亚干切削与冷却方法对加工精度和表面质量的影响比较

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：经测量刀具磨损，在相同工艺条件下自然冷却刀具后角磨损值VB＝1.2mm，风冷时刀具后角磨损值VB＝0.42mm，由此可见风冷、亚干式切削能延长刀具的使用寿命，维护被加工零件的尺寸稳定性，是精密加工理想的冷却方式。

1.切削过程稳定性比较

采用6.2.2节中车削实验系统，取：以相同切削条件下（工件材料为Cr12，v＝52m/min，f＝0.2mm/r，a_p＝1mm），用风冷（-12℃）和亚干方式切削时，沿切削长度方向切削力的比较如图6-38所示。由图6-38可见：随着切削长度的增加，亚干式方式切削情况下的切削力增加的很缓慢，曲线较平坦；明显优于风冷切削情况下切削力曲线随切削长度增加上升较快的状况；说明亚干式切削不仅比冷风冷却切削状况好。而且切削过程平稳性好，被加工零件的尺寸一致性好，综合效果优于用水基切削液、自然冷却和低温风（－12℃）冷却切削时的情况。

图6-38 切削冷却方式与切削过程稳定性关系

1—冷风冷却切削 2—亚干式切削

2.被加工件表面粗糙度值Ra的比较

采用6.2.2节中车削实验系统，以亚干式、自然冷却、浇注冷却（本试验使用1∶5的水基1＃金属乳化切削液）方式相比较，试验条件：用CA6140机床，测力仪（Y6D-3A）、自制工件—刀具热电偶、BCJ-2型表面粗糙度检测仪；工件材料为GCr12轴承钢，58HRC；刀具为车用机夹刀片，德国产SNMM120408-NR7 WAP30。取v＝76.4m/min，f＝0.2m/r，a_p＝1mm；得表面粗糙度值Ra为纵坐标的试验结果如图6-39所示。

图6-39 表面粗糙度值Ra与冷却方法关系图

1—自然冷却 2—14℃冷风射流冷却 3—亚干式方式Ⅰ 4—亚干式方式Ⅱ

图6-39说明，亚干式切削机件的表面粗糙度值小于风冷，而风冷又小于自然冷却；同样是亚干式切削，方式Ⅰ仅仅改变了方式Ⅱ的射流冷却入射区，就显著降低了Ra值；亚干式切削Ⅱ较之自然冷却的Ra值下降22％，说明冷却方法的冷却效果还必须通过适当的方式才能得到充分显示。

3.被加工件尺寸精度值比较

当采用和切削过程表面粗糙度值Ra比较相同的工艺环境，取v＝76.4m/min，f＝0.2mm/r，a_p＝1mm，以刀具的切削长度为横坐标，刀具磨损和尺寸精度相对于切削长度影响的斜率百分数为纵坐标，得图6-40。

图6-40 切削GCr12时不同冷却方法对刀具磨损和尺寸精度的影响

1—自然冷却 2—风冷（－18℃） 3—亚干式方式Ⅰ

图6-40清楚地表明亚干式切削能更好地维护尺寸稳定性，亚干式切削时尺寸误差是自然冷却切削时尺寸误差的5.5％；风冷切削时的尺寸误差是自然冷却切削时尺寸误差的38％。经测量刀具磨损，在相同工艺条件下自然冷却刀具后角磨损值VB＝1.2mm，风冷时刀具后角磨损值VB＝0.42mm，由此可见风冷、亚干式切削能延长刀具的使用寿命，维护被加工零件的尺寸稳定性，是精密加工理想的冷却方式。

亚干切削与冷却方法对加工精度和表面质量的影响比较

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