀Ф32
刀片型号：P26315R16、STMT09T308
切削用量：见表一
冷风条件：CTL-2/50型冷风射流机生成的-50℃左右冷风
压缩空气源：车间集中配气管 0.1～0.15Mpa
油剂切削用油：矿物油(20升/分左右)
冷风切削用油：植物性低温油(30毫升/时)

冷风车削试验

◆ 冷风内、外冷却车削与油雾车削对比

为了验证在冷风作用下，内、外冷却车刀的切削性能，我们制作了专用的内冷车刀(见图四)。它能通过设于车刀刀体内部的管道，把冷风输送到刀头附近的上、下两个出口，喷向刀片前、后刀面，并与普通车刀(标准型可转位上压式结构)用两根管道以外冷却方式加工（结构见图四）和传统喷雾冷却切削方式进行了对比。

其结果是：同样在后刀面磨损到0.3mm时，用传统喷雾冷却切削，刀具切削行程仅为24mm(按工件加工宽度测量) ；使用冷风，从外部上、下两个方向喷向刀片前、后刀面的刀具切削行程达到58mm，刀具寿命延长了1倍。但是，当使用冷风，用内冷却车刀切削时，在转速、走刀量和背吃刀量都作了相应提高的情况下，刀具切削行程可高达111mm。这充分体现了，在冷风作用下，使用内冷车刀的优势。三种冷却方式的切削效果见表二，车刀结构简图见图三。

◆ 试验条件

机床：数控立车
工件材料：规格：高温合金、Φ1200×120
刀具：油剂喷雾车削和外冷却冷风车削用标准型可转位上压式车刀。内冷却冷风车削使用自制内冷车刀。
刀片型号：CNCMG120408E
切削用量：见表二
冷风条件：CTL-2/50型冷风射流机生成的-50℃左右冷风
压缩空气源：车间集中配气管压力0.3～0.4Mpa
油剂切削用油：矿物油
冷风切削用油：植物性低温油(30毫升/时)
在车削中，采用不同冷却方式的刀具其寿命可见图四。

切削效果分析

从上述加工实例，可以认为：在车、铣加工过程中，使用低温冷风的初步应用效果是良好和显著的。特别是，针对难加工材料如：不锈钢和高温合金等的铣削、车削具有实用性。

试验得出的初步结论是：

◆在满足冷风射流机基本工作条件下，冷风切削技术比传统油剂（水剂）切削技术的刀具使用寿命长。

◆冷风切削时，内冷却方式比外冷却方式的效果好，突出表现在刀具使用寿命的提高方面。

◆试验证明，刀具的使用寿命随冷风压力、流量增大而延长。

◆在车、铣过程中，考虑到切削点的温度降低，因此，可以适当增大了切削用量；由于刀具使用寿命延长，节省了调整工位所需的辅助时间，加工效率有显箸的提高。

◆对精加工高温合金材料的工件表面粗糙度进行了实测，可稳定地达到Ra2.05～Ra2.5μm，

◆对加工后的不锈钢叶片进行了磁粉探伤验测，未发现有裂纹等异常现象。

◆由于以气代油，无呛人的烟雾，环境清洁，对身体无害，有利操作，还提高了效率，操作工人非常欢迎。

应用前景及有待进一步探讨的问题

低温冷风切削技术的应用实践证明，它能提高切削效率、延长刀具寿命延长、降低能耗和加工成本。首先，工厂是最大的受益者，其次，由于工作环境的改善、加工效率的提高，带来收入增加，工人也乐于接受，社会意义就更为深远。

综上所述，我们认为：这项技术能够满足用现代工艺技术改造传统设备的要求，应该有广阔的应用前景，但我们试验应用冷风切削技术的时间尚短，因此结论也是初步的，该技术要适应于大切削用量的粗加工，刀具结构（特别是内冷结构）和切削参数等合理选择，还有待进一步实验、探讨。

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