切削加工的綠色化是制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。高速干切削是一種新型的綠色制造方式哩治。與傳統(tǒng)的切削方式相比猿规，高速干切削技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量好尤揣、無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)敛意，具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ俏磥?lái)切削加工發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)蝇莲。

　　高速干切削技術(shù)的產(chǎn)生

　　高速干切削的出現(xiàn)與高速切削和干切削有密切關(guān)系胶勾。高速切削具有切削效率高、切削力小闭腊、加工精度高爹窥、切削熱集中、加工過(guò)程穩(wěn)定以及可以加工各種難加工材料等特點(diǎn)哀呕。隨著高速機(jī)床膊许、加工中心的不斷發(fā)展土叠，切削速度和切削功率急劇提高，使得單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量大大增加郊拄，機(jī)床的切削液用量也越來(lái)越大噩振。但高速切削時(shí)切削液實(shí)際上很難到達(dá)切削區(qū)，大量的切削液根本起不到實(shí)際的冷卻作用楚陶。這不僅增加了制造成本钻寿，還加重了切削液對(duì)資源、環(huán)境等方面的負(fù)面影響左刽。

　　與高速切削相比捺信，由于干切削在加工過(guò)程中不用(或微量使用)切削液，是一種對(duì)環(huán)境污染源頭進(jìn)行控制的清潔制造工藝欠痴。干切削作為一種新型的綠色制造技術(shù)迄靠，不僅環(huán)境污染小，而且能大幅度降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本喇辽。作為一種環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益俱佳的切削技術(shù)掌挚，干切削已成為目前綠色制造工藝研究的一個(gè)熱點(diǎn)，并已在車菩咨、銑吠式、鉆、鉸抽米、鏜削等加工中得到了成功應(yīng)用特占。

　　而高速干切削技術(shù)是在高速切削技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合干切削技術(shù)或微量切削液的準(zhǔn)干切削技術(shù)云茸，將高速切削與干切削技術(shù)有機(jī)地融合是目，結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)它們的不足進(jìn)行了有效補(bǔ)償?shù)囊豁?xiàng)新興先進(jìn)制造技術(shù)么鹊。切削技術(shù)耗亮、刀具材料和刀具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，使高速干切削的實(shí)施成為可能勇震。采用高速干切削技術(shù)可以獲得高效率筐知、高精度、高柔性垒汉，同時(shí)又限制使用切削液辱滤，消除了切削液帶來(lái)的負(fù)面影響，因此是符合可持續(xù)發(fā)展要求的綠色制造技術(shù)盛闻。

　　生產(chǎn)效率高沽贸、加工質(zhì)量好、成本低

　　采用高速干切削技術(shù)加工產(chǎn)品，有以下特點(diǎn)抑昨。

　　——生產(chǎn)效率高啥匀。高速干切削的切削速度遠(yuǎn)高于常規(guī)切削。目前在實(shí)際生產(chǎn)中高速切削鋁合金的速度范圍為1500～5500m/min赚铅，鑄鐵為750～4500m/min催首，普通鋼為600～800m/min。切削進(jìn)給速度已高達(dá)20～40m/min泄鹏。而且郎任，高速切削技術(shù)還在不斷發(fā)展。

　　采用高速切削技術(shù)能使整體加工效率提高幾倍乃至十幾倍备籽。傳統(tǒng)的切削加工方式為“重切削”方式舶治，每一刀切削排屑量大(切削深度大，但進(jìn)給速度低)车猬；而高速干切削為“輕切削”方式霉猛，采用小吃刀深度、高主軸轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給速度珠闰，每一刀切削排屑量小惜浅，切削深度小，但切削線速度大伏嗜，進(jìn)給速度高坛悉，這樣可顯著提高工件材料切除率，切削效率高阅仔。

　　——加工質(zhì)量好洁拓。干切削是依靠刀具涂層起到潤(rùn)滑減摩作用窑笑，無(wú)論切削速度多高秕射，涂層的前后刀面都始終在接觸區(qū)內(nèi)，所以综界，高速切削時(shí)更容易顯示出干切削的優(yōu)勢(shì)瞎角。盡管干式切削由于缺少切削液的潤(rùn)滑、冷卻贴祷、沖洗和排屑斷屑作用覆靖，會(huì)導(dǎo)致刀具與工件、切屑之間的摩擦加劇胎汁，切削力增大午禽，切屑變形加劇，切削熱急劇增加究勺，切削區(qū)溫度顯著升高绿锋，刀具耐用度降低，工件加工質(zhì)量不易保證酱劫。但可通過(guò)分析干切削的各種特定條件和影響干切削的各種因素澄港，尋求相應(yīng)的技術(shù)解決方案及措施來(lái)彌補(bǔ)不使用切削液所造成的上述缺陷椒涯。如針對(duì)不同的工件材料和切削用量設(shè)計(jì)刀具結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)和相應(yīng)的斷屑槽形回梧，以滿足干切削的加工要求废岂；某些刀具涂層材料具有類似切削液的功能，可隔離切削熱狱意，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持刀尖硬度和鋒利性湖苞，使刀具材料不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。應(yīng)用這些措施來(lái)保證干切削的加工質(zhì)量详囤，使干切削加工順利進(jìn)行袒啼，達(dá)到甚至超過(guò)濕切削時(shí)的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和刀具耐用度纬纪。

　　——生產(chǎn)成本低蚓再。濕切削加工中切削液的使用成本太高。德國(guó)汽車制造業(yè)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示包各，把切削液的費(fèi)用和有關(guān)設(shè)備費(fèi)摘仅、能耗費(fèi)、處理費(fèi)问畅、人工費(fèi)谍益、維修費(fèi)、材料費(fèi)加在一起達(dá)到全部制造費(fèi)用的7%～17%款萎，而全部刀具費(fèi)用僅為總制造費(fèi)的2%～4%逐点，可見使用切削液的成本已數(shù)倍于刀具費(fèi)用。同時(shí)饭里，由于排放的切削液和帶有切削液的固體物被當(dāng)作有毒材料進(jìn)行處理辞垦，大大增加了切削液的供給、保養(yǎng)和回收處理成本健乾，在與切削液有關(guān)的總費(fèi)用中回收處理費(fèi)用高達(dá)22%怎棋。而采用高速干切削技術(shù)后由于不使用或使用最少量的切削液，加工的成本就會(huì)大幅度降低煌害。

　　另一方面象人，由于在高速干切削過(guò)程中，大部分的切削熱被切屑和刀具承載芦惧，切屑被快速處理掉蜀谤，而刀具卻持續(xù)承受切削熱和切削力。因此，高速干切削對(duì)刀具材料和工藝的要求很高(要求刀具有很高的紅硬性和高溫穩(wěn)定性)，使刀具的成本相應(yīng)有所提高饰恕。此外寥枝，在大多數(shù)情況下盖奈，高速干切削刀具都是針對(duì)某種材料的具體工藝要求專門設(shè)計(jì)制作的混坞，這就需要在刀具設(shè)計(jì)中融入高效冷卻手段或進(jìn)行刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)的獨(dú)特設(shè)計(jì)(如在切削發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)，刀具前刀面可加一個(gè)液氮循環(huán)冷卻裝置)钢坦，這在一定程度上也增加了刀具的成本究孕。

　　綜上所述，盡管高速干切削加工的刀具和機(jī)床成本有所增加爹凹，但由于節(jié)省了大量的切削液成本厨诸，而且切削速度提高、切削時(shí)間變短禾酱、設(shè)備利用率提高微酬，使得綜合生產(chǎn)成本大幅度下降。

　　發(fā)展高速干切削應(yīng)解決的關(guān)鍵技術(shù)

　　目前高速干切削技術(shù)還在發(fā)展中颤陶，以下問題尚需進(jìn)一步改進(jìn)颗管。急需發(fā)展的技術(shù)集中體現(xiàn)在：

　　——刀具技術(shù)。刀具的性能是高速干切削能否成功實(shí)施的關(guān)鍵肿功。高速干切削不僅要求刀具材料有很高的紅硬性和高溫穩(wěn)定性蛮究，而且還必須有良好的耐磨性、耐熱沖擊和抗黏結(jié)性卸矾。需要發(fā)展的技術(shù)主要包括刀具涂層技術(shù)家厂、刀具材料技術(shù)、刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)填庄、可靠的刀具監(jiān)測(cè)裝置等婿孟。

　　——機(jī)床技術(shù)。開發(fā)性能優(yōu)良的高速機(jī)床,是實(shí)現(xiàn)高速干切削的前提條件和關(guān)鍵因素题琅。設(shè)計(jì)高速干切削機(jī)床時(shí)要考慮的特殊問題主要有：設(shè)計(jì)和制造高速度孟盅、大功率的主軸單元、進(jìn)給單元和輔助裝置医熊；切削熱的散發(fā)浴魏；切屑和灰塵的排出等笤茴。

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