1. 切削液供給系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
   • 合理使用多種型式、多個(gè)數(shù)量的噴嘴

     (a)	(b)
     圖2 車(chē)削加工時(shí)切削液噴嘴的使用

     傳統(tǒng)的切削液供給系統(tǒng)由低壓泵切役、管路系統(tǒng)和噴嘴組成蒜肥。由泵送出的切削液經(jīng)噴嘴流出澆注到刀具、工件和切屑上蕉妇，然后對(duì)切屑進(jìn)行過(guò)濾分離后又回到供液箱碟堵。為了更有效地發(fā)揮切削液的潤(rùn)滑、冷卻腹忽、沖洗作用来累，可同時(shí)使用多種型式、多個(gè)數(shù)量的噴嘴窘奏。如在車(chē)削加工中嘹锁，安裝一個(gè)噴嘴時(shí)(見(jiàn)圖2a)，必須保證供液量充足蔼夜，才可使切削液從側(cè)面滲入刀尖附近兼耀。若安裝兩個(gè)噴嘴(見(jiàn)圖2b)压昼，則可使切削液更容易滲入切削區(qū)求冷，更好地發(fā)揮潤(rùn)滑、冷卻作用窍霞。在銑削加工中也可設(shè)置兩個(gè)噴嘴匠题，右側(cè)噴嘴的切削液對(duì)切削區(qū)進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻但金，左側(cè)噴嘴的切削液則用于沖洗切屑韭山。當(dāng)?shù)毒邔挾容^窄時(shí)，可選用普通的圓形噴嘴冷溃；若刀具較寬時(shí)腻危，則選用扇形噴嘴更為有效。
   • 采用外部噴霧冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)和細(xì)微噴淋技術(shù)
     外部噴霧冷卻潤(rùn)滑方式是將懸浮在空氣中的細(xì)微切削液霧滴(尺寸僅為納米級(jí))連續(xù)不斷地噴注到加工刀具上，對(duì)刀具起到冷卻和潤(rùn)滑作用雇法。該方法的切削液使用量少于50ml/h战辨，而傳統(tǒng)的澆注法供液方式的切削液使用量則超過(guò)6000ml/min。細(xì)微噴淋技術(shù)是通過(guò)噴嘴將少量(10~100ml/h)高質(zhì)量切削液(如植物油嗜吉、合成油)噴淋于刀具與工件接觸處莱火，該方法可有效延長(zhǎng)刀具使用壽命。如對(duì)主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定改進(jìn)熄自，還可通過(guò)主軸或刀具中的孔道將氣霧劑或潤(rùn)滑油直接輸送至切削刃驻碟，以獲得更好的冷卻潤(rùn)滑效果。
   • 設(shè)計(jì)最小潤(rùn)滑系統(tǒng)
     最小潤(rùn)滑技術(shù)主要包括氣霧外部潤(rùn)滑和氣霧內(nèi)部冷卻兩種方式：①氣霧外部潤(rùn)滑方式：將切削液送入高壓噴射系統(tǒng)并與氣體混合霧化专菠，然后通過(guò)一個(gè)多頭噴嘴將霧滴尺寸達(dá)毫微米級(jí)的氣霧連續(xù)不斷地噴射到加工刀具表面卸禽，對(duì)刀具進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑；②氣霧內(nèi)冷卻方式：通過(guò)主軸和刀具中的孔道直接將冷卻氣霧送至切削區(qū)域茄敲，進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑嚼债。根據(jù)加工需要，可將兩種冷卻潤(rùn)滑方式配合使用吠谢，以獲得最佳冷卻潤(rùn)滑效果土童。最小潤(rùn)滑技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是可使切削區(qū)域外的刀具、工件和切屑保持干燥工坊，并可避免處理大量切削廢液的難題献汗。最小潤(rùn)滑技術(shù)主要用于在鑄鐵、鋼王污、鋁合金等材料上進(jìn)行鉆孔罢吃、鉸孔和攻絲加工，以及深孔鉆削昭齐、鋁合金端面銑削等尿招。由于切削液用量很小，因此切削液供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單阱驾、體積小就谜，易布局，可集成設(shè)計(jì)于主軸電機(jī)中里覆，切削液流量由CNC程序控制丧荐。采用最小潤(rùn)滑系統(tǒng)的加工單元可在6.5秒時(shí)間內(nèi)鉆削10個(gè)f8mm、中心距為20mm的孔哮瓦，加工1小時(shí)僅需一杯潤(rùn)滑液(大部分被蒸發(fā)消耗)圣辩，切屑中的切削液含量很少，回收處理費(fèi)用大幅度下降岛盗。
2. 綠色切削液的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
   • 改善切削液成分———替換礦物油
     用植物油替代礦物油配制油基切削液是改善切削液綠色特性的重要途徑之一匆罗。與礦物油不同，植物油屬可再生資源，可完全自然降解记辖，對(duì)人和自然環(huán)境無(wú)危害性特血。雖然植物油在切削液中的應(yīng)用受到氧化、水解性能不穩(wěn)定秀彤、易老化等缺點(diǎn)的制約猜著，但由于其揮發(fā)性低，加入一定添加劑(如抗氧化劑等)后能較好滿(mǎn)足加工要求笙吠，因此具有廣闊的應(yīng)用前景禀锋。此外，還可采用酯類(lèi)油替代礦物油轴座。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的各種酯類(lèi)油的生物降解率已可達(dá)90%~100%其缺點(diǎn)是成本較高禀综。研制可完全降解、價(jià)格低廉的酯類(lèi)油產(chǎn)品已成為各國(guó)研究開(kāi)發(fā)綠色切削液的重要內(nèi)容苔严。
   • 研究開(kāi)發(fā)新型切削液添加劑
     開(kāi)發(fā)新型添加劑是提高切削液質(zhì)量和綠色水平的有效途徑定枷。為了增強(qiáng)切削液的環(huán)境友好性，面向綠色制造的切削液系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)應(yīng)用以下幾種高效無(wú)毒添加劑：①硼酸酯類(lèi)添加劑：有機(jī)硼酸酯作為新型減摩抗磨添加劑已受到廣泛重視届氢。硼酸酯易于合成欠窒，大部分硼酸酯均由帶羥基的物質(zhì)(如醇)與硼化劑(如硼酸)反應(yīng)生成，目前關(guān)于水溶性硼酸酯合成技術(shù)的研究已取得一定進(jìn)展退子，通過(guò)在硼酸酯中引入硫岖妄、氮，可生成含硫硼酸酯和含氮硼酸酯寂祥，并已證實(shí)硼酸酯是一種多功能環(huán)保型添加劑荐虐。②鉬酸鹽系緩蝕劑：鉬酸鹽屬陽(yáng)性緩蝕劑，添加到切削液中可在加工金屬表面生成Fe-MoO₄-Fe₂O₃鈍化膜丸凭，使工件獲得良好的緩蝕效果福扬。通常認(rèn)為鉬酸鹽是一種無(wú)毒、無(wú)污染的防銹劑惜犀，但其價(jià)格昂貴铛碑，影響了進(jìn)一步推廣應(yīng)用。通過(guò)研究鉬酸鹽與其它有機(jī)饥猴、無(wú)機(jī)緩蝕劑配伍使用的協(xié)同效應(yīng)倔晚，已合成出一種由鉬酸鹽街粟、硼酸鹽屉胳、有機(jī)胺等組成的高效、價(jià)廉的防銹絡(luò)合物稍圾。此外履剔，鉬酸鹽還能提高切削液的極壓抗磨性能。③新型防腐殺菌劑：切削液本身具有細(xì)菌等微生物滋生繁衍的條件，容易腐敗變質(zhì)轨来。通過(guò)添加防腐殺菌劑可抑制細(xì)菌肢抚、霉菌等的滋生，殺滅切削液中已存在的細(xì)菌基霞，以延長(zhǎng)切削液的使用壽命别主。新型防腐殺菌劑應(yīng)具有高效、價(jià)廉阎瘩、無(wú)污染等綠色特性色罚。
3. 開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)切削液的替代品
   氮?dú)馐谴髿庵泻孔疃嗟某煞郑旱鳛橹蒲豕I(yè)的副產(chǎn)品账劲，資源豐富戳护。以液氮作為切削液，使用后直接揮發(fā)為氮?dú)夥祷卮髿庵衅俳梗粫?huì)產(chǎn)生任何污染物腌且，從環(huán)保角度看，是一種極有發(fā)展前途的切削液替代品榛瓮。液氮冷卻方法之一是將液氮作為切削液直接噴射于切削區(qū)铺董。
   除上述研究課題外，還應(yīng)進(jìn)一步研究廢液的回收利用和無(wú)害化處理技術(shù)禀晓，加強(qiáng)實(shí)用化技術(shù)柄粹、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)以及適用范圍等方面的研究。

3 應(yīng)用實(shí)例

4 結(jié)語(yǔ)