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隨著全球環境保護意識的不斷增強和環境保護立法的日益嚴格,對環境無污染的“綠色制造”被認為是可持續發展的現代制造業模式。為使金屬切削加工盡可能達到綠色制造的要求,可減少環境污染、節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。
, g" x/ j' b: ~- Y 在切削過程中使用切削液,雖優點眾多,但一方面造成了資源和能源的巨大浪費(據資料統計,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,切削液會對環境產生較嚴重的污染,甚至會危害工人健康。- ?9 {1 y3 }, | A5 A$ ], l6 p* i
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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。
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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。
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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。+ _7 x% C9 M3 ]+ S* x
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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生振動的主要激勵源。轉速的提高使切削系統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。: J/ P2 T2 l+ t6 d9 Z3 N+ N0 B
以上是高速切削的優點,但是在實際的工作中會有各種問題的出現,比如在高速干式切削加工某些材料(如石墨電極等)時,會產生大量粉塵,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。5 s; L4 x, _+ n$ B2 M
這些都是高速干式切削推廣的絆腳石,是一種挑戰,但是未來無污染,環保的大發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展和不斷成熟,它必將展現出廣闊而美好的發展前景。: d, U" v3 z1 G. L% {) J
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