低温切削加工详解.pptx

低温切削加工技术的发展及应用 前 言 低温切削加工 技术应用 总 结 制造业是国民经济的支柱产业，对于国民经济的发展具有非常重要的地位，而今制造业的发展更是离不开先进制造技术的进步与支持。先进制造技术是为了适应时代和市场的需求，对制造技术不断优化及推陈出新以提高竞争能力，从而形成的一个相对的、动态的概念[2]。 低温切削加工技术是顺应先进制造技术的发展趋势，形成的一种新型加工技术。可有效地提高刀具寿命，提高工件加工精度、表面质量以及生产率。低温切削技术的发展，就某些难加工材料的应用，对于制造业的快速发展，具有良好的发展趋势和应用前景。 前 言 低温切削加工 低温切削加工是利用液氮(-186℃)、液体二氧化碳(-76℃)等低温介质，使工件、工具或切削区处于冷却状态从而进行切削加工的方法。 低温切削加工 技术分类 低温切削加工 冷却对象 冷却刀具低温切削 冷却工件低温切削 冷却形式 内冷式切削 外冷式切削 制冷方式 机械式制冷切削 化学式制冷切削 电子式制冷切削 低温介质 亚常区（2-6℃） 低温区（-30-0℃） 超低温区（－50℃） 低温切削加工 加工形式 低温切削主要有两种加工形式：浸液冷却法和喷射冷却法。 浸液冷却法是将加工工件浸在低温液体中（切削部分不露出液面）进行切削加工，从而达到低温切削加工的效果和性能。例如将固态二氧化碳（干冰）置于酒精中，可得到-60℃的低温液体；将液氮大量注入酒精中，可得到-90℃低温液体。此方法需将工件或材料浸入液体中，由于加工方法和工艺等原因，故应用较少。 低温切削加工 加工形式 喷射冷却法是将低温流体（液氮或液体CO2）直接浇注或喷射到切削区进行冷却加工的方法。利用高压罐中的液体二氧化碳通过喷嘴进行冷却的情况，或采用干燥的空气保持杜瓦罐（如图）为恒压，并利用虹吸原理，靠压缩空气从瓶中抽出液氮、经喷嘴喷射到切削区，进行低温加工。 液氮低温切削 低温切削加工 工艺效果 (1)降低切削温度 (2)减小切削力，改善材料切削加工性 (3)提高刀具寿命和加工效率 (4)降低工件表面粗糙度，提高加工精度 技术应用 适合于对体心立方晶格材料进行加工。 对难加工的钛合金、不锈钢、高强度耐热合金等材料加工。 采用低温切削热固性塑料、合成树脂、石墨制品、橡胶制品和玻璃纤维制品等复合材料时具有明显的优越性。 金刚石刀具低温下可发挥良好的切削性能。 采用低温切削加工，相当于对工件进行了一次冷处理。 利用电子冷冻卡盘夹持工件进行切削与磨削加工时，既可消除加工变形，还可进行精密加工，因此适于加工薄壁易变形零件。 技术应用 钛合金在加工时易产生表层加工硬化 , 钛元素活性大，易形成表面污染层 ,使切削力变大，同时钛合金导热系数小, 从而使切削温度升高。因此钛合金是典型的难加工材料。 美国的 K .P .Raijurkar 博士采用液氮循环冷却刀具的方法对钛合金进行了低温加工。实验表明：低温加工钛合金时，刀具的磨损明显减少 ，切削温度降低 30%，工件的表面加工质量得到很大的改善。 钛合金的低温加工 钛合金棒材 低温切削加工 在低温切削条件下，对刀具材料和刀具几何参数进行优选。 在空气湿度较大的地区，液氮喷口与周围环境温差大，易结冰，工作时不稳定，故要附以加热装置。 低温切削中，注意切削条件,材料低温脆性点和冷却温度的合理组合。 冷却方式对工件的加工效果起着很大的作用。 风冷时注意刀具的润滑，已加工工件的防锈，冷风的噪声等问题[6]。 技术问题 总 结 低温切削加工是一项将低温技术应用到机械切削加工中的新型加工技术，世界各国都在大力研究，并取得了很大的进展，只是在实用化方面尚需做大量的工作[9]。 对难加工材料，如钛合金、镁合金，高锰钢、不锈钢，工程陶切削在降低切削力、减瓷和高强度钢等，进行低温冷却切削时均取得了良好的工艺效果。低温少刀具的磨损、切削温度、提高刀具使用寿命和耐磨性，提升工件加工表面质量等方面均表现出明显优势，具有良好的应用前景。 附录：参考文献 [1] 张世昌. 先进制造技术[M]. 天津：天津大学出版社，2004. [2] 冯宪章,刘爱敏等. 先进制造技术基础[M]. 北京：北京大学出版社，2013. [3] 乔培平.低温冷却切削加工研究由于应用[J].新技术新工艺，2015，5：112-114. [4] 孟春,李淑娟.液氮低温切削钛合金实验研究[J].学术交流，2012，3：30-32. [5] 张昌义,童明伟.干式、半干式和低温冷风切削加工技术[J].机械工人：冷加工，2003,（9）：34-35. [6] 魏树国,马光锋.低温加工及其应用[J].现代制造工程，2003，12：116-119. [7] 李伯豪,赵海珠.液氮冷却对高强度不锈钢加工性能的影响[J].制造技术研究，2016,8（