两种切削方式的选择

我们最近走访了一家工厂,发现停用切削液带来的性能飞跃令人吃惊。这个发现纯属偶然。切削液的缺点迫使人们把加工零件的生产定额转到干加工上。需要是发明之母,员工进行了试验以确定是否能保持有效生产。结果他们发现对于切削液的投资不一定能有所回报。

在过去的二十年里,使用切削液的经济性已经发生了戏剧性的变化。早在80年代初,对于大多数机加工来说,采购、管理和处理切削液的费用就占总成本小于3%。今天,平均来说,切削液的费用(包括管理和处理)占总成本的16%。由于切削刀具只占加工项目总成本的4%,接受一种以稍短的刀具寿命换取停用切削液所节约的成本以及维护切削液所带来令人头痛的问题,可能成为费用更低的选择。况且刀具寿命甚至可能不会缩短。因为涂层硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、立方氮化硼(CBN)和聚晶金刚石都是脆性的,它们对由热应力引起的微崩和破裂很敏感,尤其是在端面车削和铣削加工时,冷却液的介入会加剧这种倾向。

例如,在铣削中当切削刃切入和切出工件时,切削刃被加热和冷却。这些温度波动引起的膨胀和收缩会导致疲劳。最终将形成一连串垂直于切削刃的梳状热裂纹并且引起破裂。添加切削液通常会使情况更糟,其道理很简单。大部分冷却液作用在工件上比切削区温度低很多的部位。专家们还在争论一个问题:是否所有切削液都到达了切削区域(即切屑和工件之间的区域)来控制加工的热源。冷却液通常只冷却周边区域(先前较热的区域),因此加强了温度梯度并增加了热应力。

攻丝、铰孔和钻孔确实需要切削液的帮助,但不一定是为了冷却的目的。特别是用于钻孔时,是为了钻尖的润滑,也为了将排出的切屑从孔中冲走。没有切削液,切屑会堵塞在孔中,并且加工表面的平均粗糙度是湿式加工的两倍。润滑钻头刃带和孔壁之间的接触点也能降低机床的扭矩需求。铣刀具有超大的径向和轴向正前角。大的正前角能减少功率消耗并有助于阻止切屑熔焊。

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