微型刀具的高速切削加工

158机床

(1)微型刀具的设计

    简单地将较大直径刀具的几何参数按比例缩小而获得的微型刀具通常难以实现高效进给和达到令人满意的加工精度。因为随着刀具直径的减小和主轴转速的提高，对刀具的要求也在发生变化。采用机夹刀片的常规刀具设计并不适合微型刀具的加工要求。这主要是因为提高转速对刀具的要求并不仅仅局限于刀具直径的缩小。转速的提高要求刀具具有更好的平衡性和更大的容屑空间，以确保顺利排屑和防止产生积屑瘤。采用微型刀具进行有效的高速切削加工需要对刀具进行专门的优化设计。微型刀具正确的几何参数加上高速主轴机床和合理的冷却方式，就能够完全取消为去除毛刺而进行二次加工。

(2)冷却方式的优化

    用微型刀具进行高速加工时会产生大量切削热，因此需要采取一些措施来冷却降温。虽然高速切削在减少切削热方面具有某些优势，但仅靠高速切削技术有时还不足以完全解决冷却问题，因此对于某些加工仍然需要一套有效的冷却系统。

    冷却系统能消除切削热，同时还可以起到润滑作用，使刀具能够在工件表面进行快速切削。尝试用一把冷却的餐刀切一块冷黄油是一件相当困难的事，因为餐刀切过黄油表面时缺乏润滑。但如果将餐刀加热后，它就能够融化少许黄油，从而为餐刀提供润滑，使其很容易地切割黄油。用刀具进行高速切削也是相同的原理。微型刀具需要使用粘度比水更低的润滑剂，这是因为需要使冷却液能够到达高速旋转刀具的切削刃处。乳基冷却液的粘度比水基冷却液大，因此不适合用作微型刀具高速切削加工的润滑剂。

    加工中使用的微量喷雾冷却系统可以采用酒精（乙醇）作为冷却液，它对于有色金属和某些塑性材料加工的冷却润滑效果十分理想。但在加工钢铁类材料时则需要使用油基冷却液，即酒精冷却液的优点并不适用于钢铁材料的加工，因为硬质合金刀具在钢铁表面可能会引起瞬间放电，如果暴露于乙醇基冷却液中则可能产生相当高的动态电势。