安全切削镁合金技术

机械公敌

切削镁合金零件是一项危险性很大的加工操作。因为镁合金的熔点很低(651℃)，在切削中，产生的也高达500-600℃的切屑飞溅，使操作者处于不安全条件下加工。加之高温的碎屑和粉尘与冷却液中的油剂混合，很容易引起燃烧，稍有不慎(处理不当)，将会造成火灾事故发生。通常在切削过程中，要求一定将产生的切屑处理好，将碎屑和粉尘，迅速处理出加工现场。一般采用在刀具前加一个隔离罩，防止切屑乱飞，将碎屑和粉尘及时清扫干净。条件好的公司，使用真空吸尘器把切屑、碎屑和粉末从切削区抽吸到集屑箱内，然后进行清理。经过长时间的加工实践证明，采用干式切削或使用最小量润滑(MQL)液冷却与使用真空吸尘方法相结合的方法，能较好的收集切屑，取消清扫碎屑和粉尘的工作程序。但是，附加在机床上的真空吸尘器将给换刀和机床的高速运动造成不便。 ' o3 g% c4 ?/ D8 D7 q& N 油剂冷却液虽然减少，但还不能完全取消，所以造成火灾事故的危险依然存在。另外混合在油剂冷却液中的碎屑和粉尘也再不能回收利用，所以还需付出另派专人处理的费用。 3 W6 r/ R' T, N6 R& k0 ~4 c ( r2 z" l. r- h; k- z2 Q 最近，西班牙达诺巴特(Danobat)集团所属的IDEKO研究所，为满足高速切削镁合金零件的市场需要，和多家公司合作新开发出一种安全可靠的新加工方法。而其中的核心技术是设计出一台能包括中空的刀具、夹头和主轴在内的新型真空吸尘系统，及时、高效、彻底地将切屑和碎屑与粉尘抽吸到一个较大空间的集屑箱内。正是这个与冷却液加注方向相反的吸尘系统，使镁合金的高速切削变得安全、可靠。 ; C2 e9 C. W0 \/ ~9 J 切削中产生的易燃镁合金的切屑、碎屑和粉尘可通过包括中空刀具、夹头和主轴在内的真空吸尘系统，抽吸到集屑箱内。在新的真空吸尘系统中，最关键的零件有特别设计的新结构刀具、刀具夹头。新型刀具设计成中空型刀体和具有特殊几何形状的硬质合金刀头。通过使用CNC系统所具有的圆弧内插补功能，控制刀具的切削运动，和设计出的具有断屑、定向控制切屑排除方向功能的切削刃共同作用，产生出的体积小而且容易折断的切屑，因而使镁合金切屑的收集与排除变得快速、容易。该系统设计中，刀具夹头选用了HSK刀夹结构形式，与通入大流量高压冷却液效果相同，有利于切屑的顺利排除。 8 P' u" f4 I/ ?7 f* i 据IDEKO公司透露，使用该系统能及时排除切削镁合金切屑的 95 %。同时，还对该系统能否用于其它材料，例如铝合金加工，进行了试验研究，结果表明，只要处理好影响系统全局的关键问题，例如，使用能产生出体积小、易折断切屑的刀具，即可在加工中使用新型真空吸尘系统。