金属切削领域的可持续发展战略——高速干切削技术
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技术综合
1 引言
加工中心切削速度和切削功率的急剧提高,单位时间内金属切除量大量增加,机床的切削液用量也越来越大,一些高速加工中心使用的高压冷却液像瀑布一样淋向工件、刀具以及工作台,这不仅加重了切削液的负面作用,而且也产生了新的问题,具体表现在:高速切削时,切削液实际上很难到达切削区,大量的切削液根本起不到作用。与之相比,干式切削采用其他技术措施取代切削液在切削过程中的作用,能有效地降低生产成本、改善生产环境,彻底解决切削液对工件微淬火和对刀具热冲击的问题,但同时也带来了切削区温度升高、刀具磨损加剧、加工质量下降的问题。而高速干切削技术是在高速切削技术的基础上,融人干切削技术或最小量有效润滑的准干切削技术,它是结合两者的优点,并对它们的不足进行了有效补偿的一项新兴先进制造技术。
2 高速干切削机床
图1
图2
2,完全满足快速进给的需要。因此,在高速机床日益普及的今天,高速干切削对机床的要求主要针对机床的整体结构和辅助设施,机床床身是保证机床稳定性的基础大件,应采用热稳定性较好的整体铸造的框架式或龙门式结构,最好应用绝热材料“人造花岗岩”或新型均热材料(如在铝材料中添加20%的碳化硅得到的新型复合材料),增加绝热倾斜盖板。机床整体结构尽量简单,尽可能采用方便排屑的立式主轴布置,工作间宽敞明亮,内部减少凸台、凹槽,方便排屑,密闭工作间内增加通风设施。如图1是MURATEC公司的MW系列双塔干式车床模型,其主体结构对称,排屑简单方便,采用双主轴平行布置,带有12刀位转塔,有很高的加工效率,适合于铸件、淬硬钢。图2所示的加工中心是Hueller Hille公司专门为干切削设计的specht 500T型高速加工中心,这种加工中心最大的特点就是有一个可沿水平轴转动的工件更换器,利用这种工件更换器,工件在装料侧处于正常位置,而在工作间里则是自上而下悬挂着进行切削,使切屑可以从上面自然落下。其主轴转速高达25,000~60,000r/min,主电机功率60kW, 带有液氮冷却系统,结构简单,排屑可靠,很适于对铝合金或纤维增强塑料等进行高速干切削。
3 高速干切削刀具
4 结束语
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