機(jī)床業(yè)刀具、干切削的相關(guān)技術(shù)

強(qiáng)化切削刃，減輕載荷

據(jù)悉，盡管自從推出后它們的物理性能提高以及應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，由金屬陶瓷、陶瓷、CBN、PCD做成的刀具仍然比硬質(zhì)合金更脆并且不能承受同樣大的應(yīng)力。因此，由它們做成的刀具需設(shè)計(jì)成能增強(qiáng)支撐和釋放應(yīng)力。

一個(gè)設(shè)計(jì)這種刀具的重要部分是切削刃的磨削，它使得切削力偏離刀片刃口改變方向到它的基體。三個(gè)這樣的刃口修磨是恰當(dāng)?shù)模贺?fù)倒棱、珩磨、珩磨的負(fù)倒棱。負(fù)倒棱象切削刃的一個(gè)倒角狀的平面，它取代薄弱鋒利的刀尖。這里刀具設(shè)計(jì)人員的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)使保證切削刃足夠的強(qiáng)度和壽命的最小帶寬和角度，因?yàn)閷挾群徒嵌仍龃蠛蟮镀玫綇?qiáng)化但也增加了切削力。

珩磨用于鈍化鋒利的切削刃。雖然它們不提供像負(fù)倒棱相同的抗微崩保護(hù)作用，但珩磨對(duì)由先進(jìn)材料制作的小切深小進(jìn)給以保持最小切削力的精加工刀片很有效。珩磨也能強(qiáng)化前、后刀面相交處負(fù)倒棱的作用。當(dāng)用陶瓷粗車(chē)鋼件發(fā)生微崩時(shí)，珩磨能釋放該處的應(yīng)力、強(qiáng)化刀片而不要加寬負(fù)倒棱。

除了指定針對(duì)某個(gè)加工的最佳刃口修磨，刀具設(shè)計(jì)人員也必須優(yōu)化切削角度并能排屑。通過(guò)加大后角降低切削力讓刀具上的應(yīng)力減少并降低切削區(qū)的溫度。正前角的數(shù)值盡可能大，靠更好的剪切作用也減少切削力并加寬卷屑槽空間靠加大排出路徑幫助切屑排出，特別是在鉆削和螺紋加工時(shí)。

保持低的切向切削力的另一種方法是高速切削。在很高主軸轉(zhuǎn)速下的高進(jìn)給率降低而不是增加對(duì)工件的沖擊多達(dá)75%到90%，這取決于刀具和加工參數(shù)。更進(jìn)一步，干加工改善切削過(guò)程的熱穩(wěn)定性；銑刀比五年前至少有更準(zhǔn)確的大??；而且現(xiàn)代銑削和車(chē)削機(jī)床變得剛性越好足以消除過(guò)度的振動(dòng)。所有這些發(fā)展都支持使用脆但更硬更耐磨的刀具材料。

使用一種能承受高溫的刀具的好處之一是切屑形成十分有效。舉例來(lái)講，加工鑄鐵時(shí)熱量增加切削區(qū)材料的塑性并降低它的屈服強(qiáng)度。其結(jié)果是金屬切除率比傳統(tǒng)粗加工增加3倍。因?yàn)檫M(jìn)給率高，刀具剪切切屑快以致大部分熱留在切屑里而沒(méi)有時(shí)間流向工件并引起扭曲。盡管切削溫度很高，但工件的熱穩(wěn)定性更好而且要比在傳統(tǒng)金屬切除率條件下更精確。

低沖擊的精加工也使工件、夾具和機(jī)床以及在高線速度下以每轉(zhuǎn)更低的進(jìn)給使用安裝小刀片低密度材料的刀盤(pán)的靜態(tài)變形達(dá)到最小。因?yàn)橹喂ぜ恍韬艿偷膴A緊力，所以?shī)A具能做得簡(jiǎn)單，不需要一個(gè)加強(qiáng)筋、工件支撐和夾緊元件的復(fù)雜系統(tǒng)。結(jié)果是機(jī)床對(duì)箱體零件的各個(gè)面進(jìn)刀更多。

是不是機(jī)床喜歡干加工

指定和裝備合適的機(jī)床也是這個(gè)戰(zhàn)略的一個(gè)重要部分。由于速度通常很快、材料通常很硬、切削溫度很高，所以機(jī)床一定要?jiǎng)傂院霉β蚀?。因此，?duì)加工中心講使用者應(yīng)該努力縮短刀具懸伸并除了看速度和功率顯示外還要判斷主軸內(nèi)在剛性。

在車(chē)床上切削接近成型的和淬硬的零件，解決了切削力問(wèn)題后刀塔能靠機(jī)床剛性實(shí)現(xiàn)很長(zhǎng)的切削行程。一臺(tái)設(shè)計(jì)良好的機(jī)床將解決那些沿著短的直接通路的力并且包含盡可能少的移動(dòng)和支撐刀具的機(jī)床零件。在權(quán)衡精度和柔性后，你也許認(rèn)為直接裝在橫刀架的刀具組能消除回轉(zhuǎn)分度機(jī)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)使刀具懸伸短，平衡作用到導(dǎo)軌上的切削力并使支撐面最小化。

對(duì)精度來(lái)說(shuō)熱穩(wěn)定性也是關(guān)鍵的。所以一些機(jī)床制造商用軟件補(bǔ)償熱膨脹的辦法改進(jìn)他們的加工中心的機(jī)械部分性能。然而，控制溫度變化將開(kāi)始有效地外排熱切屑來(lái)消除工作系統(tǒng)內(nèi)部的重要熱源。好的機(jī)床設(shè)計(jì)將沒(méi)有積聚切屑的腔和托盤(pán)而是有不靠切削液幫助就能排出干切屑螺旋推運(yùn)器和切屑運(yùn)送裝置。如果流體的協(xié)助是必需的話，考慮使用空氣替代流體。

為了保護(hù)滾珠絲杠、導(dǎo)軌和操作工吸入空氣里的灰塵，伸縮蓋、罩、密封和吸塵器也是需要的。從濕式加工轉(zhuǎn)變到干切削的機(jī)床設(shè)計(jì)是可行的，買(mǎi)一臺(tái)干加工的機(jī)床總體來(lái)講費(fèi)用較低、問(wèn)題更少。它的吸塵器和壓縮空氣輸送系統(tǒng)也比相對(duì)應(yīng)濕式加工需要的油霧收集器和冷卻泵便宜。運(yùn)行成本也由于干加工消除冷卻液管理和處理費(fèi)用而垂直下降。更進(jìn)一步，干加工使你從現(xiàn)在和將來(lái)的切削液使用責(zé)任規(guī)章制度解放出來(lái)。