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隨著全球環(huán)境保護意識的不斷增強和環(huán)境保護立法的日益嚴格,對環(huán)境無污染的“綠色制造”被認為是可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代制造業(yè)模式。為使金屬切削加工盡可能達到綠色制造的要求,可減少環(huán)境污染、節(jié)省資源和能源的高速干式切削技術越來越多地受到人們的關注。
6 k3 _( ]: y+ T 在切削過程中使用切削液,雖優(yōu)點眾多,但一方面造成了資源和能源的巨大浪費(據(jù)資料統(tǒng)計,切削液使用費用占總制造成本的16%,而切削刀具費用僅占總制造成本的3%~4%)。另一方面,切削液會對環(huán)境產(chǎn)生較嚴重的污染,甚至會危害工人健康。& ~; y+ t! f' l* w9 y& G7 D
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1、在高速切削加工范圍內,切削力隨著切削速度的提高而減小,根據(jù)切削速度的提高幅度,切削力平均可減少30%以上,有利于對剛性較差的零件和薄壁零件的切削加工。3 o: e( N: @6 d5 _: X2 g- @1 s
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2、高速切削加工時,切屑以很高的速度排出,可帶走大量切削熱。切削速度愈高,帶走的熱量愈多(約90%以上),傳給工件的熱量大幅度減少,有利于減小加工零件的內應力和熱變形,提高加工精度。1 }! ~2 ? c: C4 m7 `
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3、隨著切削速度的提高,單位時間內的材料切除率增加,切削加工時間減少,從而可大幅度提高加工效率,降低加工成本。/ w7 u4 j, Y7 S. \. M. N
' I$ T- T/ n! m, r( ^4、在高速切削加工過程中,切削力隨切削速度的提高而降低,而切削力正是切削過程中產(chǎn)生振動的主要激勵源。轉速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠離機床的頻率,而工件的加工表面粗糙度對低階固有頻率最敏感,因此高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度。
' h- j; e& a& ]. a# o( L 以上是高速切削的優(yōu)點,但是在實際的工作中會有各種問題的出現(xiàn),比如在高速干式切削加工某些材料(如石墨電極等)時,會產(chǎn)生大量粉塵,如不能及時清除,會嚴重損害操作工人的身體健康,同時細微顆粒也會侵入絲杠、軸承等機床關鍵部件,加大機床的磨損,影響機床的加工精度和穩(wěn)定性。再比如,缺少切削液的潤滑作用,高速干式切削加工中的切削力會大大增加,刀具與工件之間的振動會加劇,從而導致工件加工表面質量變差,刀具磨損加快,刀具使用壽命縮短。
/ g$ {/ Q* e* w" j4 f 這些都是高速干式切削推廣的絆腳石,是一種挑戰(zhàn),但是未來無污染,環(huán)保的大發(fā)展方向是不會改變的,相信隨著高速干式切削加工技術的進一步發(fā)展和不斷成熟,它必將展現(xiàn)出廣闊而美好的發(fā)展前景。4 C! G# X7 h% b& W
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