一種干冰冷卻的干式切削方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及車削加工【技術領域】，特指一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于：將干冰粉碎后制成粉末后與壓縮空氣混合，在加工的同時噴涂在切削刀具上的切削加工部位。本發(fā)明解決了目前車削加工中切削液的浪費及其造成的環(huán)境污染，顯著降低了切削區(qū)的溫度，提高了加工表面的精度，延長了刀具的使用壽命，提高了切削加工中經濟效益。
【專利說明】一種干冰冷卻的干式切削方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及車削加工【技術領域】，特指一種干冰冷卻的干式切削方法，解決了目前車削加工中切削液的浪費及其造成的環(huán)境污染，顯著降低了切削區(qū)的溫度，提高了加工表面的精度，延長了刀具的使用壽命，提高了切削加工中的經濟效益。
技術背景
[0002]在車削加工的過程中，溫度很高，刀具與基體之間的摩擦系數也很大，因此需要切削液進行冷卻潤滑。一般使用切削液時，都是連續(xù)，充分地澆注，切不可斷斷續(xù)續(xù)，以避免產生很大的熱應力而導致裂紋，損壞刀具；但這樣的經濟成本相當高，而且大量的切削液造成的污染及后續(xù)處理都比較麻煩，據有關統(tǒng)計，我國的廢乳化液日排放量接近億噸，切削液受熱揮發(fā)產生的蒸氣、霧氣以及切削液中會滋生細菌，引起工人呼吸道和肺部的諸多疾病。干冰是固態(tài)的二氧化碳，空氣中極易升華為無色無毒的二氧化碳CO2,已經在食品藥品保質，消防，工業(yè)用清洗領域得到應用；本發(fā)明專利提出干冰對切削加工進行冷卻，通過裝置噴射在切削加工部位，干冰粒附著在切削刃上后，由于刀具的溫度很高，在幾千分之一秒內氣化，其體積瞬間膨脹600?800倍，發(fā)生了“微爆炸”現象，將附著在刀具表面細小的切屑從表面剝離，從而抑制了切屑瘤的發(fā)生，同時可以沖走工件表面的碎屑及磨粉。干冰氣化后大量的CO2會降低切削區(qū)O2的含量，降低刀具的氧化程度，延長刀具的使用壽命，切削加工利用干冰冷卻后不會留下污染液，無毒無害，屬于綠色加工技術。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明專利提供一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于:將干冰粉碎后制成粉末后與壓縮空氣混合，在加工的同時噴涂在切削刀具上的切削加工部位。
[0004]所述壓縮空氣壓強0.8MPa，壓縮空氣與干冰粉末的用量比為2.2m3/kg。
[0005]噴涂是指從切削刀具的后刀面上噴涂到切削刀具上的切削加工部位上。
[0006]干冰粉末與壓縮空氣的混合物是依次通過FCV流量控制閥、噴頭噴涂在切削刀具上的切削加工部位上，FCV流量控制閥控制流量范圍在2(T40kg/h，切削速度高時用大流量，切削速度低時用小流量。
[0007]本發(fā)明還提供了一種車削加工的干冰冷卻裝置，由裝置末端噴嘴噴出霧化的干冰粉末，達到了充分的冷卻和保護刀具的目的；本專利采用壓縮空氣與干冰粉末混合霧化對加工部位進行噴涂，達到冷卻的目的，干冰粉末由工業(yè)用干冰經粉碎機粉碎制成，干冰裝置如圖1所示；利用干冰噴霧裝置對切削區(qū)進行冷卻，可以同時達到冷卻和清洗的目的，該裝置干冰用量可調，根據不同的切削加工條件選擇不同的功率及干冰用量。
[0008]干冰冷卻用于切削加工有以下技術優(yōu)勢:
(I)可直接用于生產線上，不影響生產，提高產能。
[0009](2)冷卻劑干冰瞬間氣化，毫無殘留，不產生二次廢料。
[0010](3)干冰的“微爆炸”現象，將附著在刀具和工件表面細小的切屑從表面剝離，抑制了切屑瘤的產生，提高了加工精度。
[0011](4)干冰的瞬間氣化吸收大量的熱量，降低了干式切削的切削溫度，降低了切削部位O2的含量，減少了刀具的氧化程度，提高了刀具的使用壽命。
[0012](5)這種冷卻方式特別適用于粗加工和高速切削，是由于粗加工的切削用量較大，容易產生大量的切削熱，高速切削產生的熱量也較大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1干冰冷卻裝置示意圖。
[0014]1-KA-15空氣壓縮機；2_粉碎機(內置粉碎刀片)；3_粉碎機頂蓋；4_粉體FCV流量控制閥；5_噴頭；各裝置間依次用F40密封膠管連接。
[0015]圖2在不同切削條件下工件的表面粗糙度 圖3在不同切削條件下刀具的耐用度。
【具體實施方式】
[0016](1)在粉碎機2及空氣壓縮機I全部關閉的情況下，打開頂蓋3，裝入工業(yè)用干冰，關閉頂蓋，打開粉碎機2，使干冰均勻粉碎3飛min，打開空氣壓縮機1，調節(jié)粉體流量閥4至流量2(T40kg/h，噴頭距切削部位15cm，從后刀面進行冷卻，噴頭直徑2cm。
[0017](2)以YT15刀具車削45鋼(HRC=58) Φ 200外圓為例，驗證干冰冷卻的效果，刀具參數:rQ=7°，Λ\=90°，七=0 ;切削參數:切削速度分別為60、90、120、150、180r/min，進給量為0.08mm/r，切削深度^=!!!]!!!，在干冰用量40kg/h的情況下，用JB-1C型粗糙度檢測儀測量工件表面粗糙度值/?a( μ m)，并用JTl 168型刀具鋒利度和刀刃保持試驗機測量刀具壽命 T (min)o
[0018](3)由圖2可見，利用干冰對切削加工進行冷卻可以有效地降低表面粗糙度，當切削速度越高時，對提高表面精度的效果越好。
[0019](4)由圖3可見，利用干冰對切削加工進行冷卻可以提高干式切削中刀具壽命，當切削速度提高時，刀具壽命會增加比較明顯。
【權利要求】
1.一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于:將干冰粉碎后制成粉末后與壓縮空氣混合，在加工的同時噴涂在切削刀具上的切削加工部位。
2.如權利要求1所述的一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于:所述壓縮空氣壓強0.8MPa，壓縮空氣與干冰粉末的用量比為2.2m3/kg0
3.如權利要求1所述的一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于:噴涂是指從切削刀具的后刀面上噴涂到切削刀具上的切削加工部位上。
4.如權利要求1所述的一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于:干冰粉末與壓縮空氣的混合物是依次通過FCV流量控制閥、噴頭噴涂在切削刀具上的切削加工部位上，FCV流量控制閥控制流量范圍在2(T40kg/h，切削速度高時用大流量，切削速度低時用小流量。
5.如權利要求4所述的一種干冰冷卻的干式切削方法，其特征在于:所述切削速度為60?180r/min。
【文檔編號】B23Q11/10GK103801979SQ201410046182
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權日:2014年2月10日
【發(fā)明者】孔德軍, 付貴忠, 王文昌, 張壘, 葉存冬 申請人:常州大學