低溫切削技術(shù)培訓(xùn)課件

低溫切削技術(shù)

低溫切削的基本概念

在刀具磨損機制中，“磨損”本身并不是導(dǎo)致刀具失效的唯一原因，“高溫”才是刀具真正的大敵。

如果工件材料本身具有很好的耐熱性，這種現(xiàn)象將變得尤其明顯。如鈦合金、蠕墨鑄鐵（CGI）等。

低溫切削是指在機械加工中，通過各種不同的冷卻方法造成工件材料切削區(qū)的局部低溫或超低溫狀態(tài)，利用工件在低溫條件下產(chǎn)生的低溫脆性，提高工件的切削加工性、刀具壽命和工件表面質(zhì)量的一種新型工藝方法。

目前用于低溫切削的制冷方法主要有冷風(fēng)冷卻、液氮冷卻和電子冷凍。低溫切削加工優(yōu)點：

①降低工件溫度，提高工件的切削加工性。

根據(jù)材料的低溫脆性，采用低溫切削加工，提高工件的切削加工性。

②降低刀具溫度延長刀具壽命。

在金屬的切削過程中，刀尖溫度在700～1200℃之間，影響刀具壽命。采用低溫切削，刀具耐用度明顯提高，刀具壽命明顯延長。

③提高工件的加工精度和表面質(zhì)量

常規(guī)切削加工時，刀具由于溫升引起的熱變形對工件的加工精度產(chǎn)生影響，低溫切削可避免。

④實現(xiàn)對塑料、橡膠等高彈性材料的切削加工。

塑料、橡膠等高彈性材料，切削加工很困難。采用低溫切削加工，先用冷凍劑使之冷卻變硬，然后再進(jìn)行加工，這類問題便可迎刃而解了。

⑤對薄片件的精密加工

低溫切削可以實現(xiàn)對薄片件的精密加工，厚度可加工到0.35mm以下。

低溫切削的局限性

低溫切削會造成被加工金屬的熱脹冷縮作用，零件的加工尺寸會發(fā)生明顯誤差，需要研究材料的溫差影響數(shù)據(jù)資料；

需要配置復(fù)雜的致冷系統(tǒng)，一般成本較高，仍存在許多技術(shù)性難題需要解決。

目前，對低溫切削的研究還處于實驗開發(fā)階段。低溫切削的技術(shù)難點

①冷風(fēng)冷卻低溫切削的技術(shù)問題

冷風(fēng)冷卻低溫切削是將空氣經(jīng)過除濕器將水分除去后，送入空氣冷卻器冷卻至零下30℃，再經(jīng)風(fēng)嘴將冷風(fēng)送至切削部位。

冷風(fēng)冷卻低溫切削技術(shù)需要解決的問題有：

◆對于不同的被加工材料有著不同的影響；

◆冷卻潤滑系統(tǒng)比較復(fù)雜，不利于推廣應(yīng)用；

◆只有冷卻功能而無潤滑功能。

◆在冷風(fēng)噴嘴頻繁換道時的同步位移、冷風(fēng)輸送系統(tǒng)與復(fù)雜機床的銜接、最佳切削參數(shù)的選配。②液氮冷卻低溫切削的技術(shù)問題

液氮冷卻低溫切削有兩種應(yīng)用形式：一種是將液氮作為切削液直接噴射到切削區(qū)以降低切削溫度，實現(xiàn)提高加工精度和表面質(zhì)量，延長刀具壽命；另一種是利用液氮受熱蒸發(fā)循環(huán)來間接冷卻刀具或工件。

液氮冷卻低溫切削技術(shù)需解決的問題：

◆液氮的潤滑性能欠佳；

◆成本增加，包括液氮的存儲、運輸?shù)龋?/p>

◆工件防銹問題；

◆液氮使用的安全性問題。

③電子冷凍低溫切削的技術(shù)問題

電子冷凍低溫切削是用熱電制冷的冷凍加工方式，被加工工件的溫度降到-25℃以下，適宜于薄片件，韌性、粘性好的材料的加工。但具有低溫液體消耗量大、冷處理時間長、成本高的缺點。

電子冷凍低溫切削主要問題是控制加工精度的問題。為了控制被加工件的尺寸精度，必須掌握冷凍溫度與尺寸收縮的關(guān)系。低溫切削加工的研究情況

難加工材料：①鈦合金、②高錳鋼、③淬硬鋼、④鋁合金、⑤不銹鋼、⑥工程陶瓷（含96%Al2O3）、⑦非金屬材料和復(fù)合材料

采用低溫切削工藝，明顯改善切削加工性。

應(yīng)用實例：鋁合金的硬度和熔點都比較低，采用硬質(zhì)合金刀具銑削加工時，刀具磨損快，切削量增