----常州蘭生數(shù)控培訓(xùn)學(xué)校主辦
隨著綠色制造技術(shù)在切削加工中的應(yīng)用，在高速銑削加工中采用 壓縮空氣冷卻取代切削液冷卻已成為一種不錯(cuò)的選擇。但是，對(duì)于具體的高速銑削加工任務(wù)，選用何種冷卻方式更為恰當(dāng)，則應(yīng)根據(jù)不同的加工目的和被加工材料仔細(xì)加以權(quán)衡，以獲得最佳的加工效果。以下是選擇冷卻方式時(shí)需要考慮的四個(gè)主要工藝因素。
    （1）工件材料的硬度
    如果工件材料的硬度≥42HRC，選擇壓縮空氣冷卻通�？色@得更佳的效果。高速銑削高硬度材料的加工特點(diǎn)為：①切削溫度很高；②切屑在冷作硬化作用下會(huì)變得比母體材料更硬。切削此類材料時(shí)，如果采用切削液冷卻，可能會(huì)使刀具承受間歇性升溫－冷卻造成的熱沖擊，溫度的劇烈變化容易引起硬質(zhì)合金切削刃碎裂。反 之，如果采用壓縮空氣冷卻，不僅可使刀具溫度保持恒定，而且可將切屑吹離切削區(qū)，避免因高硬度切屑的二次切削（re-cutting）作用對(duì)刀具造成損壞。
    （2）工件材料的種類
    如果工件材料的硬度＜42HRC，則應(yīng)根據(jù)工件材料的種類確定選用何種冷卻方式。在高速銑削粘性材料（如鋁、軟性不銹鋼等）時(shí)，通常需要選用切削液冷卻。切削液可對(duì)刀具起到潤(rùn)滑作用，且可使切屑易于向上滑出容屑槽并與刀具后角分離。而在高速銑削大多數(shù)模具鋼（如P20，H13，S7，NAK55，D2等） 時(shí)，壓縮空氣冷卻可能是正確的選擇。如果在加工中發(fā)現(xiàn)工件材料與刀具發(fā)生粘連現(xiàn)象，則可能提示需要采用切削液；但也可能提示需要選用不同的刀具涂層。
    （3）刀具涂層
    氮碳化鈦（TiCN）涂層和氮鋁鈦（TiAlN）涂層是高速銑削模具鋼時(shí)最常用的兩種刀具涂層。球頭銑刀在低于800sfm的切削速度下銑削硬度小于 42HRC的工件材料（或圓銑刀在低于600sfm的切削速度下銑削相同材料）時(shí)，刀具采用TiCN涂層較為合適。如果被加工材料的硬度或切削速度高于上 述切削參數(shù)范圍，則最好選用TiAlN涂層。
    TiCN涂層對(duì)切削液冷卻具有很好的適應(yīng)性。雖然切削溫度的劇烈變化仍有可能引起硬質(zhì)合金切削刃碎裂，但在上述切削參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行加工，一般不會(huì)產(chǎn)生足以引起熱沖擊危險(xiǎn)的切削高溫。
    反之，高溫切削性能較好的TiAlN涂層不太適合切削液冷卻。這種涂層在進(jìn)行高溫切削時(shí)，可在涂層外表面形成一層堅(jiān)硬而光滑的氧化鋁層，有助于提高刀具的切削性能。（事實(shí)上，美國(guó)Millstar公司開發(fā)的“Exalon”TiAlN涂層的高溫切削性能更為先進(jìn)，這種TiAlN涂層的外面又增加了一層固體 潤(rùn)滑層，可使切屑更易于沿著刀具切削刃滑離。）
    石墨電極工件的銑削加工對(duì)刀具涂層的要求一般不太嚴(yán)格，選用TiAlN涂層或金剛石涂層均可。雖然這兩種涂層采用壓縮空氣冷卻即可獲得很好的切削效果，但許多加工車間仍然愿意使用切削液，這是因?yàn)榍邢饕河兄�于清除加工中產(chǎn)生的粉塵。
    （4）表面光潔度要求
    用球頭銑刀進(jìn)行高速銑削時(shí)，為了獲得較高的工件表面光潔度，可能需要采用切削液冷卻。由于球頭銑刀端部的切削速度為零，采用切削液可起到很好的潤(rùn)滑作用。當(dāng)用典型的球頭銑刀進(jìn)行微進(jìn)給精銑加工時(shí)，位于銑刀端部低速切削區(qū)域的工件材料可能會(huì)卡在“橫刃（web）”內(nèi)。處于紅熱狀態(tài)的殘留材料被刀具拖曳著劃過 工件，并可能熔焊在工件表面，從而破壞工件的表面光潔度。（為解決這一問題，某些具有球形輪廓的機(jī)夾刀片式銑刀，如美國(guó)Millstar公司的 “SuperFinisher”刀片，可通過改進(jìn)刀片的設(shè)計(jì)消除這種“橫刃”。）切削液通過對(duì)刀具和工件的潤(rùn)滑作用，可以減小切屑熔焊現(xiàn)象的影響，獲得較 高的表面光潔度�；�于這種考慮，即使在使用TiAlN涂層刀具的加工場(chǎng)合，也應(yīng)采用切削液冷卻方式。雖然刀具壽命可能因此而縮短，但有時(shí)為了達(dá)到表面光潔度要求，有必要犧牲部分刀具壽命。