用于镁合金清洁加工的空心铣刀

    据机床制造商Ideko S. Coop公司的国际研发项目主管Joseba Perez Bilbatua介绍，传统的镁合金切削加工是一种具有潜在危险、肮脏杂乱的工艺过程。镁的碎屑和粉尘具有可燃性，而且在加工镁合金时，通常需要浇注大量纯切削油，容易使切屑堆积在机床角落中，并使通过压制切屑块或采用离心装置分离切屑中的切削油变得十分困难。镁切屑的形状特点导致切屑中的含油量（重量）高达24%左右，而切屑回收企业要求最大含油量不能超过4%。
    镁是一种重量最轻的结构金属，其名义合金密度为每立方英寸0.065磅，并具有极好的机械加工性——对于汽车工业和其他一些行业来说，这种性能组合极具价值。为了帮助开发一种可用于镁合金汽车零件生产的、清洁而安全的加工方法，欧盟投资实施了“镁合金零部件的可持续、经济性生产”（SEPMAC）项目。该项目的合作伙伴——包括Ideko公司和刀具制造商肯纳德国公司（Kennametal Technologies GmbH）——重点开发了空心式刀具和一种加工机床，该机床可利用一台真空泵，通过中空的刀具、刀柄和主轴，抽吸和收集镁合金切屑和粉尘。
    由肯纳公司研制的这种空心铣刀具有1.2mm的轴宽，刀具直径范围4.5－20mm，可安装专用PCD刀片、未涂层硬质合金刀片或TiAlN涂层硬质合金刀片。该铣刀可将切屑吸入刀具内部。此外，通过精心选择切削参数，可以生成容易被吸入刀具内的细小切屑。目前该刀具尚未实现商业化供货。
    Bilbatua表示，“以这种方式，我们可以达到接近98%的切屑抽吸率。”他补充说，将切屑和粉尘吸入刀具，并通过内部通道排出机床消除了发生火灾的风险。由于该项目采用了近干切削方式，因此切屑上几乎不会残留润滑油。“利用这种技术，我们可以提高镁合金的利用率，因为现在切屑可以很容易地回收利用，而不需要再进行加工后处理。”
    为了使切屑能够从机床主轴内部通过，Ideko公司对转速为42,000r/min的主轴进行了改造，增大了其直径。此外，为了保证加工安全，重新设计了机床的加工区，以最大限度地减少切屑堆积；在工作区增设了温度传感器，以监测切削温度的升高；安装了氢探测器，以监测使用水基切削液时所产生的氢气浓度，并对机床顶部进行了改造，使其在一旦发生爆炸时，能够吸收其能量。
    基于该项目在开发清洁而安全的镁合金加工工艺上所获得的成功，这种内排屑加工技术将被应用于一项新的研究项目，该项目称为ASPIRATE，主要研究开发航空工业大量使用的碳纤维和玻璃纤维增强复合材料的切削加工技术。该项目于今年6月1日开始实施，将持续两年时间。