高速銑削如何選擇冷卻方式？www.tool-tool.com

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隨著綠色製造技術在切削加工中的應用，在高速銑削加工中採用壓縮空氣冷卻取代切削液冷卻已成為一種不錯的選擇。但是，對於具體的高速銑削加工任務， 選用何種冷卻方式更為恰當，則應根據不同的加工目的和被加工材料仔細加以權衡，以獲得最佳的加工效果。以下是選擇冷卻方式時需要考慮的四個主要工藝因素。

工件材料的硬度

如果工件材料的硬度點42HRC，選擇壓縮空氣冷卻通常可獲得更佳的效果。高速銑削高硬度材料的加工特點為：①切削溫度很高；②切 屑在冷作硬化作用下會變得比母體材料更硬。切削此類材料時，如果採用切削液冷卻，可能會使刀具承受間歇性升溫－冷卻造成的熱衝擊，溫度的劇烈變化容易引起 硬質合金切削刃碎裂。反之，如果採用壓縮空氣冷卻，不僅可使刀具溫度保持恒定，而且可將切屑吹離切削區，避免因高硬度切屑的二次切削(re- cutting)作用對刀具造成損壞。

工件材料的種類

如果工件材料的硬度<42hrc，則應根據工件材料的種類確定選用何種冷卻方式。在高速銑削粘性材料(如鋁、軟性不銹鋼等)>

刀具涂層

氮碳化鈦(TiCN)涂層和氮鋁鈦(TiAlN)涂層是高速銑削模具鋼時最常用的兩種刀具涂層。球頭銑刀在低於245m/min (800sfm)的切削速度下銑削硬度小于42HRC的工件材料(或圓銑刀在低於600sfm的切削速度下銑削相同材料)時，刀具採用TiCN涂層較為合 適。如果被加工材料的硬度或切削速度高於上述切削參數範圍，則最好選用TiAlN涂層。

TiCN涂層對切削液冷卻具有很好的適應性。雖然切削溫度的劇烈變化仍有可能引起硬質合金切削刃碎裂，但在上述切削參數範圍內進行加工，一般不會產生足以引起熱衝擊危險的切削高溫。

反之，高溫切削性能較好的TiAlN涂層不太適合切削液冷卻。這種涂層在進行高溫切削時，可在涂層外表面形成一層堅硬而光滑的氧化 鋁層，有助於提高刀具的切削性能。(事實上，美國Millstar公司開發的“Exalon”TiAlN涂層的高溫切削性能更為先進，這種TiAlN涂層 的外面又增加了一層固體潤滑層，可使切屑更易於沿著刀具切削刃滑離。)

石墨電極工件的銑削加工對刀具涂層的要求一般不太嚴格，選用TiAlN涂層或金剛石涂層均可。雖然這兩種涂層採用壓縮空氣冷卻即可獲得很好的切削效果，但許多加工車間仍然願意使用切削液，這是因為切削液有助於清除加工中產生的粉塵。

表面光潔度要求

用球頭銑刀進行高速銑削時，為了獲得較高的工件表面光潔度，可能需要採用切削液冷卻。由於球頭銑刀端部的切削速度為零，採用切削液 可起到很好的潤滑作用。當用典型的球頭銑刀進行微進給精銑加工時，位於銑刀端部低速切削區域的工件材料可能會卡在“橫刃(web)”內。處於紅熱狀態的殘 留材料被刀具拖曳著劃過工件，並可能熔焊在工件表面，從而破壞工件的表面光潔度。(為解決這一問題，某些具有球形輪廓的機夾刀片式銑刀，如美國 Millstar公司的“Super Finisher”刀片，可通過改進刀片的設計消除這種“橫刃”。)切削液通過對刀具和工件的潤滑作用，可以減小切 屑熔焊現象的影響，獲得較高的表面光潔度。基於這種考慮，即使在使用TiAlN涂層刀具的加工場合，也應採用切削液冷卻方式。雖然刀具壽命可能因此而縮 短，但有時為了達到表面光潔度要求，有必要犧牲部分刀具壽命
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