在高速切削過程中刮锹，刀/工摩擦接觸區(qū)的高溫稳其、高壓菜缭、高頻沖擊等對(duì)刀具性能提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)肝浴。尤其在高速切削具有高硬、高強(qiáng)驮肄、耐高溫特性的難加工材料時(shí)，由于高切削溫度和摩擦導(dǎo)致刀具急劇磨損往往是制約高速切削應(yīng)用的約定性因素。因此普舆，加工中良好的冷卻和潤滑是難加工材料高速切削對(duì)切削介質(zhì)的關(guān)鍵條件。雖然濕式切削具有較好的冷卻與潤滑性能校读，但在高速切削時(shí)往往會(huì)加大銑刀刃在切入切出過程的溫度變化速痹，產(chǎn)生熱疲勞，降低刀具壽命和可靠性绳练，此外還有環(huán)境污染等問題锦镶。在不使用切削液的條件下通過優(yōu)化刀具材料與結(jié)構(gòu)能在一定程度上提高難加工材料的加工效率，然而切削液的冷卻枫昏、潤滑偶屯、排屑等功能無法彌補(bǔ)，可能嚴(yán)重影響加工質(zhì)量旋蝎、切削效率和刀具壽命稿纺。如何選用合理有效的冷卻潤滑方式，以改善刀/工摩擦狀態(tài)和抑制刀具磨損碗履，從而提高加工質(zhì)量和加工效率谭驮，是推廣應(yīng)用高速切削技術(shù)時(shí)必須考慮的重要技術(shù)要素。   

　　高速切削對(duì)切削介質(zhì)的性能要求   

　　切削介質(zhì)冷卻性能的好壞勾萌，首先取決于切削介質(zhì)自身的性質(zhì)齐秕，如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容仙蛉、汽化熱笋敞、汽化速度等，其次取決于切削介質(zhì)的作用方式荠瘪，如噴射流量夯巷、噴射速度、噴射角度及噴射靶距等因素哀墓。氣體介質(zhì)的冷卻性能遠(yuǎn)低于液體介質(zhì)趁餐，但高速切削也要考慮過度冷卻帶來的刀具熱疲勞失效問題，以及如何使切削介質(zhì)進(jìn)入刀/屑/界面和刀/工界面有效冷卻等問題篮绰。一般濕式切削由于切削介質(zhì)進(jìn)入問題和強(qiáng)烈的熱沖擊后雷，刀具磨損往往會(huì)加劇，故高速切削難加工材料多采用低溫風(fēng)冷吠各、低溫微量潤滑等干式臀突、準(zhǔn)干式切削方式。   

　　多數(shù)情況下采用切削介質(zhì)的最主要目的贾漏，是利用該介質(zhì)的減摩潤滑性能候学，以改善刀具/工件接觸區(qū)的摩擦接觸狀況藕筋，從而提高刀具的使用壽命。   

　　由于換熱系數(shù)的改變對(duì)刀具前刀面平均溫度有一定的影響呕摹，但對(duì)于切屑形成以及刀具前刀面的最高溫度（靠近切削刃口處）幾乎沒有影響蒂抒。因此，在距離刃口附近最高溫度區(qū)域的擴(kuò)散磨損變化不大扳啃，中間部位的擴(kuò)散磨損隨換熱系數(shù)的提高而降低蓄棘。在距離刃口較遠(yuǎn)處贰宰，切削溫度值相對(duì)較低危婚，對(duì)刀具的擴(kuò)散磨損影響較小。不同摩擦系數(shù)條件下采用WC-Co硬質(zhì)合金高速正交切削TC4鈦合金時(shí)的前刀面擴(kuò)散磨損率的仿真分布曲線芍迫，距離切削刃口處的切削溫度最高峦仲，處于粘結(jié)接觸窗口內(nèi)部（StickingWindow）而受摩擦系數(shù)變化的影響較小，因此哪趟，在靠近切削刃口處质瘸，刀具的擴(kuò)散磨損率變化不大，但是滑動(dòng)接觸窗口區(qū)域隨著摩擦系數(shù)的增加纹怨，切削溫度相應(yīng)增加較為明顯磨爪，從而刀具擴(kuò)散磨損率也相應(yīng)較大。   

　　高速切削排屑問題將會(huì)對(duì)刀具的切削性能善绎、加工表面質(zhì)量等產(chǎn)生一定的影響黔漂。因此，高速切削要求切削介質(zhì)要具有一定的排屑作用禀酱。一般通過高速炬守、高壓、大流量的射流沖擊直接將切屑吹離刀具和加工區(qū)剂跟。

　　切削介質(zhì)的綠色性能要求介質(zhì)具有環(huán)境友好性减途，減少污染物的排放。對(duì)人體造成最主要危害的是油霧中的可吸入顆粒物（PM10曹洽，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≤10μm的顆粒）鳍置。通常，顆粒直徑越小送淆，進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的部位也越深墓捻，對(duì)人體的危害也越大。一般情況下坊夫，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≥10μm的顆粒物大部分會(huì)被阻擋在鼻腔外砖第，不會(huì)進(jìn)入人體，而直徑≤10μm的可吸入顆粒物則能順利進(jìn)入呼吸系統(tǒng)并會(huì)在人體內(nèi)沉積蛾藐，對(duì)人體健康造成長期的危害瘤希。因此昂贷，對(duì)于可能產(chǎn)生油霧的冷卻潤滑方式，必須控制介質(zhì)成分答艘、油霧濃度及顆粒度大小拆翘，避免對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的傷害。目前息体，在歐洲已開始禁用礦物基油作為切削介質(zhì)用油囊脉。

　　低溫微量潤滑技術(shù)及應(yīng)用

　　低溫微量潤滑技術(shù)是將低溫風(fēng)冷切削技術(shù)與微量潤滑技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來的一種新型的高速切削加工冷卻潤滑技術(shù)，既充分利用低溫冷風(fēng)的冷卻效果狗悔，又充分利用微量潤滑的減摩潤滑效果屉争。采用低溫微量潤滑技術(shù)輔助切削時(shí)，通過低溫制冷設(shè)備將空氣巡软、氮?dú)饣蚱渌麣怏w預(yù)先冷卻至-30℃左右檩讯，然后將低溫氣體通過微量潤滑裝置，在噴嘴處形成低溫微量油霧（油氣）菌劲，以高壓干跛、高速形式噴射到切削區(qū)，以實(shí)現(xiàn)刀/工接觸區(qū)的冷卻潤滑祟绊，改善切削區(qū)條件楼入。低溫微量潤滑切削技術(shù)，是從優(yōu)質(zhì)牧抽、高效嘉熊、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保的角度出發(fā)，將高速高效切削技術(shù)和綠色加工相結(jié)合阎姥，在真正可持續(xù)發(fā)展的意義上發(fā)展的一種新的先進(jìn)制造技術(shù)记舆。切削環(huán)境空氣質(zhì)量試驗(yàn)研究證實(shí)，封閉式加工系統(tǒng)中低溫MQL呼巴、常溫MQL以及冷卻液澆注下的機(jī)床外部工作場(chǎng)所環(huán)境油霧濃度均保持在較低的水平泽腮，達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。而低溫MQL能夠有效抑制潤滑油的霧化和細(xì)顆粒油霧的生成率衣赶，相比常溫MQL更加環(huán)保和安全诊赊。

　　為不同冷卻潤滑條件下高速車削Inconel718時(shí)刀尖磨損隨切削時(shí)間的變化曲線。從圖中可以看出府瞄，低溫MQL切削時(shí)刀尖磨損最慢楚餐，低溫風(fēng)冷和低溫MQL時(shí)的刀具壽命較干切削分別提高了78%和124%。圖4為冷卻潤滑條件對(duì)KC5010硬質(zhì)合金刀具高速車削Inconel718時(shí)的表面粗糙度蹂孽，可見低溫MQL切削也可降低工件表面粗糙度值撇扯。

　　為不同冷卻潤滑條件下高速銑削鈦合金刀具磨損隨銑削時(shí)間的變化曲線。從圖中可以看出，在圖示切削用量條件下见撵，-10℃低溫風(fēng)冷和-20℃低溫風(fēng)冷條件下后刀面磨損狀況略好于干銑削启孔，而應(yīng)用低溫MQL可以有效改善刀/工接觸區(qū)的摩擦潤滑狀況，顯著提高刀具的使用壽命薪尉。圖5b為冷卻潤滑條件對(duì)高速銑削鈦合金TC4時(shí)銑削側(cè)面粗糙度的影響键羡。從圖中可以看出，低溫風(fēng)冷時(shí)表面粗糙度與干銑削時(shí)相當(dāng)凡加，而低溫MQL可明顯改善已加工表面粗糙度慰奉。

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