金属切削加工中的技术要点和未来金属切削刀具的发展方向

hualingcbn

一、金属切削加工中的技术要点

1、切削力

    在切削过程中，刀具切入工件，使切削层变为切屑并沿着刀面流出，同时获得已加工表面。期间不仅需要客服工件材料产生剪切变形的欧用力，还需要克服发生在刀具前刀面和后刀面上的内摩擦阻力。

2、切削热

    切削金属时，由于切屑剪切变形所做的功和刀具前面，后面摩擦所做的功都转变为热，这种热就叫做切削热。同时，切屑，工件已加工表面和刀具间的摩擦，也会消耗一部分功率，从而相应的产生热量。而部分工件加工过程中使用切削液，则刀具，工件和切屑上的切削热被切削液带走，部分不适用切削液的工件，择主要有切屑，工件和刀具带走，其中切屑带走绝大部分的热量，但还是有部分热量没能及时带走，故前刀面和后刀面的温度就影响着切削过程及刀具的磨损情况，所以了解切削温度的变化规律是十分重要的。

3、切削温度

    切削过程中切削区各处的温度是不同的，形成一个温度场切屑和工件的温度分布，这个温度场影响切屑变形，积屑瘤的大小，加工表面质量，加工精度以及刀具的磨损程度等，还影响切削速度的提高。一般来说，在切削过程中，由于切削力所做的机械工绝大部分转化为热能，如果切削热得不到及时的传散，则切削区的平均温度将大幅度的提升。切削温度的升高，一方面使得切削区工件材料的强度，硬度降低，并且使一些耐热性好，脆性大的刀具材料的韧性有所改善从而切削过程进行比较顺利，但更重要的一点是切削温度的升高，会家督刀具的磨损，使工件及刀具产生热变形，从而影响加工精度，造成工件表面的热损伤。

4、影响切屑变形，切削力和切削温度的因素

    影响切屑变形，切削力和切削温度的因素包括工件材料，切削速度，进给量，切削深度，切削液和刀具前角等。首先工件材料因素，工件材料的强度越大、硬度越高、塑性越小，则产生的切屑变形也就相应的小。其次是切削速度，进给量，吃刀深度大家都很了解，这三要素中切削速度影响最大。第五是切削液的因素，切削液的冷却和润滑功能越好，切屑变形、切削力和切削温度都会得到改善；第六是前角的影响，前角增大则切屑变形会变小，对切削力影响比较明显，切削力也会变小，其中在三个方向力中，主要是进给力和背向力收到的影响较大。

二、未来金属切削刀具的性能要求

1、高效切削

    随着数控机床的广泛使用，和现代制造业的要求逐渐提高，金属切削刀具已经不能满足现代制造业的发展要求，如硬质合金刀具是近代最先研发出的刀具材料，在最早时期数控机床没有得到广泛使用时，硬质合金刀具可以完全满足生产需要，但随着现代制造业的迅猛发展和数控机床的普遍存在，部分行业采用硬质合金刀具已不能满足生产要求，就如现在很多批量生产灰铸铁的企业都采用CBN刀具代替硬质合金刀具生产。

2、绿色切削

    所谓的绿色切削就是不用或少用切削液，也可称之为干式切削，而切削液是金属切削加工中造成环境污染的一个重要根源，并且生产中不用或少用切削液，可以减少10%-15%的加工成本，部分零件的总成本可下降55%。

同样实现绿色切削的关键之处在于刀具，刀具在切削过程中，不仅要承受很大的压力，而且还要承受加工过程中产生的热量，如果刀具的性能达不到要求，则会出现快速磨损，甚至崩损。因此绿色切削的刀具材料必须具备较高的硬度和耐热性，耐磨损性，及较强的抗冲击性和抗断裂性能。

三、总结

    随着人类对资源和环境保护的逐渐重视，金属切削加工逐渐的引起人们的关注，绿色高效切削加工，是制造业可持续发展的方向，目前虽然已研制出超硬CBN刀具应用于金属加工领域，但和国际形势相比，还是需要不断的研究和实践，故随着机床技术及其相关工艺研究的深入，绿色高效金属切削加工技术必将成为金属切削加工的主要发展方向。
# H" Z& j4 a0 u$ P" q

旋压工艺

大赞