金屬切削加工中的技術要點和未來金屬切削刀具的發展方向

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一、金屬切削加工中的技術要點

1、切削力

    在切削過程中，刀具切入工件，使切削層變為切屑并沿著刀面流出，同時獲得已加工表面。期間不僅需要客服工件材料產生剪切變形的歐用力，還需要克服發生在刀具前刀面和后刀面上的內摩擦阻力。

2、切削熱

    切削金屬時，由于切屑剪切變形所做的功和刀具前面，后面摩擦所做的功都轉變為熱，這種熱就叫做切削熱。同時，切屑，工件已加工表面和刀具間的摩擦，也會消耗一部分功率，從而相應的產生熱量。而部分工件加工過程中使用切削液，則刀具，工件和切屑上的切削熱被切削液帶走，部分不適用切削液的工件，擇主要有切屑，工件和刀具帶走，其中切屑帶走絕大部分的熱量，但還是有部分熱量沒能及時帶走，故前刀面和后刀面的溫度就影響著切削過程及刀具的磨損情況，所以了解切削溫度的變化規律是十分重要的。

3、切削溫度

    切削過程中切削區各處的溫度是不同的，形成一個溫度場切屑和工件的溫度分布，這個溫度場影響切屑變形，積屑瘤的大小，加工表面質量，加工精度以及刀具的磨損程度等，還影響切削速度的提高。一般來說，在切削過程中，由于切削力所做的機械工絕大部分轉化為熱能，如果切削熱得不到及時的傳散，則切削區的平均溫度將大幅度的提升。切削溫度的升高，一方面使得切削區工件材料的強度，硬度降低，并且使一些耐熱性好，脆性大的刀具材料的韌性有所改善從而切削過程進行比較順利，但更重要的一點是切削溫度的升高，會家督刀具的磨損，使工件及刀具產生熱變形，從而影響加工精度，造成工件表面的熱損傷。

4、影響切屑變形，切削力和切削溫度的因素

    影響切屑變形，切削力和切削溫度的因素包括工件材料，切削速度，進給量，切削深度，切削液和刀具前角等。首先工件材料因素，工件材料的強度越大、硬度越高、塑性越小，則產生的切屑變形也就相應的小。其次是切削速度，進給量，吃刀深度大家都很了解，這三要素中切削速度影響最大。第五是切削液的因素，切削液的冷卻和潤滑功能越好，切屑變形、切削力和切削溫度都會得到改善；第六是前角的影響，前角增大則切屑變形會變小，對切削力影響比較明顯，切削力也會變小，其中在三個方向力中，主要是進給力和背向力收到的影響較大。

二、未來金屬切削刀具的性能要求

1、高效切削

    隨著數控機床的廣泛使用，和現代制造業的要求逐漸提高，金屬切削刀具已經不能滿足現代制造業的發展要求，如硬質合金刀具是近代最先研發出的刀具材料，在最早時期數控機床沒有得到廣泛使用時，硬質合金刀具可以完全滿足生產需要，但隨著現代制造業的迅猛發展和數控機床的普遍存在，部分行業采用硬質合金刀具已不能滿足生產要求，就如現在很多批量生產灰鑄鐵的企業都采用CBN刀具代替硬質合金刀具生產。

2、綠色切削

    所謂的綠色切削就是不用或少用切削液，也可稱之為干式切削，而切削液是金屬切削加工中造成環境污染的一個重要根源，并且生產中不用或少用切削液，可以減少10%-15%的加工成本，部分零件的總成本可下降55%。

同樣實現綠色切削的關鍵之處在于刀具，刀具在切削過程中，不僅要承受很大的壓力，而且還要承受加工過程中產生的熱量，如果刀具的性能達不到要求，則會出現快速磨損，甚至崩損。因此綠色切削的刀具材料必須具備較高的硬度和耐熱性，耐磨損性，及較強的抗沖擊性和抗斷裂性能。

三、總結

    隨著人類對資源和環境保護的逐漸重視，金屬切削加工逐漸的引起人們的關注，綠色高效切削加工，是制造業可持續發展的方向，目前雖然已研制出超硬CBN刀具應用于金屬加工領域，但和國際形勢相比，還是需要不斷的研究和實踐，故隨著機床技術及其相關工藝研究的深入，綠色高效金屬切削加工技術必將成為金屬切削加工的主要發展方向。

旋壓工藝

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