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幹式切削刀具幾何形狀設計

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幹式切削刀具幾何形狀設計

發布日期:2016-10-11 作者: 點擊:

幹式切削是為保護環境、降低成本而有意識地不使用切削液,在無冷液條件下進行切削加工的切削加工的方法。幹切削不是簡單地停止使用切削液,而是要在停止使用切削液的同時,保證高效率、高産品質量、高的刀具耐用度以及切削過程的可靠性,這就需要用性能優良的幹切削刀具、機床以及輔助設施替代傳統切削中切削液的作用,來實現真正意義上的幹切削。

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自動噴油機商家了解到幹切削刀具通常以月牙窪磨損為主要失效原因,這是因為加工中沒有切削液,刀具和切屑接觸區域的溫度升高所緻。因此,通常應使刀具有大的前角和刃傾角,但前角增大後,刀刃強度會受影響,此時應配以适宜的負倒棱或前刀面加強單元,這樣使刀尖和刃口會有足夠體積的材料和較合理的方式承受切削熱和切削力,同時減輕了沖擊和月牙窪擴展對刀具的不利影響,使刀尖和刃口可在較長的切削時間裡保持足夠的結構強度。

近幾年來,國外開發了許多大前角車削刀片(如美國Carboloy公司推出的一種ME-13新型硬質合金刀片上的前角達34°)和帶正前角的螺旋形刀刃銑削刀片(這種刀片沿切削刃幾乎有恒定不變的前角,背前角或側前角可由負變正或由小變大),旨在減少機床的驅動功率,并通過減小切削力,降低切削溫度來滿足幹切削時對刀具的要求。

日本三菱金屬公司開發出一種适用于幹切削的“回轉型車刀”,該刀具采用圓形超硬刀片,刀片的支持部分裝有軸承,在加工中刀片能自動回轉,使切削刃始終保持鋒利,具有工效高、加工質量好、刀具壽命長等特點。

還有一種熱管式刀具也可以獲得較理想的幹切削效果。它們的結構與普通車刀基本相同,所不同的是在刀杆體内部制成了熱管。熱管内的工作介質一般為丙酮、乙醇和蒸餾水三種。熱管是一種高效的傳熱元件,它利用的是沸騰吸熱和冷凝放熱這兩個最強的傳熱機理,熱管的熱導率是相當的銀、銅棒的幾百倍。熱管刀具是一種自冷卻刀具,故無需再從外部澆注切削液,尤其适合于在數控機床、加工中心和自動生産線上應用。


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