摘要：干式切削是一種綠色制造工藝技術(shù)，它已成為金屬切削加工發(fā)展的趨勢(shì)之一。文中分析了干式切削加工對(duì)刀具的要求，討論了刀具材料的選擇并結(jié)合實(shí)例分析了干式切削技術(shù)在銑削中的應(yīng)用。 "hXB_73)V  
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1 前言 Cs8e("w  
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現(xiàn)今大部分的金屬切削加工是以使用切削液的濕式方式進(jìn)行的。切削液具有冷卻、潤(rùn)滑、清洗、排屑、防銹等功能，對(duì)延長(zhǎng)刀具使用壽命，保證加工質(zhì)量起著重要的作用。但是近幾年隨著人類社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，人們開始關(guān)注切削液所帶來(lái)的一系列負(fù)作用。一方面，切削液的廣泛使用需消耗大量的能源和資源，增加加工成本。據(jù)德國(guó)許多公司統(tǒng)計(jì)計(jì)算的資料表明，使用冷卻液費(fèi)用占總制造成本的16 % ，而切削刀具消耗的費(fèi)用只占成本的3～4%。另一方面，切削液對(duì)環(huán)境的污染較為嚴(yán)重，甚至危害工人健康。為使金屬切削加工盡可能少地產(chǎn)生污染，人們提出了“清潔化生產(chǎn)”這一概念。干切削是消除切削液污染，降低產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的最有效的途徑。要實(shí)現(xiàn)干式切削，必須合理選擇刀具材料，設(shè)計(jì)合理的刀具幾何參數(shù)。干式切削技術(shù)已成為金屬切削加工發(fā)展的趨勢(shì)之一。近年來(lái)，它在車削和銑削中的應(yīng)用已日益普遍，在鉆削、鏜削和滾齒方面也取得了重大的突破。本文結(jié)合工作實(shí)際，僅就干式切削技術(shù)在不銹鋼銑削中的應(yīng)用進(jìn)行論述。 )Tj\ym-Vl  
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2 干式切削加工對(duì)刀具的要求 ,XmyC7y<  
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切削刀具的性能取決于刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)。不同加工方法對(duì)刀具的設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)有所不同。對(duì)于干式切削加工刀具必須具備下述性能：(1)刀具應(yīng)具有較高的耐熱性和良好的耐磨性。(2)切屑和刀具之間的摩擦系數(shù)要盡可能小。(3)刀具形狀要保證排屑流暢和易于散熱。(4)刀具應(yīng)具有更高的強(qiáng)度和耐沖擊韌性。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)工件材料的物理、力學(xué)性能和工序特點(diǎn)，合理選用刀具材料、涂層，優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)，并注意刀具材料與工件材料的匹配，才能設(shè)計(jì)和制造出適用于干式切削的刀具。 H8?Kgaj~vf  
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1) 干式切削加工的刀具材料 }|4dEao\  
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干式切削時(shí)刀具材料最重要的是必須具各高的紅硬性和高的耐沖擊性。目前適用于干式加工的刀具材料有超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷及金屬陶瓷材料、金剛石(PCD)及立方氮化硼(CBN)等。 Qh@A7N/L  
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a. 超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金 #ZPy&GIr  
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通常用的普通硬質(zhì)合金脆性大、易崩刃。超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金可以提高普通硬質(zhì)合金的韌性，具有很好的耐磨性和耐高溫性能，可用于銑削和鉆削加工。 l/@t>%  
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b. 涂層硬質(zhì)合金 9|RR;k[  
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涂層刀具最適用于干式切削加工，因?yàn)檫m宜的涂層既可承受高的切削溫度，降低刀具/切屑以及刀具/工件表面之間的摩擦系數(shù)，減小刀具磨損和產(chǎn)生的熱量，還可使刀具具有強(qiáng)韌的基體及滿足切削要求的切削刃或工件表面。因此，適宜的基體與涂層組合及經(jīng)濟(jì)可行的涂層工藝技術(shù)是干式切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。常用的涂層基體材料主要是硬質(zhì)合金。涂層材料主要有TiC、TiN、TiAlN、金剛石等。其中TiAlN 涂層是干式切削加工時(shí)最好的涂層之一。如SECO公司開發(fā)的用于干式銑削的涂層硬質(zhì)合金刀片：T150M、T25M 、F20M、F40M 。見表1。

表1 涂層硬質(zhì)合金刀片的種類和應(yīng)用范圍 3*$)9'  

刀刀種類	涂層材料	應(yīng)用	切削液使用
T15OM	Ti(C, N)+Al2O3	灰口鑄鐵/球墨鑄鐵	干切削
T25M	TiC/Ti(C, N)+TiN	碳鋼/不銹鋼	濕/干切削
F20M	Ti(C, N)+(Ti, Al) N+TiN	不銹鋼	干切削
F40M	Ti(C, N)+(Ti, Al) N+TiN	不銹鋼	濕/干切削

c. 陶瓷及金屬陶瓷 #F!'B|n  
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陶瓷刀具由于高耐熱性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，非常適合于干式加工鑄鐵和淬火鋼。但其韌勝差，易折斷，在很大程度上限制了它在干式切削中的應(yīng)用。為了解決這一難題，國(guó)外已開發(fā)了一些新型氧化鋁陶瓷刀片。如日本學(xué)者開發(fā)的一種用微細(xì)顆粒(0.22µm)、高純度(99.99 %)的新型氧化鋁陶瓷粉末制造的陶瓷刀片，在干車、干銑碳鋼和鑄鐵件時(shí)具有優(yōu)異的切削性能。 y}!}*Qj+/  
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金屬陶瓷是硬質(zhì)合金的種類型，它含有鈦基化合物，粘結(jié)劑是鎳或鎳相。金屬陶瓷刀具適合于干式切削。以往對(duì)硬質(zhì)磨具通常采用磨削或電火花加工，現(xiàn)在可用金屬陶瓷刀具進(jìn)行干銑加工，不僅提高了工效，表面質(zhì)量也得到了提高。 >6"u{Qmr  
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d. CBN A?/(W_Gt^M  
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