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)展的趨勢之一。文中分析了干式切削加工對刀具的要求，討論了刀具材料的選擇并結(jié)合實例分析了干式切削技術(shù)在銑削中的應(yīng)用。 ,7pO-:*g  
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1 前言 Lvc*L6  
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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行的。切削液具有冷卻、潤滑、清洗、排屑、防銹等功能，對延長刀具使用壽命，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對環(huán)境保護的日益重視，人們開始關(guān)注切削液所帶來的一系列負(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)德國許多公司統(tǒng)計計算的資料表明，使用冷卻液費用占總制造成本的16 % ，而切削刀具消耗的費用只占成本的3～4%。另一方面，切削液對環(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，實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的最有效的途徑。要實現(xiàn)干式切削，必須合理選擇刀具材料，設(shè)計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)展的趨勢之一。近年來，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)合工作實際，僅就干式切削技術(shù)在不銹鋼銑削中的應(yīng)用進行論述。 oj<.axA,  
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2 干式切削加工對刀具的要求 f
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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)。不同加工方法對刀具的設(shè)計側(cè)重點有所不同。對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)具有更高的強度和耐沖擊韌性。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)工件材料的物理、力學(xué)性能和工序特點，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)計和制造出適用于干式切削的刀具。 _-Aw`<_*-  
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1) 干式切削加工的刀具材料 =5LtEgHU  
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干式切削時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。 ?S0VtHQ  
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a. 超細顆粒硬質(zhì)合金 Xig+[2zS  
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通常用的普通硬質(zhì)合金脆性大、易崩刃。超細顆粒硬質(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。 )j@k[}R#g  
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b. 涂層硬質(zhì)合金 g=[ F W@z  
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涂層刀具最適用于干式切削加工，因為適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 qB7.LR*'  

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 N:clwmo  
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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具有優(yōu)異的切削性能。 -NZj