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立式加工中心機床高速銑削中如何冷卻?山東北一數控機床

發布時間:2021-07-23 08:19:51

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  隨著綠色制造技術在切削加工中心加工中的應用,在高速銑削中采用壓縮空氣冷卻代替切削液冷卻已成為一種很好的選擇。但是對于高速銑削的具體任務,應該根據不同的加工目的和材料仔細權衡哪種冷卻方式更合適,以獲得最佳的加工效果。以下是山東北一數控機床為您講解如何選擇冷卻方法時要考慮的四個主要工藝因素。


  (1)工件材料的硬度


  如果工件材料的硬度42HRC,壓縮空氣冷卻通常可以達到更好的效果。高硬度材料高速銑削的加工特點是:切削溫度高;在冷加工硬化的作用下,切屑會變得比母材更硬。切削這類材料時,如果使用切削液進行冷卻,刀具可能會承受間歇性加熱和冷卻帶來的熱沖擊,溫度的急劇變化容易導致硬質合金切削刃斷裂。相反,如果用壓縮空氣冷卻,不僅可以保持刀具的溫度不變,還可以將切屑從切削區域吹走,避免了高硬度切屑的重新切削動作對刀具造成的損傷。


  (2)工件材料的類型


  如果工件材料的硬度小于<42HRC,應根據工件材料的類型確定冷卻方法。銑削粘性材料(如鋁、軟不銹鋼等)時。)高速時,通常需要使用切削液進行冷卻。切削液可以潤滑刀具,使切屑容易滑出切屑槽,從刀具后角分離。銑削大多數模具鋼(如P20、H13、S7、NAK55、D2等)時。)在高速時,壓縮空氣冷卻可能是正確的選擇。如果在加工過程中發現工件材料粘附在刀具上,可能說明需要使用切削液;然而,這也可能表明需要選擇不同的工具涂層。


  (3)工具涂層


  碳化鈦(TiCN)涂層和氮化鈦鋁(TiAlN)涂層是模具鋼高速銑削中最常用的兩種刀具涂層。當球頭銑刀以低于800sfm的切削速度銑削硬度小于42HRC的工件材料(或以低于600sfm的切削速度銑削相同材料的圓形銑刀)時,TiCN涂層更適合。如果被加工材料的硬度或切削速度高于上述切削參數范圍,最好選擇TiAlN涂層。


  TiCN涂層對切削液的冷卻有很好的適應性。雖然切削溫度的急劇變化仍可能引起硬質合金切削刃的斷裂,但在上述切削參數范圍內的加工一般不會產生足以引起熱沖擊危險的高切削溫度。


  相反,加工中心機床高溫下切削性能好的TiAlN涂層不適合切削液冷卻。涂層在高溫下切削時,涂層外表面可形成堅硬光滑的氧化鋁層,有助于提高刀具的切削性能。(其實美國米爾斯塔公司研發的“Exalon”TiAlN涂層的高溫切削性能更先進,在這種TiAlN涂層的外表面增加了一層固體潤滑層,可以使切屑更容易沿著刀具的切削刃滑落。)加工中心機床銑削石墨電極工件對刀具涂層的要求一般不嚴格,可采用TiAlN涂層或金剛石涂層。雖然兩種涂層可以通過壓縮空氣冷卻,可以獲得良好的切割效果,但很多加工車間仍然愿意使用切削液,因為切削液有助于去除加工過程中產生的粉塵。


  (4)表面光潔度要求


  當數控加工中心使用球頭銑刀進行高速銑削時,為了獲得工件的高表面光潔度,可能需要切削液冷卻。由于球頭銑刀末端的切削速度為零,切削液可以起到很好的潤滑作用。典型的球頭銑刀進行微進給精加工時,銑刀末端低速切削區域的工件材料可能會卡在“腹板”內。處于紅熱狀態的殘余材料被刀具拖過工件,可能會焊接在工件表面,從而破壞工件的表面光潔度。(為了解決這個問題,一些數控加工中心球面輪廓的機夾刀片銑刀,如美國米爾斯塔公司的“超精”刀片,可以通過改進刀片的設計來消除這種“橫刃”。切削液通過潤滑刀具和工件,可以減少切屑焊接現象的影響,獲得更高的表面光潔度。基于這種考慮,即使在使用TiAlN涂層刀具的加工場合,也應采用切削液冷卻的方法。雖然刀具壽命可能會縮短,但有時為了滿足表面光潔度的要求,需要犧牲部分刀具壽命。


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