干切削对机床的要求优化

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：由于干切削存在上述现象，所以对干切削机床的要求和使用与湿式切削有所不同。干切削机床必须具有良好的散热、排屑及吸尘装置和具有良好刚性的基础部件。1）干切削机床应有较高的刚性，以避免加工中产生振动。3）干切削机床应尽可能是高速机床，这种机床可降低30％左右的切削力，95％以上的切削热可由切屑带走，工件可基本保持室温状态。

在干切削中，由于没有切削液的冷却、润滑和排屑作用，干切削会产生以下几种情况：①切削过程中产生比湿切削更多的热量，而这些热量主要集中在切屑中。虽然选用超硬刀具材料，对刀具表面进行适宜的涂层处理，优化刀具的几何参数以及采用合适的切削用量都能减少切削力，降低切削温度，但却无法避免大量炽热的切屑堆积在切削区和机床上，如不及时地将其从加工机床的主体机构排出，会影响切削过程，还会使机床温度升高和热变形加剧，严重影响加工质量和生产效率。②在干切削石墨电极和铸铁等硬脆材料时，会产生大量粉尘，如不及时清除，会对操作工人的身体健康造成严重损害，同时细微颗粒也会侵入丝杠、轴承等关键部件，加大机床的磨损以及影响机床的加工精度和可靠性。③由于没有切削液的润滑，干切削中的切削阻力会大大增加，相应的振动会增加。

由于干切削存在上述现象，所以对干切削机床的要求和使用与湿式切削有所不同。干切削机床必须具有良好的散热、排屑及吸尘装置和具有良好刚性的基础部件。

1）干切削机床应有较高的刚性，以避免加工中产生振动。如铝合金的干切削，要求使用具备高切削速度，大进给量性能的机床。在铝合金铣削、钻削加工中，机床应满足主轴转速高达6000r/min的条件下也不产生振动的条件。

2）机床结构与切削力相适应，尽量减少零件数量。干车削硬度较高的零件时，刀具转塔应对着机床刚性强的方向进行加工，因为这个方向的长导轨能够分散切削力。机床结构设计合理时，也能直接在短导轨上分散这些切削力，同时应简化刀架结构，使其组成零件数量尽可能少；另外，可考虑用螺栓将一组刀具直接固定在横滑板，省去回转分度机构。

3）干切削机床应尽可能是高速机床，这种机床可降低30％左右的切削力，95％以上的切削热可由切屑带走，工件可基本保持室温状态。

4）机床应有吸尘、排屑装置。机床结构应有利于排屑，应注意主轴、导轨等精密运动部件的密封。

5）对于采用最少量润滑切削、冷气切削或氮气切削的亚干切削机床，还应在切削区附近安装喷雾装置、冷气供给装置或氮气供给装置，以保证油雾、冷气或氮气能可靠、快速地喷向切削区。

6）由于干切削会在加工区产生非常高的热量，会影响切屑的成形。过高的温度会导致形成带状和缠结状的切屑，影响加工精度和降低工件表面质量。所以还有必要在加工区设置温度传感器，用以监控机床温度场的变化情况，并进行必要的温度补偿。

7）干切削机床的合理使用。在使用加工中心等机床进行干切削时，应尽量使刀具伸出长度较短，使主轴处在刚度最佳的情况下，同时还要考虑机床的速度和额定功率等。

采用干切削技术的主要目的就是为了减少对环境的危害，所以干切削机床在满足上述要求的情况下，还必须注意机床本身的绿色特性（低能耗、低污染、低噪声和轻量化）。

干切削对机床的要求优化

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