在高速切削過(guò)程中，刀/工摩擦接觸區(qū)的高溫耕驰、高壓、高頻沖擊等對(duì)刀具性能提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)婚廷。尤其在高速切削具有高硬、高強(qiáng)悠蹬、耐高溫特性的難加工材料時(shí)藏苫，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。因此跛拌，加工中良好的冷卻和潤(rùn)滑是難加工材料高速切削對(duì)切削介質(zhì)的關(guān)鍵條件信炬。雖然濕式切削具有較好的冷卻與潤(rùn)滑性能，但在高速切削時(shí)往往會(huì)加大銑刀刃在切入切出過(guò)程的溫度變化却痴，產(chǎn)生熱疲勞移蔼，降低刀具壽命和可靠性，此外還有環(huán)境污染等問(wèn)題咏逛。在不使用切削液的條件下通過(guò)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懊潜，然而切削液的冷卻、潤(rùn)滑预隆、排屑等功能無(wú)法彌補(bǔ)乔蜀，可能嚴(yán)重影響加工質(zhì)量、切削效率和刀具壽命膳灶。如何選用合理有效的冷卻潤(rùn)滑方式咱士，以改善刀/工摩擦狀態(tài)和抑制刀具磨損，從而提高加工質(zhì)量和加工效率轧钓，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)要素序厉。

　　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，首先取決于切削介質(zhì)自身的性質(zhì)毕箍，如導(dǎo)熱系數(shù)弛房、比熱容、汽化熱而柑、汽化速度等文捶，其次取決于切削介質(zhì)的作用方式，如噴射流量媒咳、噴射速度粹排、噴射角度及噴射靶距等因素。氣體介質(zhì)的冷卻性能遠(yuǎn)低于液體介質(zhì)涩澡，但高速切削也要考慮過(guò)度冷卻帶來(lái)的刀具熱疲勞失效問(wèn)題顽耳，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(wèn)題。一般濕式切削由于切削介質(zhì)進(jìn)入問(wèn)題和強(qiáng)烈的熱沖擊汹涯，刀具磨損往往會(huì)加劇今捕，故高速切削難加工材料多采用低溫風(fēng)冷、低溫微量潤(rùn)滑等干式、準(zhǔn)干式切削方式娶讽。

　　多數(shù)情況下采用切削介質(zhì)的最主要目的伞注，是利用該介質(zhì)的減摩潤(rùn)滑性能赐罪，以改善刀具/工件接觸區(qū)的摩擦接觸狀況涉等，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详础，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(méi)有影響程挑。因此，在距離刃口附近最高溫度區(qū)域的擴(kuò)散磨損變化不大普易，中間部位的擴(kuò)散磨損隨換熱系數(shù)的提高而降低臊耳。在距離刃口較遠(yuǎn)處，切削溫度值相對(duì)較低畜股，對(duì)刀具的擴(kuò)散磨損影響較小颈侈。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，距離切削刃口處的切削溫度最高闷旧，處于粘結(jié)接觸窗口內(nèi)部（Sticking Window）而受摩擦系數(shù)變化的影響較小长豁，因此，在靠近切削刃口處忙灼，刀具的擴(kuò)散磨損率變化不大匠襟，但是滑動(dòng)接觸窗口區(qū)域隨著摩擦系數(shù)的增加，切削溫度相應(yīng)增加較為明顯该园，從而刀具擴(kuò)散磨損率也相應(yīng)較大酸舍。

　　高速切削排屑問(wèn)題將會(huì)對(duì)刀具的切削性能、加工表面質(zhì)量等產(chǎn)生一定的影響里初。因此啃勉，高速切削要求切削介質(zhì)要具有一定的排屑作用。一般通過(guò)高速双妨、高壓淮阐、大流量的射流沖擊直接將切屑吹離刀具和加工區(qū)。

　　切削介質(zhì)的綠色性能要求介質(zhì)具有環(huán)境友好性斥难，減少污染物的排放枝嘶。對(duì)人體造成最主要危害的是油霧中的可吸入顆粒物（PM10，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≤10μm的顆粒）蟹梗。通常膜暴，顆粒直徑越小，進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的部位也越深尚稍，對(duì)人體的危害也越大道暑。一般情況下，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≥10μm的顆粒物大部分會(huì)被阻擋在鼻腔外竭珊，不會(huì)進(jìn)入人體人蕊，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)沉積葬聘，對(duì)人體健康造成長(zhǎng)期的危害。因此锤镀，對(duì)于可能產(chǎn)生油霧的冷卻潤(rùn)滑方式赖相，必須控制介質(zhì)成分、油霧濃度及顆粒度大小手索，避免對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的傷害钳骚。目前，在歐洲已開始禁用礦物基油作為切削介質(zhì)用油唱枝。

　　低溫微量潤(rùn)滑技術(shù)及應(yīng)用

　　低溫微量潤(rùn)滑技術(shù)是將低溫風(fēng)冷切削技術(shù)與微量潤(rùn)滑技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)的一種新型的高速切削加工冷卻潤(rùn)滑技術(shù)貌嫡，既充分利用低溫冷風(fēng)的冷卻效果，又充分利用微量潤(rùn)滑的減摩潤(rùn)滑效果该溯。采用低溫微量潤(rùn)滑技術(shù)輔助切削時(shí)岛抄，通過(guò)低溫制冷設(shè)備將空氣、氮?dú)饣蚱渌麣怏w預(yù)先冷卻至-30℃左右狈茉，然后將低溫氣體通過(guò)微量潤(rùn)滑裝置夫椭，在噴嘴處形成低溫微量油霧（油氣），以高壓论皆、高速形式噴射到切削區(qū)益楼，以實(shí)現(xiàn)刀/工接觸區(qū)的冷卻潤(rùn)滑，改善切削區(qū)條件点晴。低溫微量潤(rùn)滑切削技術(shù)感凤，是從優(yōu)質(zhì)、高效粒督、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保的角度出發(fā)陪竿，將高速高效切削技術(shù)和綠色加工相結(jié)合，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)屠橄。切削環(huán)境空氣質(zhì)量試驗(yàn)研究證實(shí)播窒，封閉式加工系統(tǒng)中低溫MQL、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筷资，達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)挨这。而低溫MQL能夠有效抑制潤(rùn)滑油的霧化和細(xì)顆粒油霧的生成率，相比常溫MQL更加環(huán)保和安全胃宰。

　　為不同冷卻潤(rùn)滑條件下高速銑削鈦合金刀具磨損隨銑削時(shí)間的變化曲線嘹冀。-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，而應(yīng)用低溫MQL可以有效改善刀/工接觸區(qū)的摩擦潤(rùn)滑狀況垦适，顯著提高刀具的使用壽命朽突。圖5b為冷卻潤(rùn)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。低溫風(fēng)冷時(shí)表面粗糙度與干銑削時(shí)相當(dāng)，而低溫MQL可明顯改善已加工表面粗糙度析口。

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