隨著人們環(huán)保意識(shí)的進(jìn)步及加進(jìn)世貿(mào)組織后發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)我國(guó)設(shè)置的綠色壁壘乞微，客觀上要求機(jī)械產(chǎn)品在制造時(shí)盡可能少地消耗能源和污染環(huán)境俯重。而機(jī)械切削（以下簡(jiǎn)稱切削）是機(jī)械制造中消耗能源和污染環(huán)境的最大來(lái)源，所以人們有針對(duì)性地提出了綠色切削(綠色制造)的概念蝉徒。

　　所謂綠色切削就是指消耗盡可能少的刀具材料夕锹、切削液、加工時(shí)間和電力认寓，盡可能少地污染環(huán)境檬桅，來(lái)達(dá)到某種特定的切削目的一種切削方式。由于高速切削的特點(diǎn)決定了高速切削可以節(jié)省切削液奉量、刀具材料芹寓、切削工時(shí)，從而極大限度地節(jié)約自然資源网燃，極大限度地減少對(duì)環(huán)境的污染婆精，保護(hù)環(huán)境，進(jìn)步生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量雄炕，達(dá)到“綠色切削”的目的。
    2．高速切削的特點(diǎn)
    （1）切削力小需忿、振動(dòng)頻率低
    切削形成的過(guò)程分為擠壓塑性變形和撕裂兩個(gè)階段诅炉，工件受切削力和切削熱影響而發(fā)生塑性變形主要在這個(gè)階段。由此可知：切削速度越高屋厘，塑性變形的時(shí)間越短涕烧，剪切變形區(qū)域越窄，剪切角越大汗洒，變形因子越小议纯，切屑流出速度越快（切屑中的熱量占切削熱的80%），傳進(jìn)工件和刀具中的熱量越小溢谤，所以高速切削可使切削變形均勻減少30%～40%以上瞻凤，這十分適合于剛性較差和薄壁零件的切削加工。
    從動(dòng)力學(xué)角度分析頻率的形成可知世杀，切削力的降低將減小由于切削力產(chǎn)生的振動(dòng)（即強(qiáng)迫振動(dòng)）的振幅阀参；轉(zhuǎn)速的進(jìn)步使切削系統(tǒng)的工作頻率闊別機(jī)床的底階固有頻率肝集，避免共振的發(fā)生；因此高速切削可大大降低加工表面粗糙度蛛壳，進(jìn)步加工質(zhì)量芙糙。
    （2）機(jī)床本身特征
    高速切削機(jī)床應(yīng)用了目前最先進(jìn)的技術(shù)，是集機(jī)骨矗、光鹊逛、電、氣烛储、液壓為一體的款腥、采用了目前所知的最適合機(jī)床的復(fù)合材料所制成的尖端技術(shù)產(chǎn)品。所以高速切削機(jī)床除主軸轉(zhuǎn)速高外颂鞭，相對(duì)于普通數(shù)控機(jī)床综翠，其自動(dòng)化程度（又稱智能化）更高、功率更大刑袒、切削材料硬度較高（可高速切削HRC50～54甚至HRC60的材料）涤墙；精度更高（達(dá)到0.001mm甚至0.0001mm）、切削和進(jìn)給速度高（是普通數(shù)控機(jī)床的幾倍甚至幾十倍）程悼；由于廣泛采用伺服電機(jī)惯缚，其傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化且傳動(dòng)可靠；采用復(fù)合材料或人造大理石為基座或工作臺(tái)（如瑞士MIKRON的UCP600）使機(jī)床剛性得到明顯進(jìn)步诬像，這些都使零件的尺寸精度得到極大進(jìn)步屋群。
    （3）使用先進(jìn)的刀具
    ①涂層硬質(zhì)合金刀具
    TiC涂層：具有很高的硬度與耐磨性，抗氧化性也較好坏挠，切削時(shí)能形成氧化鈦薄膜芍躏，從而降低了摩擦系數(shù)，減小了刀具磨損降狠，使切削速度進(jìn)步40%以上对竣，比較適合高速切削。TiC涂層與鋼的粘結(jié)溫度高榜配，表面晶粒很細(xì)否纬，切削時(shí)很少產(chǎn)生積屑瘤，這比較適合于高速精密車削蛋褥。缺點(diǎn)是線膨脹系數(shù)與基體差別較大临燃，因此高速車削或銑削硬材料、高溫合金或帶夾雜物工件時(shí)烙心，涂層易崩裂膜廊。
    TiN涂層：在高溫時(shí)能形成氧化膜，與鐵基材料摩擦系數(shù)較小弃理，抗粘結(jié)性能好贼匾、有效地降低了摩擦力與切削溫度铛田，TiN涂層刀片抗月牙洼及后刀面磨損能力比TiC涂層刀片強(qiáng)，最適合切削鋼與易粘刀的材料瞪栋，使加工表面粗糙度減小嚣历，切削速度進(jìn)步。此外TiN涂層抗碎裂性與抗熱震性能也較好荷焦，這很適合于高速切削盟挤。但其與基體結(jié)合強(qiáng)度低于TiC涂層，且涂層厚時(shí)易剝落掌范，一般用于高速車削腻俏。
    TiC/TiN復(fù)合涂層：兼具兩種涂層的優(yōu)點(diǎn)，先涂TiC睦键，再涂TiN目尘，使結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)步，摩擦力栗沫、切削力诺秒、切削溫度降低，對(duì)高速切削中的粗谤绳、精加工都很好占锯。如株硬團(tuán)體的CN15、CN25（精）缩筛、CN35（粗）等消略。
    TiC/AL2O3復(fù)合涂層：先涂TiC，再涂AL2O3瞎抛。先涂TiC使涂層粘結(jié)牢固艺演，AL2O3使涂層具有陶瓷的耐磨性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性婿失。該復(fù)合刀片能象陶瓷刀一樣高速切削钞艇，同時(shí)又避免了陶瓷的脆性、易崩刃的特點(diǎn)豪硅，如株硬團(tuán)體的CA15。該涂層刀具很適合于高速切削挺物，特別是高速車削懒浮。
    涂層刀具具有省珍貴材料、易制造盘胯、使用時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)删广，既符合環(huán)保的需要又為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益，所以被廣泛推薦使用刚驶。
    ②陶瓷刀具
    該材料以氧化鋁為主要成分剩知，在高溫下燒結(jié)而成朽擒。由于采用了新工藝使其純度進(jìn)步、晶粒細(xì)化瞭剧，應(yīng)用熱壓工藝今搂、添加晶須等，克服了陶瓷的熱沖擊性差盘挠、強(qiáng)度與韌性低饼簸、脆性大的題目，能勝任難加工材料的高速切削遗挚，具有廣闊的發(fā)展遠(yuǎn)景倾皿。添加了碳化物（主要是TiC）后可進(jìn)步抗熱裂紋能力，可高速車削HRC60～62的淬硬工具鋼勃犬、鉻鎳鉬粉末冶金等“C”形屑塑性材料惩阶。氮化硅陶瓷（以氮化硅為主要成分）刀具能對(duì)硬度＜65HRC的難加工材料如淬硬鋼、冷硬鑄鐵等進(jìn)行高速精銑扣汪、精車断楷，實(shí)現(xiàn)以車帶磨、以銑帶磨私痹，從而改進(jìn)傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝脐嫂，進(jìn)步加工效率，節(jié)約工時(shí)及電力紊遵；對(duì)有色金屬精車账千，其表面粗糙度可達(dá)Ra0.04～0.16μm。陶瓷刀具切削速度可達(dá)900m/min暗膜，進(jìn)給速度可達(dá)10m/min匀奏。
    氮化硅陶瓷刀具的耐熱性和抗高溫氧化性特別好，即使在1200～1450℃的切削溫度時(shí)仍能保持一定的硬度和強(qiáng)度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間切削学搜。在一定范圍內(nèi)高速車削時(shí)娃善，切削溫度的升高能改變工件材料的性能，進(jìn)步陶瓷刀具的韌性瑞佩，從而減少其破損聚磺，所以一般陶瓷刀具均采用干切削。但陶瓷刀具對(duì)沖擊和振動(dòng)載荷比較敏感智谓。機(jī)床—工件—刀具工藝系統(tǒng)剛性弱是促使陶瓷刀具壽命降低或崩刃的主要原因莹宁。所以氮化硅陶瓷刀具只適用于高速切削。
    ③超硬材料刀具
    超硬刀具材料主要指人造金剛石（JR）和立方氮化硼（CBN）嚎蛀。只使用于高速切削高溫合金审腺、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料。
    （4）采用先進(jìn)的冷卻技術(shù)
    ①低溫氣體冷卻
    低溫氣體冷卻技術(shù)就是采用液氮或冷氣以高壓直接噴涂于切削部位确列，起到冷卻作用栋固。
    高速切削時(shí)的切削力為傳統(tǒng)切削力和變頻沖擊力雙重作用力的結(jié)合，而氮?dú)庀碌毒吲c切屑及工件間更易產(chǎn)生TiN層我昵，TiN具有減摩作用埋署，所以銑削時(shí)，由于摩擦作用所產(chǎn)生的銑削力會(huì)減少因震，所以總切削力也隨之下降吩捞；氣體也更易到達(dá)切削部位，達(dá)到冷卻目的汁蝶；同時(shí)氣體無(wú)污染且易得到渐扮，對(duì)環(huán)保更有利。
    ②MQL最小油量潤(rùn)滑技術(shù)
    MQL技術(shù)主要有氣霧外部潤(rùn)滑和內(nèi)部冷卻2種掖棉，廣泛應(yīng)用于鑄鐵墓律、鋼、鋁合金等的鉆幔亥、鉸耻讽、攻螺紋、深孔鉆削以及高速車帕棉、銑等加工過(guò)程中针肥。氣霧外部潤(rùn)滑是在0.5～0.6MPa的壓縮空氣（用高壓冷卻泵產(chǎn)生）中添加少量高性能的潤(rùn)滑油（5～50mL/h），就象是把有限的少量潤(rùn)滑劑“涂到”切削位置上一樣香伴，使少量潤(rùn)滑劑得到最充分的利用慰枕。與此同時(shí)，高壓氣體起到冷卻和輔助斷屑作用即纲，以降低刀具溫度具帮，防止刀具冷焊。如：德國(guó)福鳥(niǎo)（VOGEL）集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的MQL微量潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)采用（高壓冷卻泵）強(qiáng)制冷卻低斋，屬內(nèi)部冷卻方式停迫。
    （5）干式切削技術(shù)
    干式切削技術(shù)隨著陶瓷刀具的發(fā)展提出的，出與環(huán)保的考慮司逗，完全不用切削液擎若，采用輔助加熱裝置對(duì)工件表面局部加熱（如激光加熱、導(dǎo)電加熱等）至一定溫度改佛，以改善材料的可加工性茉园，降低切削力，這有助于干式切削的實(shí)現(xiàn)史糕。但該技術(shù)對(duì)刀具的長(zhǎng)時(shí)間耐熱性（紅硬性）提出了要求，所以目前只適用于在高溫下可長(zhǎng)時(shí)間保持強(qiáng)度、硬度的陶瓷刀具锤知。干式切削由于受目前工藝條件棋裳、工件材料和加工類型的影響，目前尚不是通用技術(shù)贩纵。
    3．結(jié)語(yǔ)
    綜合高速切削的特點(diǎn)凭协，可以看出高速切削可以達(dá)到節(jié)約刀具材料和切削液，節(jié)省勞動(dòng)力懒叛，節(jié)約自然資源丸冕，減少對(duì)環(huán)境的污染，是制造業(yè)必然的發(fā)展方向和綠色切削的實(shí)現(xiàn)途徑薛窥，被公以為21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)胖烛。

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