CN104227025A - 微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法 - Google Patents

微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法 Download PDF

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Abstract

本发明的微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法，其特征在于：车削参数为，切削速度为70-110m/min，进给速度为0.102-0.198mm/r，切削深度为0.5mm，空气压力为0.6Mpa，供油量为10ml/h，润滑油喷嘴出口与刀尖距离为20mm，喷嘴轴线与前刀面的夹角为45°，喷嘴轴线与工件竖直轴截面之间的夹角角度为15-20°。本发明的有益效果是，目前的机械加工中，氧化铝基复合陶瓷刀具由于其本身具有高硬度、耐高温的特点，主要应用于干切削加工中。本发明将微量润滑切削技术与氧化铝基复合陶瓷刀具结合，由于微量润滑可以对切削区域进行有效的冷却和润混，在保证工件质量的前提下，显著提高了刀具寿命。

Description

微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法
技术领域
    本发明属于机械加工工艺领域，涉及一种微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法。 
背景技术
    微量润滑（Minimum Quantity Lubrication, MQL）切削技术是指切削液的使用量介于干切削和传统浇注式切削的一种润滑技术，即在切削加工中使用最小的切削液达到最佳切削效果。MQL技术是将一定的压缩空气与微量的润滑油（约为10～50ml/h）混合雾化后形成油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域，从而对切削区域进行有效的冷却和润滑，使得刀具-切屑及刀具-加工表面的摩擦大大的减小，对降低切削温度，减少刀具磨损，提高加工效率和加工表面质量起到积极的作用。 
 目前，在微量润滑条件下，利用氧化铝基复合陶瓷刀具，对车削淬火45钢的切削工艺研究尚为空白。 
发明内容
    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种润滑效果好、加工成本低的微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法。 
本发明是通过如下技术方案实现的： 
本发明的微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法，其特征在于：车削参数为，切削速度为70-110m/min，进给速度为0.102-0.198mm/r，切削深度为0.5mm，空气压力为0.6Mpa，供油量为10ml/h，润滑油喷嘴出口与刀尖距离为20mm，喷嘴轴线与前刀面的夹角为45°，喷嘴轴线与工件竖直轴截面之间的夹角角度为15-20°。前刀面位于水平方向。
优选方案为，车削参数为，切削速度为90m/min，进给速度为0.102mm/r，切削深度为0.5mm，空气压力为0.6Mpa，供油量为10ml/h，润滑油喷嘴出口与刀尖距离为20mm，喷嘴轴线与前刀面的夹角为45°，喷嘴轴线与工件竖直轴截面之间的夹角角度为15-20°。 
润滑油喷嘴位于刀尖上方。刀具为车刀刀片。 
（1）刀具：氧化铝基复合陶瓷刀具（型号SNGN120608）； 
     硬度HRA94.5-95.3，可加工硬度HRC65以下的各种淬硬钢；
（2）刀具几何角度：前角γ=-5°， 后角α=5°，刃倾角λ =-5°，主偏角κ =45；
（3）工件材料：淬火45钢（淬火处理后，硬度达到HRC48-50）；
（4）车床：大连机床CDE6140C；
（5）微量润滑系统：型号EMQL-118S-1，东莞市安默琳节能环保技术有限公司，搭配本公司生产的切削油，植物油基微量切削油，型号MIRCOLUBE2000-30，批号（batchNo.）120202日期2013-02-18。
本发明的有益效果是，目前的机械加工中，氧化铝基复合陶瓷刀具由于其本身具有高硬度、耐高温的特点，主要应用于干切削加工中。本发明将微量润滑切削技术与氧化铝基复合陶瓷刀具结合，由于微量润滑可以对切削区域进行有效的冷却和润滑，在保证工件质量的前提下，显著提高了刀具使用寿命。通过试验发现，在相同的切削参数下，微量润滑技术与干切削相比，刀具寿命可提高2.1倍。 
具体实施方式
实施例1 
本发明中的工件材料为淬火45钢，硬度为HRC48～50,。由于工件硬度较高，在车削加工中，切削区域产生大量切削热，刀尖处收到高温和较大的切削力的作用，致使刀具磨损加剧，从而影响工件表面质量。本发明将氧化铝复合陶瓷刀具与微量润滑技术结合，切削淬火45钢，通过切削试验，对比刀具磨损值，得到最佳切削参数，从而在保证加工质量的前提下，节约加工成本，为实际应用提供理论依据。
本发明研究根据已有的参考文献，工件材料的切削切削性能及设备的使用性能，在保证工件表面质量的前提下，减少试验时间，选择了不同的切削速度，进给量、背吃刀量和润滑条件。切削试验的参数如表1所示。 
当刀具磨损值达到磨损标准后停止进行切削，并计算切削行程长度，切削行程长度公式为：已加工工件长度 ，切削行程长度 。 
（t：切削时间（min）  f：进给量（mm/rev）  n：转速(r/min)   D：工件直径(mm) ：切削深度(mm)） 
   刀具磨钝表准为：
   （1）刀尖发生非正常磨损，如裂纹、崩刃、破碎和剥落等现象。
   （2）如刀尖后刀面磨损形状规则，则取VB=0.3mm。 
   （3）如果后刀面磨损带形状不规则，在后刀面出现裂纹、剥落或者严重沟痕现象，则取VBmax=0.6mm。 
试验设备如下: 
   （1）车床：大连车床厂CDE6140C。
   （2）工件：45钢经高频淬火处理，硬度为HRC48～50。 
   （3）刀具：东泰氧化铝基复合陶瓷刀具，型号为SNGN120608， 硬度HRA94.5-95.3，可加工硬度HRC65以下的各种淬硬钢。刀具几何角度为前角γ0=-5°，后角α0=5°，刃倾角λs=-5°，主偏角κr=45°，刀尖圆弧半径R=0.8mm。 
   （4）微量润滑设备：型号EMQL-118S-1，东莞市安默琳节能环保技术有限公司，搭配本公司生产的切削油，植物油基微量切削油，型号MIRCOLUBE2000-30，批号（batchNo.）120202日期2013-02-18。 
表 1 是本发明淬火45钢的切削试验参数： 
。
具体试验步骤如下： 
   （1）根据试验1参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为1800m。
   （2）根据试验2参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为2880m。 
   （3）根据试验3参数进行切削试验，刀尖处发生大面积剥落时停止试验，测量切削行程长度为1440m。 
    （4）根据试验4参数进行切削试验，刀尖处发生剥落现象时停止试验，测量切削行程长度为1440m。 
   （5）根据试验5参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为3240m。 
   （6）根据试验6参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为2880m。 
   （7）根据试验7参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为2160m。 
   （8）根据试验8参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为2520m。 
   （9）根据试验9参数进行切削试验，VB=0.3mm时停止试验，测量切削行程长度为2160m。 
   对比9组试验后刀具后刀面磨损值VB，见表2。    
  表 2 是本发明不同切削参数下切削淬火45钢的刀具切削行程长度：
通过对比发现，在试验5中，刀具切削行程长度值最大，说明刀具在此切削参数下寿命最长，与同切削速度下干切削相比，刀具寿命可提高2.1倍。 
  通过试验结果可以得到，微量润滑条件下，氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢的最佳参数为：切削速度为90m/min，进给速度为0.102mm/r，切削深度为0.5mm，空气压力为0.6Mpa，供油量为10ml/h，润滑油喷嘴出口与刀尖距离为20mm，喷嘴轴线与前刀面的夹角为45°，喷嘴轴线与工件竖直轴截面之间的夹角角度为15-20°。 

Claims (2)

1.一种微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法，其特征在于：车削参数为，切削速度为70-110m/min，进给速度为0.102-0.198mm/r，切削深度为0.5mm，空气压力为0.6Mpa，供油量为10ml/h，润滑油喷嘴出口与刀尖距离为20mm，喷嘴轴线与前刀面的夹角为45°，喷嘴轴线与工件竖直轴截面之间的夹角角度为15-20°。
2.根据权利要求1所述的微量润滑条件下氧化铝基复合陶瓷刀具车削淬火45钢方法，其特征在于：车削参数为，切削速度为90m/min，进给速度为0.102mm/r，切削深度为0.5mm，空气压力为0.6Mpa，供油量为10ml/h，润滑油喷嘴出口与刀尖距离为20mm，喷嘴轴线与前刀面的夹角为45°，喷嘴轴线与工件竖直轴截面之间的夹角角度为15-20°。
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Title
孙浩: "微量润滑条件下Al2O3陶瓷刀具的切削试验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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