干切削加工技术复习过程
第二章 干切削加工工艺技术
1、采用便于快速排屑的布局与结构：
干切削机床需要解决的问题就是在切屑的热量传到机床之前， 尽快将切削排除掉，使切屑远离切削区和机床。
2、采取适当的隔热措施：
采取适当的隔热措施，可以减少排屑过程中切屑传递给机床 部件的热量。如对于铸铁床身，采用保护罩来保护陡峭的倾斜壁， 防止切屑与床身之间的直接接触；排屑槽用绝热材料制造；刀具 和工件的安装处用绝热罩来隔离切屑等。
(3)不发生污染环境和与切削液有关的安全及质量事故。
(4)加工质量高 由于干切削没有冷却液对工件的急冷,工件没 有微淬火现象,不会产生表面微裂纹,同时加工后的工件不会因存 在残留切削液而形成腐蚀锈斑,因此提高了工件表面质量。 (5)延长刀具寿命 通常认为,由于切削液的冷却与润滑作用,对 提高刀具使用寿命有利。但美国密歇根技术大学进行的比较性 切削试验表明,在一定的切削速度(尤其在较高速度)下,湿式切削 由于冷却液加注过程中的不连续性与冷却程度的不均匀性,使刀 具产生不规则的冷、热交替变化,容易使刀头产生裂纹,进而引起 刀具破损,反而降低了刀具的使用寿命。高速加工中主轴高速旋 转产生的离心力使切削液难于进入切削区域,加工时在切削区产 生极高的温度,又使切削液在进入切削区之前已经气化,起不到冷 却作用,因而对刀具寿命延长几乎没有帮助。而用于干切削的刀 具经过特殊处理,降低了切削热的产生,耐热性也比普通刀具好,故 有较理想的使用寿命。 (6)高效率 由于干切削自身的特点,为了减小切削热的产生,并 将切削热及时带走,延长刀具使用寿命,在机床及刀具满足条件的 状况下,多采用提高切削速度的方法,从而提高了加工效率。
3、对皮肤的危害。Fra bibliotek极性添加剂氯化合物润滑性能好，但刺激皮肤和眼睛；甲醛 类化合物会使眼睛流泪，且能致癌。矿物油、表面活性剂、防腐 杀菌剂，均会使皮肤干燥、裂口、红肿而发生皮炎。
干式切削技术培训课件
干式切削技术干式切削的基本概念金属切削加工普遍采取使用切削液的湿式方式，因为切削液具有冷却、润滑、清洗、排屑、防锈等功能，同时对延长刀具使用寿命、保证加工表面质量起到重要作用。
切削液所带来的负作用：消耗资源和能源，增加加工成本（据统计，切削液使用费用占总制造成本的16%，而切削刀具费用仅占总制造成本的3%～4%）；切屑上的残留切削液提高了清洁处理成本。
干式切削是指在切削加工过程中不使用切削液的工艺方法，它能从源头上消除切削液带来的系列环境负面效应，符合绿色制造的理念和需求。
干式切削的优点①形成的切屑洁净、无污染、易于回收和处理，可以降低切削残屑的回收成本；②可以省去与切削液有关的供应、回收、过滤、处理等费用；③不污染环境，实现绿色切削，工厂无须承担切削废液污染的责任；④干式切削法加工产品效率高、成本低。
干式切削的局限性①干式切削的切削力会大大增加，刀具与工件之间的振动会加剧，从而导致工件加工表面质量变差，刀具磨损加快，刀具使用寿命缩短；②干式切削会在加工瞬间产生大量热量，这些热量主要集中在切屑中，会影响切屑的成型，导致形成带状缠绕在刀具上，影响后续切削，加剧刀具磨损。
③由于摩擦使工件和刀具的温度升高，导致刀具磨损加快，工件产生残留应力，刀具和工件发生热变形，表面质量下降；④无润滑作用，会使刀具分屑困难，切屑堵塞容屑槽，还可能损坏已加工的工件表面；⑤切屑如不及时排出，残留切屑可能导致夹紧误差、损坏机床导轨等。
干式切削关键技术刀具技术、排屑方法、使用的机床等三项技术①干式切削的刀具技术为了使得在干式切削过程中，产生的热量减少，提高刀具的润滑效果和断屑功能，首先要优化刀具的几何形状：◆减少刀具/工件表面之间的接触面积；◆考虑刀具表面的最大润滑性，防止积屑瘤的产生。
如美国公司把刀片制成超大正前角+34°加强刃，前刀面呈多条弧形沟，以减少切屑与前刀面的接触，使切削温度大大降低，采用常规切削速度加工时，刀具寿命可提高3～4倍。
干式切削加工技术及其应用
2009-5-18
id=zoom>制造业是产生工业污染的主要来源之一，其中传统加工所使用的切削液给环境造成了严重的污染。随着人们对环境保护的日益重视，尤其是环境保护法规的严格实施，对制造业产生的环境污染提出了更高的要求。一种能减少对环境污染、节约资源和能源的绿色制造技术——干切削加工技术，越来越受到人们的重视。近年来，许多发达国家在工厂条件允许的情况下正积极地采用干式切削加工技术，以达到减少切削加工 的润滑污染、降低加工成本的目的。
低温冷风切削
低温冷风切削的概念是由日本人横川和尹首先提出来的是一种在-10～-100℃冷风冷却和非常微量的植物油润滑条件下进行干式切削的技术。有关研究表明，在刀具表面涂一层薄薄的植物油，在切削加上点进行低温冷风冷却，其干式加工的效果很理想。如，在切削条件为：工件直径：?92～?98mm；切削速度45.1～48.Om/min；进给 O.5mm；切削余角：45°；刀具：刀具半径RO.4mm， SKH高速钢不重磨刀片的试验结果：以刀具后刀面磨损宽度达0.2mm为评价严重磨损的指标的话，完全干式切削时刀具切削长度为1000mm、只供给 Acc-Lube精密润滑油的刀具切削长度为1500mm、只用-12℃的冷风，切削长度为2000mm、在供给-12℃冷风的同时，在切削部位注入 1ml/h的Acc-Lube精密润滑油，切削长度为4000mm。
1 干式切削加工相关技术
干式切削加工技术是在无冷却或少许润滑油、剂的条件下，采用高切削速度进行切削加工的方法。在于式切削条件下，失去切削液、冷却、清洗、排屑的作用，切削条件非常恶劣。在切削区域会产生大量的切削热将无法及时的散发，温度和切削力大幅度上升，摩擦力增大，刀具磨损加快，生产效率降低。因此要使干式切削加工工艺得到很好地推广，充分发挥其优势，克服其缺点，就必须要很好地解决干式切削加工相关地技术难题。
金属切削原理与刀具期末复习重点
第一章切削加工：利用刀具切除被加工零件多于材料的方法1. 切削用量：切削加工过程中切削速度，进给量和背吃刀量的总称 Vc=πdn/1000 d 为直径 n 为转速（1）切削速度Vc 指切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度 V f =nf V f 为进给速度（2）进给量f 为刀具在进给方向上相对工件的位移量 a p =（d w -d m ）/2 d w 为待加工表面直径 d m 为已加工表面直径（3）背吃刀量a p 指垂直进给速度方向测量的切削层最大尺寸（4）切削时间T m 指切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间pL 为刀具行程长度 A 半径方向加工 2. 合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动 余量合成切削速度：切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度Ve=V c +V f3. 刀具的组成：三面两刃一尖（1）前面：切屑流过的表面（2）后面：与过渡表面相对的表面（3）副后面：与已加工表面相对的表面（4）主切削刃：前、后刀面汇交的边缘（5）副切削刃：除主切削刃以外的切削刃（6）刀尖：主、副切削刃汇交的一小段切削刃4. 刀具角度参考系（1）基面：过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面的平面（2）主切削平面：过切削刃选定点与切削刃相切并垂直与基面的平面（3）正交平面：过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面（4）假定进给平面：过切削刃选定点平行于假定进给方向并垂直与基面的平面5.刀具角度（1）前角：正交平面中测量前面与基面间的夹角（2）后角：正交平面中测量后面与切削平面间的夹角（3）副后角：正交平面中测量副后刀面与切削平面间的夹角（4）主偏角：基面中测量主切削平面与假定工作平面间夹角（5）副偏角：基面中测量副切削平面与假定工作平面间夹角（6）刃倾角：切削平面中测量切削刃与基面间夹角6.刀具工作角度的影响（1）刀柄逆（顺）时针转动，主偏角增大（减小），副偏角减小（增大）（2）切削刃选定点高（低）于工件中心，前角增大（减小），后角减小（增大）（3）进给运动方向不平行与工件旋转轴线，主偏角减小，副偏角增大（4）纵向进给，前角增大，后角减小7.切削层：切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层（1）切削层横截面积（2）切削厚度（3）切削宽度，主偏角减小，切削厚度减小，切削宽度增大切削方式（1）自由切削：只有一个主切削刃参与切削，非自由切削：主、副切削刃同时参与切削（2）正交切削：切削刃与切削速度方向垂直，非正交切削：切削刃不垂直切削速度方向第二章1、刀具材料性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度与韧性、高耐热性、较好的工艺性与经济性2、刀具材料类型：工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，陶瓷（金属陶瓷、非金属陶瓷），超硬材料（立方氮化硼、金刚石），最常用的是高速钢与硬质合金3、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点，适用于何处？高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性最好。
切削加工基础知识
第一章切削加工基础知识一、本章的教学目的与要求本章主要介绍了机械加工基础知识。
重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。
掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。
学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。
可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。
为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》（金属工艺学冷加工部分）、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。
二、授课主要内容1 切削运动和切削要素主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数2 切削刀具和切削过程主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度3 磨具和磨料切削主要学习磨具和磨削原理4 材料的切削加工性主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法5 机械加工工艺过程基本概念主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位6 机械加工质量的概念主要学习机械加工精度、机械加工表面质量三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。
四、要外语词汇主运动：primary motion进给运动：feed movement车刀：turning tools刀具材料：cutting tools materials切削过程：cutting process磨具：abrasive grinding tools表面质量：machining quality of machined surfaces五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物六、复习思考题1. 试说明下列加工方法的主运动和进给运动：a.车端面；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平面；d.在牛头刨床上刨平面；e. 在平面磨床上磨平面。
金属切削加工基础复习
金属切削加工基础复习第七章 金属切削加工基础本章重点有三个：①刀具几何角度的标注；②六点定位原理；③机床的机械传动。
金属切削加工：利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。
金属切削加工：钳工：手持工具、划线、錾、锯、锉、刮、钻孔┅┅机械加工：操作机械、车、钳、铣 、刨、磨、镗┅┅7.1刀具的几何形状及刀具材料 一、刀具的几何形状因各种切削加工方法所用的刀具的切削部分几何形状很相似，以外圆车刀为例研究刀具的几何形状。
1．刀具的标注角度* 在设计和制造刀具时，图样上标注的角度、刃磨刀具时测量的角度称为刀具的标注角度或静止角度。
（1）外圆车刀的标注角度。
①外圆车刀切削部分的组成：三面、两刃、一尖。
前面主后面副后面主切削刃副切削刃刀尖②确定外圆车刀几何角度的坐标平面（辅助平面）a ．基面P rb ．主切削平面P sc ．正交平面P o （主剖面）③外圆车刀的标注角度a ． 在正交平面上测量： 前角001550-V后角 001260-α b ．在基面上测量：主偏角 γκ40º—90º 副偏角 γκ5º—15ºc ．在主切削平面上测量：刃倾角S λ-5º—+5º ④外圆车刀角度的作用a ．前角r °：影响切削刃的锋利程度。
0V ↑刀刃锋利。
0V 刀刃钝。
但0V 不能过大，否则削弱刀头的强度。
b ．后角0α：减小主后面与工件过渡表面间的磨擦，并配合前角调整切削刃的锋利与强固。
选择后角的原则是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，取小值。
c 主偏角kr 副偏角kr ：主偏角影响切削层截面的形状和几何参数，影响切削分力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面粗糙度，副偏角还有减小副切削刃和副后面与已加工表面磨擦的作用。
如上图所示，当a p 和f 一定时，kr 愈小，切下薄而宽的切屑。
主切削刃单位长度上的负荷较轻，且散热条件较好，有利于刀具耐用度的提高。
第四章 切削加工的基础知识
§4-2刀具几何形状和材料
机械制造工艺基础
第四章 切削加工基础知识 (§4-2) 复习提问：
复习提问 教学目标 重点难点 学习内容 课堂练习 课后小结
1.利用刀具进行加工的种类？
车削、铣削、刨削、钻削等 2.切削过程中形成的三种表面： 已加工表面、待加工表面、过渡表面
机械制造工艺基础
第四章 切削加工基础知识 (§4-2)
第四章 切削加工基础知识 (§4-2)
关系图：
复习提问 教学目标 重点难点 学习内容 课堂练习 课后小结
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s 连接部分 刀尖
交线
副切削刃s’
机械制造工艺基础
第四章 切削加工基础知识 (§4-2) 2.参考系
复习提问 教学目标 重点难点 学习内容 课堂练习 课后小结
机械制造工艺基础
第四章 切削加工基础知识 (§4-1) 3、三种表面:
复习提问 教学目标 重点难点 学习内容 课堂练习 课后小结
切削运动中的三个表面:
（1）待加工表面：指加工时工件上有待切除的表 面； （2）已加工表面：指工件上经刀具切削后产生的 表面； （3）过渡表面：指工件上由刀具切削刃形成的表 面。
复习提问 教学目标 重点难点 学习内容 课堂练习 课后小结
（2）、进给运动（通常用vf、f或 fz表示）
在切削过程中，为了使新的金属层连续投入切削， 从而切出工件全部加工表面所需要的运动。 特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有 多个
机械制造工艺基础
第四章 切削加工基础知识 (§4-1)
复习提问 教学目标 重点难点
复习提问 教学目标 重点难点 学习内容
刀具组成： 切削部分、夹持部分（刀体或刀柄）
金属切削复习资料(精品).docx
1切削加工的定义是使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定［］、［］和［的零件。
形状，精度，表面质量2切削加工：使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定形状、精度和表面质量的零件。
3实现切削过程必须具备的三个条件是刀具与工件之间具有［］、刀具具有一定的［］、刀具材料具备［］0相对运动，几何形状，切削性能4简述实现切削加工必备的三个条件。
答：1）刀具与工件之间的相对运动；2）刀具具有一定的空间几何形状；3）满足切削需要的刀具材料性能。
5切削运动包括［］和［］主运动，进给运动6简述主运动和进给运动的特征。
答：主运动特点：速度最高、消耗功率最大、回转或直线运动、连续或往复运动、只有一个;进给运动特点：速度低、消耗功率小、回转或直线运动、连续或间歇运动、可能不止一个（拉削无）7主运动：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动称为主运动。
8切削加工中工件上存在的三个表面是［］、［］、［］。
待加工表面，已加工表面，过渡表面9在图中标出待加工表面、过度表面和已加工表面。
10在图中标出待加工表面、过度表面和已加工表面。
12在图中标出切削速度V、进给量f、背吃刀量ap。
13刀具由［］部分和［］部分组成。
切削，装夹14在图中标出前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、过渡刃。
15标注角度：标注角度是图纸上标注的角度是刃磨角度是静态角度。
16标注参考系是用来定义刀具［］角度的参考系，以刀具结构为基础，建立在刀具假定［］和假定［］基础上；工作参考系是用来定义刀具［］角度的参考系，建立在刀具［安装位置和［］切削运动基础上。
标注，安装位置，切削运动，工作，实际，实际17车刀标注参考系的假定条件是进给运动只考虑［］,不考虑大小（即不考虑合成切削运动）、刀刃上选定点与［］等高刀杆与工件轴线［］。
方向，工件中心，垂直18简述车刀标注参考系的假定条件答：进给运动只考虑方向，不考虑大小（即不考虑合成切削运动）；刀刃上选定点与工件中心等高；刀杆垂直工件轴线。
第四章切削加工基础知识
一、刀具切削部分的几何形状
切削部分 刀具
切削刃 前面 后面 ……
刀体（或刀柄）
普通外圆车刀
端铣刀
1—前副切削刃 6—刀尖
1．刀具切削部分的组成
前面Aγ ：刀具上切屑流过的表面 主后面Aα：刀具上同前面相交形成主切削刃的后面 副后面A’α：刀具上同前面相交形成副切削刃的后面 主切削刃S：前面与主后面的交线 副切削刃S’：前面与副后面的交线 刀尖：主切削刃与副切削刃的连接处较少的一部分切削 刃
§4－1 切削运动与切削用量
一、切削运动 二、切削用量
一、切削运动
1．零件表面的形成
零件的表面一般由一母（素）线按某种运动规律运 动形成的。
工件和刀具的各种不同的相对运动，形成了各种切 削加工方法。
2．主运动和进给运动
切削运动——切削时，工件与刀具的相对运动。包括 主运动和进给运动。
车外圆
铣平面
1－假定主运动方向 2－假定进给运动方向 3－切削刃选定点
3．刀具切削部分的主要角度
（1）前角γo （2）后角αo （3）主偏角κr （4）副偏角κr′ （5）刃倾角λs
二、刀具切削部分的材料
1．对刀具切削部分材料的基本要求
高的硬度 良好的耐磨性 足够的强度和韧性 高的热硬性 良好的工艺性
削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬 时速度。
2．进给量 f ——工件或刀具每转或往复一次或刀
具每转过一齿时，工件与刀具在进给运动方向上的相对 位移。
3．背吃刀量 ap——一般指工件已加工表面和待加
工表面间的垂直距离。
§4－2 刀具几何形状和材料
一、刀具切削部分的几何形状 二、刀具切削部分的材料
2．表面粗糙度
金属切削原理与刀具期末复习重点.doc
第一章切削加工：利用刀具切除被加工零件多于材料的方法1、切削用量：切削加工过程中切削速度，进给量和背吃刀量的总称（1）切削速度Vc指切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度（2）进给量f为刀具在进给方向上相对工件的位移量（3）背吃刀量ap指垂直进给速度方向测量的切削层最大尺寸2、合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动合成切削速度：切削刃选定点和对工件合成切削运动的瞬时速度Ve=Vc+Vf3、刀具的组成：三而两刃一尖（1）询而：切屑流过的表而（2）后而：与过渡表而相对的表而（3）副后而：与己加工表而和对的表面（4）主切削刃：前、后刀面汇交的边缘（5）副切削刃：除主切削刃以外的切削刃（6）刀尖：主、副切削刃汇交的一小段切削刃4、刀具角度参考系（1）基面：过切削刃选定点平行或垂肓刀具安装而的平而（2）主切削平而：过切削刃选定点与切削刃相切并垂直与基而的平而（3）」［•:交平面：过切削刃选定点同吋垂直于切削平面和基面的平面（4）假定进给平面：过切削刃选定点平行于假定进给方向并垂直与基面的平面5、刀具角度（1）前角：正交平面屮测量前面与基面间的夹角（2）后角：正交平面小测量后面与切削平面间的夹角（3）副后角：正交平而中测量副后刀面与切削平面间的夹角（4）主偏角：基而中测量主切削平而与假定工作平而间夹角（5）副偏角：基面中测量副切削平面与假定工作平面间夹介（6）刃倾册切削平面中测量切削刃与基面间夹角6、刀具工作角度的影响（1）刀柄逆（顺）时针转动，主偏角增大（减小），副偏角减小（增大）（2）切削刃选定点高（低）于工件中心，前角增大（减小），后角减小（增大）（3）进给运动方向不平行与工件旋转轴线，主偏角减小，副偏角增大（4）纵向进给，前角增大，后角减小7、切削层：切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层（1）切削层横截而积（2）切削厚度（3）切削宽度，主偏角减小，切削厚度减小，切削宽度增大切削方式（1）自由切削：只冇一个主切削刃参与切削，非自由切削：主、副切削刃同时参与切削（2）」E交切削：切削刃与切削速度方向垂直，非正交切削：切削刃不垂肓切削速度方向第二章1、刀貝•材料性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度与韧性、高耐热性、较好的工艺性与经济性2、刀具材料类型：工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，陶瓷（金属陶瓷、非金属陶瓷），超硬材料（立方氮化硼、金刚石），最常用的是高速钢与硬质合金3、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点，适用于何处？高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性故好。
3初级切削加工基础知识三
钻削工艺 ：
1 . 钻 孔 ： 在 实 体 材 料 上 开孔。
2.扩孔: 将已有孔尺寸 增大。
3.铰孔: 提高孔径尺寸 及表面精度。
4.攻丝: 在孔内加工螺 纹孔。
刀5.具锪旋孔转: 为加主工运孔动口，平同面 时或轴倒向角移。动为进给运动。
内冷深孔钻头加工
噴吸钻加工
枪钻钻孔加工
2.钻、铰削加工设备
钻、铰削加工要点：
• 1.钻削加工及扩展工艺是什么？应用特点是什么？ • 2. 哪些设备可以进行钻削加工？ • 3.钻削加工容易产生哪些品质不良？原因是什么？ • 4.钻头的种类有哪些？ • 5.铰刀的种类有哪些？ • 6.常见的铰孔不良有哪些？原因是什么？
普通立式钻床
钻攻中心
卧式加工中心
3.钻头分类
1.麻花钻头： 2.内冷钻头
3.枪钻钻头：（用于超深孔加工）
5.三刃扩孔钻头：
钻尖形态
丝攻的分类：
切削丝攻： 1.用钻头加工至螺纹底孔尺寸
。 2.由切削丝攻将牙形切削加工
形成。
• 丝攻图片：
切削丝攻
挤压丝攻：
1.用钻头加工至螺纹中径尺寸 。
2.由挤压丝攻将材料挤压变形 突起形成牙形。
机械加工基础知识 ---------------------------------------------
切削加工基础知识三.钻削加工
切削加工基础知识三.钻削加工
1.钻削工艺： 1）钻削加工刀具旋转为主运动，刀具延轴向移动
为进给运动。 2）钻削加工的延伸功能为扩孔、锪孔、铰孔、攻
丝。以上功能广泛用于切削加工行业。
、产生刀瘤。加工表面粗糙。 4.排屑不畅会使加工表面不良甚至卡断钻头。
5.坯件抽芯偏移会使钻尖受到径向力使孔偏斜。 6.丝攻端部磨损，造成螺纹深度不良。
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干切削加工的特点
由于不用切削液，因而可以完全消除切削液带来的一系列负 面效应，与湿切削相比它具有以下优点：
(1) 切屑干净、清洁、无污染，易于回收和处理； (2)省去了与切削液有关的传输、回收、过滤等费用，简化了生 产系统，节约了生产成本； (3)省去了与切屑处理有关的费用； (4)不污染环境，也不发生与切削液有关的安全及质量事故。
这是原苏联在上世纪80年代发明的干切削技术，其基本原理 是通过电离器将压缩空气离子化、臭氧化(所消耗的功率不超过 25W)，然后经由喷嘴送至切削区，在切削点周围形成特殊气体 氛围。这样不仅降低切削区的温度，更重要的是能在刀具与切屑 和刀具与工件接触面上形成起润滑作用的氧化薄膜，并使被加工 表面呈压缩压力(可增加零件使用寿命)。
现已经采用的干切削加工工艺有：低温冷风干切削技术； 高速干切削技术；低温干切削技术；静电冷却干切削技术；准 干切削技术等。
干切削的工艺方法研究
（1）完全干、准干切削
通常将在切削区中完全不使用或不直接使用任何切削液的切
削加工称为完全干切削；采用各种方式将少量的切削液直接施于
切削区的加工方法称为准干切削。
热管式刀具结构
(2)干切削的机床技术 研制干切削机床是实现干切削的重要手段之一。这种机床
应该刚性足、功率大、能快速有效地排屑，同时能利用软件系 统补偿温度对加工的影响。 设计干切削机床应考虑的两个特殊问题：
A 切削热的迅速散发； B 切屑及灰尘的快速排出。 (3)干切削的工艺技术
工件材料在很大程度上决定了实施干切削的可能性。改善 材料的可加工性、减少切削过程中的变形和摩擦产生的热量， 是发展干切削的一项关键技术措施。
3)刀具几何形状设计
干切削刀具通常以月牙洼磨损为主要失效原因，这是因为 加工中没有切削液，刀具和切屑接触区域的温度升高所致。因 此，通常应使刀具有大的前角和刃倾角，但前角增大后，刀刃 强度会受影响，此时应配以适宜的负倒棱或前刀面加强单元， 这样使刀尖和刃口会有足够体积的材料和较合理的方式承受切 削热和切削力，同时减轻了冲击和月牙洼扩展对刀具的不利影 响，使刀尖和刃口可在较长的切削时间里保持足够的结构强度。
➢在特殊气体氛围中进行干切削
干切削一般是在大气氛围中进行，但也包括在特殊气体氛围
中（氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术）不使用切削液进
行的切削。试验表明，在某些特殊气体氛围中进行干切削加工，
有利于减少刀具磨损，从而发展成为干切削技术的另一分支。 A 在氮气氛围中进行干切削（吹氮加工）
氮气是不燃性气体，如果切削加工在氮气氛围中进行自然不 会起火，这对干切削加工具有易燃性的镁合金很有意义(湿切削 加工时镁屑处理是个难题)。氮气氛围抑制刀具的氧化磨损，可 保护刀具涂层和防止切屑粘连到刀具，能提高刀具的耐用度。 B 干式静电冷却技术
方面讨论。
1）采用新型的刀具材料
干切削不仅要求刀具材料具有极高的红硬性和热韧性，
而且还必须有良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性。目前
应用于干式切削加工的刀具材料主要是:超细硬质合金、陶
瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石等超硬度材料。
2)采用涂层技术
涂层有类似于冷却液的功能，它产生一层保护层，把刀具 与切削热隔离开来，使热量很少传到刀具，从而能在较长的时 间内保持刀尖的坚硬和锋利。表面光滑的涂层还可以减少摩擦 来降低切削热，保持刀具材料不受化学反应的作用，因为在大 多数高速干切削中，高温对化学反应有很大的催化作用。
干切削加工技术
（3）绿色制造是可持续发展的必由之路
干切削加工的内涵
干切削加工就是在切削过程中，在刀具与工件及刀具与切 屑的接触区不用切削液的加工工艺方法。
干切削不是简单地停止使用切削液，而是要在停止使用切 削液的同时，保证高效率、高产品质量、高的刀具使用寿命及
切削过程的可靠性。
不使用切削液的干切削并不能简单实现，因为切削液起着 三个重要作用：1）吸收和带走大量切削热，使传入刀具和工件 的切削热非常少；2）在刀具与工件以及刀具与切屑接触界面上 形成润滑膜，既减少摩擦又抑制切屑粘连到刀具上；3）把切屑 迅速冲走。
1）完全干式切削 车削、铣削、滚齿等加工应用干切削较多，因为这些加工方
法切削刃外露，切屑能很快离开切削区。而封闭式的钻削、铰削 等加工，干切削就相对困难一些，不过目前已有不少此类孔加工 刀具出售，比如德国Titex公司提供适用于干切削的特殊钻头 Alpa22，其钻深与直径之比达到7～8。
就工件材料而言，铸铁由于熔点高和热扩散系数小，最适合 进行干切削，钢特别是高合金钢干切削较困难。对于难加工材料， 则可使用激光辅助进行干切削。
与相同条件下的湿切削相比，干切接触区的摩擦状态及磨损机理发生改变，刀具磨
损加快；
(3)切屑因较高的热塑性而难以折断和控制，切屑的收集和排除
较为困难；
(4)加工表面质量易于恶化。
干切削加工的关键技术
干切削技术是一项庞大的系统工程，需要从刀具技术、机床
下图是一种热管式刀具也可以获得较理想的干切削效果。它 们的结构与普通车刀基本相同，所不同的是在刀杆体内部制成了 热管。热管内的工作介质一般为丙酮、乙醇和蒸溜水三种。热管 是一种高效的传热元件，它利用的是沸腾吸热和冷凝放热这两个 最强的传热机理，热管的热导率是相当的银、铜棒的几百倍。热 管刀具是一种自冷却刀具，故无需再从外部浇注切削液，尤其适 合于在数控机床、加工中心和自动生产线上应用。
结构和工艺过程等各方面采取一系列的措施。
（1)干切削加工刀具
TiCN：碳氮化钛 TiALN：氮化铝钛
干式切削刀具必须满足以下条件:1）刀具材料AL20应3: 具氧化有铝良好的 耐热性和耐磨性；2）切屑与刀具之间的摩擦系数SCIo应3nNn4尽e:t：氮可金化属硅能陶小瓷 ；3）
刀 强具度的和槽抗型 冲应 击保 韧证 性排 。屑 下流面畅分、别易从于刀散具热材；料、4）涂刀层具和CHa应SrS几b：i具d高e何：有速硬形钢较质状合高金三的个