准干式切削技术及其应用
先进制造技术之干切削加工
先进制造技术之干切削加工摘要：介绍了干切削加工的概念、产生的背景；阐述了干切削加工的一些关键技术以及应用等。
关键词：概念、背景、关键技术、应用干切削技术是对传统生产方式一个重大创新，是一种崭新清洁制造技术。
干切削加工技术是一种加工过程不用或微量使用切削液的加工技术，一种对环境污染源头进行控制的清洁环保制造工艺。
它作为一种新型绿色制造技术，不仅环境污染小，而且可以省去与切削液有关装置，简化生产系统，能大幅度降低产品生产成本，同时形成的切屑干净清洁，便于回收处理。
干切削已成为目前绿色制造工艺研究的一个热点，并已经得到了成功应用[1]。
一、干切削加工的概念及特点干切削就是在加工过程中不用任何切削液的工艺方法。
由于不用切削液，因而干切削可以完全消除切削液带来的一系列负面效应。
干切削具有以下特点：1)形成的切屑于净清洁无污染，易于回收和处理。
2)省去与切削液有关的传输、回收、过滤等装置及费用，简化了生产及处理系统，节约了生产成本。
3)不产生环境污染，也不产生与切削液有关的安全及质量事故[2]。
4)加工质量高，由于干切削没有冷却液对工件的急冷,工件没有微淬火现象,不会产生表面微裂纹，同时加工后的工件不会因存在残留切削液而形成腐蚀锈斑,因此提高了工件表面质量。
5)延长刀具寿命，通常认为，由于切削液的冷却与润滑作用，对提高刀具使用寿命有利。
但美国密歇根技术大学进行的比较性切削试验表明,在一定的切削速度(尤其在较高速度)下,湿式切削由于冷却液加注过程中的不连续性与冷却程度的不均匀性,使刀具产生不规则的冷、热交替变化,容易使刀头产生裂纹,进而引起刀具破损,反而降低了刀具的使用寿命。
而用于干切削的刀具经过特殊处理,降低了切削热的产生,耐热性也比普通刀具好,故有较理想的使用寿命。
6)高效率，由于干切削自身的特点,为了减小切削热的产生,并将切削热及时带走,延长刀具使用寿命,在机床及刀具满足条件的状况下,多采用提高切削速度的方法,从而提高了加工效率[3]。
摘要：干式切削是一种绿色制造工艺技术
摘要：干式切削是一种绿色制造工艺技术，它已成为金属切削加工发展的趋势之一。
文中分析了干式切削加工对刀具的要求，讨论了刀具材料的选择并结合实例分析了干式切削技术在铣削中的应用。
1、前言现今大部分的金属切削加工是以使用切削液的湿式方式进行的。
切削液具有冷却、润滑、清洗、排屑、防锈等功能，对延长刀具使用寿命，保证加工质量起着重要的作用。
但是近几年随着人类社会对环境保护的日益重视，人们开始关注切削液所带来的一系列负作用。
一方面，切削液的广泛使用需消耗大量的能源和资源，增加加工成本。
据德国许多公司统计计算的资料表明，使用冷却液费用占总制造成本的16%，而切削刀具消耗的费用只占成本的3～4%。
另一方面，切削液对环境的污染较为严重，甚至危害工人健康。
为使金属切削加工尽可能少地产生污染，人们提出了“清洁化生产”这一概念。
干切削是消除切削液污染，降低产品成本，实现清洁化生产的最有效的途径。
要实现干式切削，必须合理选择刀具材料，设计合理的刀具几何参数。
干式切削技术已成为金属切削加工发展的趋势之一。
近年来，它在车削和铣削中的应用已日益普遍，在钻削、镗削和滚齿方面也取得了重大的突破。
本文结合工作实际，仅就干式切削技术在不锈钢铣削中的应用进行论述。
2、干式切削加工对刀具的要求切削刀具的性能取决于刀具材料和刀具结构及几何参数。
不同加工方法对刀具的设计侧重点有所不同。
对于干式切削加工刀具必须具备下述性能：(1)刀具应具有较高的耐热性和良好的耐磨性。
(2)切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小。
(3)刀具形状要保证排屑流畅和易于散热。
(4)刀具应具有更高的强度和耐冲击韧性。
在实际生产中，应根据工件材料的物理、力学性能和工序特点，合理选用刀具材料、涂层，优化刀具结构和几何参数，并注意刀具材料与工件材料的匹配，才能设计和制造出适用于干式切削的刀具。
1)干式切削加工的刀具材料干式切削时刀具材料最重要的是必须具各高的红硬性和高的耐冲击性。
干式切削刀具及其在加工轧辊中的应用
干式切削刀具及其在加工轧辊中的应用前言淬硬轧辊的最后加工过去常由磨削加工来完成，而磨削加工不仅效率低，而且所使用的切削液会给环境带来污染，并影响操的身体健康，因此，采纳干式切削刀具对淬硬轧辊的硬态干式切削加工已成为目前讨论与应用的热点。
淬硬轧辊的干式切削加工实现了以车代磨，加工效率提高了5～10倍，并可避开环境污染，是一种高效、干净的工艺方法，符合绿色制造、清洁生产模式，具有广泛的应用前景。
一.干式切削淬硬轧辊刀具1.刀具材料及其选用a.陶瓷材料陶瓷刀具具有高硬度（HRA91～95）、高强度（抗弯强度为750～1000MPa）、耐磨性好、化学稳定性好、良好的抗粘结性能、摩擦系数低且价格低廉等优点。
陶瓷刀具还具有很高的高温硬度，1,200℃时硬度达到HRA80。
正常使用时，陶瓷刀具耐用度极高，车速可比硬质合金提高2～5倍，特别适合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，加工硬度可达HRC65的各类淬硬钢和硬化铸铁等。
常用的有氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、金属陶瓷和晶须增韧陶瓷。
氧化铝基陶瓷刀具比硬质合金有更高的红硬性，高速切削状态下切削刃一般不会产生塑性变形，但它的强度和韧性很低，为改善其韧性，提高耐冲击性能，通常一方面可加入氧化锆或TiC和TiN的混合物，另一种方法是加入碳化硅晶须。
氮化硅基陶瓷除红硬性高以外，还具有良好的韧性，与氧化铝基陶瓷相比，它的缺点是在加工钢时易产生高温扩散，加剧刀具磨损，氮化硅基陶瓷重要应用于断续车削灰铸铁及铣削灰铸铁。
金属陶瓷是一种以碳化物为基体材料，其中TiC为重要的硬质相（0.5～2m），它们通过Co或Ti粘结剂结合起来，是一种与硬质合金相像的刀具，但它具有较低的亲和性、良好的摩擦性及较好的耐磨性。
它比常规硬质合金能承受更高的切削温度，但缺乏硬质合金的耐冲击性、重型加工时的韧性以及低速大进给时的强度。
近年来通过大量的讨论、改进和采纳新的制作工艺，陶瓷材料的抗弯强度和韧性均有了很大的提高，如日本三菱金属公司开发的新型金属陶瓷NX2525及瑞典山德维克公司开发的金属陶瓷刀片新品CT 系列和涂层金属陶瓷刀片系列，其晶粒组织的直径细小至1m以下，抗弯强度和耐磨性均远高于一般的金属陶瓷，大大拓宽了陶瓷材料的应用范围。
干式切削
干式与准干式切削技术目前绝大部分的金属切削加工是以使用切削液的湿式方式进行的。
切削液具有冷却、润滑、清洗和排屑等功能，对延长刀具使用寿命和保证加工质量起着重要的作用。
但是近年来，随着人们对环境保护的日益重视，切削液所带来的一系列负作用已受到关注。
一方面，切削液的广泛使用需消耗大量的能源和资源，增加加工成本，据德国一些公司的统计数据显示，冷却液费用占总制造成本的16%，而切削刀具消耗的费用只占成本的3%^-4%；另一方面，切削液对环境的污染较为严重，甚至危害操作人员的健康。
为此，越来越多的学者开始倡导“清洁生产”的理念。
干式切削是消除切削液污染、降低产品成本、实现清洁生产的最有效途径。
实现干式切削的最大技术难题是刀具，它是使干式切削加工得以顺利进行的关键因素。
必须选择合理的刀具结构和刀具材料，设计合理的刀具几何参数，并采取相应的工艺措施。
干式切削技术己成为金属切削加工发展的趋势之一。
（1)干式切削加工对刀具材料的要求干式切削加工过程中，刀具要承受很大的压力，同时由于切削时产生的金属塑性变形，以及在无切削液的情况下刀具、切屑、工件相互接触表面间将产生更强烈的摩擦，使刀具切削刃上产生极高的温度并受到很大的应力作用，在这样的条件下，刀具将迅速磨损或破损。
因此，干式切削刀具必须具备以下性能：①具有较高的耐热性和良好的耐磨性；②具有更高的强度和耐冲击韧性；③切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小。
目前适用于干式切削的刀具材料有超细颗粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷及金属陶瓷、CBN及PCD等。
对硬质合金刀具来说，表面涂层是提高其性能的最有效措施。
涂层在切削过程中的作用如同在刀具与切屑／工件之间增加了力和热的隔离层，可有效地阻止将热量传递到刀具基体上。
另外，MOS2等“软”涂层可有效降低刀具表面的摩擦系数。
近年来开发成功的纳米涂层技术，将数百层具有软、硬不同特性的涂层复合叠加，总厚度仅为2^-5卿，既使刀具的硬度和韧性显著增加，又使其具有优异的抗摩擦、抗磨损和自润滑性能，非常适合干式切削。
干式切削技术在铣削加工中的应用
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朱从容 王 ， 魄 （． １ 浙江海 洋学 院 工程 学院 ， 浙江 舟 山 ３ ６ ０ ； ． １０ ４ ２山高刀具有 限公 司 ， 海 ２ ０ ３ 上 ０ ３ ６） 摘 要 ： 式切 削是一 种绿 色制造 工 艺技术 ， 已成为金属切 削加 工发展 的趋势之一 。文 中分析 了干式切 削加 干 它 工对 刀具 的要 求 ， 讨论 了刀具材料 的选择 ， 并结合 实例 分析 了干式切 削技 术在 铣 削 中的应 用。
切 削刀具 的性 能取决 于 刀具材 料和 刀具结构及 几
何参数 。不 同加工方法 对刀具 的设计 侧重点有所 不 同。
已取得 了很大 的成就 ，上 面所提 到的几个 典型 的谐波
ห้องสมุดไป่ตู้
［ ２］ 沈允文 ， 刘更 ， 王风 才 皆 波齿轮传 动柔轮的固有振动 分析 ［ ］ Ｊ．
齿 轮 ，９ ９ １ （ ． １ ８ ，３ ３）
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干式切削在生产中的应用
近年来，许多发达国家在工厂 条件允许的情况下正积极地采用干
式切削加 工技术 ，以达到 减少切削
（ ）增加 了冷却废物处理的 ２
费用。 （ ）湿式 废 屑在利 用前 先要 ３
的混合而导致界 面活性剂的恶化 ，
来源之一，其中传统加工所使用的 切削液给环境造成了严重的污染。 随着人们对环境保护的 日益重视， 尤其是环境保护法规的严格实施， 对制造业产生的环境污染提出了更 高的要求 。一种能减少对环境污 染、节约资源和能源的绿色制造技
术— 干切 削加 工技 术 ，越来越受
在干式切削加工中， 选择了润滑、冷却和排屑性能优 良的半干式切削
加工 ，雾状切 削剂供给方式 把外部 混合 内部供给 方式作为 研究 开发的主要 内容 。外部 混合 方式可供给 的喷 雾量少 ，但作为技 术核心 的喷雾 生成部分 开发的 自由度大 ，主轴 内部 结构不 需做大 的改动 ，因此 ，可在所有 制造厂 家生产 的设备上 采用 。
管路的阻力而使切削液泵的规格减 小和无液压化等。通常情况下，工
作 中即使泵 的额定 功率很小 ， 它 但 消耗的功率一般也 都很大 ，特 别是
所以油水分离等都是可控制的有利
一
面；同时也应充分注意对设备的
不利影响 （ 如滑动部分润滑液被洗
掉 及泄 漏对 电气系 统 的影 响） 和废
水可处理性 。
量 的 切 削 热 量 带 走 。 图４ 德 国 为
（）刀具材料 干式加工时，切 削材料最重要的要素是耐高温性。 ２
如果必须用大的前角的话，高硬度也是必须的。目前，适用于干式加工的
绿色制造
绿色制造摘要：简述绿色制造的内涵，如何评价绿色产品和绿色材料，举例说明绿色包装设计的若干要点。
简述绿色干切削技术及应用关键词：绿色制造，绿色产品，绿色材料，绿色包装设计1、绿色制造内涵绿色制造（Green Manufacturing），又称环境意识制造(Environmentally Conscious Manufacturing)、面向环境的制造(Manufacturing For Environment,MFE)。
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目的是使得产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的损害最小，对资源的利用效率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。
绿色制造也可简单地表述为：用绿色材料、绿色能源，经过绿色的生产过程（绿色设计、绿色工艺技术、绿色生产设备、绿色包装、绿色管理等），最终生产出绿色产品。
有关绿色制造概念，以下几个方面值得关注：（1）绿色制造涉及产品的全生命周期。
产品全周期包括了从原材料制备到产品报废后的回收处理及再利用的全过程。
如图3-1所示。
从地球环境（土地、空气和海洋）中提取材料，加工制造成产品，并流通给消费者使用，产品报废后经拆卸、回收和再循环将资源重新利用。
在产品整个生命周期过程中，不断地从外界吸收能源和资源，排放各种废弃物质。
（2）绿色制造主要涉及两个问题：环境影响问题和资源优化问题。
这两个问题与制造本身相互交叉和影响。
在满足社会效益和经济效益的同时，最终实现节约资源能源和环境保护的绿色制造目标。
（3）绿色制造不仅涉及制造科学问题，还涉及环境科学和管理科学领域的问题。
（4）绿色制造必须与市场需求、经济发展相适应。
随着相关科学技术的发展，绿色制造的目标、内容会产生相应的变化和提高，也会不断地走向完善。
绿色制造涉及的内容包括：绿色设计、绿色材料、绿色制造工艺和绿色处理。
其中，绿色设计是关键。
绿色设计在很大程度上决定了产品整个生命周期的绿色性。
干式切削在齿轮加工中的作用
干式切削在齿轮加工中的作用干式切削在齿轮加工中的作用，关键在于找到一种代替冷却和润滑的方法。
目前，比较成功的干式切削法有两种：高速干式切削和低温冷风切削。
一、高速干式切削与低温冷风切削高速干式切削法该加工方法是在无冷却、润滑油剂的作用下，采纳很高的切削速度进行切削加工。
干式切削必需选用适当的切削条件。
首先，采纳很高的切削速度，尽量缩短刀具与工件间的接触时间，再用压缩空气或其他仿佛的方法移去切屑，以掌控工作区域的温度。
随着数控技术的广泛使用，机床刚性和动态性能不断提高，提高机床的切削速度并非难事。
实践证明，当切削参数设置正确时，切削产生的热量80%可被切屑带走。
高速干式切削法对刀具有严格的要求：①刀具应具有优异的耐高温性能，可在无切削液条件下工作。
新型硬质合金、聚晶陶瓷和CBN等切削材料是干式切削刀具的首选材料；②切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小（最有效的方法是刀具表面涂层），并辅以排屑良好的刀具结构，削减热量聚积；③干式切削刀具还应具有比湿式切削刀具更高的强度和抗冲击韧性。
低温冷风切削该切削方法是一种用—10～—100℃的冷风和特别微量的植物油代替冷却和润滑油剂冷却的加工方法。
它由日本明治大学的横川和彦等最早提出。
讨论发觉，在金属切削加工过程中，假如只给加工点供给特别微量、润滑效果良好且未氧化的植物油，加工点就会因高温而失去润滑性。
若给加工点供给冷风（—10～—100℃），就可以防止加工点的高温化，避开上述情况发生。
冷风切削时切削性能大大提高。
试验表明，冷风切削、磨削在性能方面比油剂切削、磨削提高了2倍以上。
有、无植物油切削剂与冷风时的切削性能对比情况。
可以看出，仅使用冷风切削就比使用植物的效果好，而冷风与微量植物油一起使用时，刀具的切削性能进一步加强。
试验时的切削条件：工件直径：f92～f98mm，切削速度：45.1～48.0m/min，进给：0.5mm，切削刀具：刀尖半径R0.4，相当于SKH4高速钢，不重磨刀片。
干式和准干式电火花加工技术及应用
介质 为碳氢 化合 物油类 ， 电阻 率 、 其 粘度 、 密度 、 面 表
张力 等性能 都符合 电火花加工 的要 求 。但也存 在 容 易着 火 ； 对人 体和 环境 有污染 等缺点 … 。
水 基 工作 液 在 电火 花 线切 割 加工 中应用 广 泛 ， 在某 些 成形 加工 中 也 有 所 应 用 。 同 油类 工作 液 相
摘要 ：干式和 准干式 电火花 加工 分别采 用 气体和 雾作 为放 电介质 ， 液 中放 电加 工相 比 ， 与 具有 放 电能量 和加 工 间隙小 、 对环 境和操 作 者无 污染 、 火灾 隐患等优 点 。介 绍 了干 式及 准 干式 电火花 无 加 工技 术 的发 展 和应 用 ， 包括 干式 成形铣 削、 干式 线切 割加 工、 中抛 光 、 声振 动 辅 助 干 式加 工 、 气 超
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ｓ ｎ ｃ ｖｂ ａ ｉ ｎ ａ ｏ ｉ ｉｒ ｔｏ ｎｄ ＥＤＭ ｌｉ ｇ ａ ｄ ｄ ｉ ｉ ｇ ｉ ｓ ｒ ｕ ｍａ ｉｅ ｍｉ ｎ ｎ ｒｌ ｎ ｎ ｍｉｔａ ｅ ｓ ｍ ｌ ｌ ｒｚ ｄ．Ｔｈ ｕ ｈ ｒ ｒ ｏ ｆｐ ｏ ｏ ｇｈ ｔ ｅ ｅａ ｅａ ｌ ｔｏ ｒ ｂ— ｌｍ ｓｔ ｌ ｅ ｅ ｏ ｂｅｓ ｖ ｄ．ｔ ｙ ａ ｅ ｓｉ ｒ ｍｉｉｇ ｍａ ｈｉ ｉ ｇ ａ ｐ ｏ ｃ ｓ ｏ ｈｅ ｒ ｔｌ ｐ ｏ ｓｎ ｃ ｎ ｎ ｐ ｒ ａ ｈｅ ． ｌ
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一种可编程控制的准干式切削系统设计
工装设计一种可编程控制的准干式切削系统设计赵金宇（沈阳机床股份有限公司，辽宁 沈阳 110142）摘 要：研究设计一种可通过数控编程进行控制的准干式切削系统，用以适应机械加工过程中复杂多变的工况，提高安全系数，实 现降本增效。
关键词：可编程控制；准干式切削；降本增效引言 准干式切削又称半干式切削，相较于传统的干式和湿 式切削，准干式切削技术具有相对良好的冷却、润滑、排屑以及 低环境污染等综合性能，受到了机械加工行业的重点关注，是普 遍应用于高速、高性能切削的主要冷却润滑方式之一[1]。
而目前 国内市场上应用准干式切削技术并的产品不完善，由于受限于机 床结构，准干式切削技术始终难以完全融入机床结构，另外机床 在加工过程中刀具的更换，工件形状的变化需要频繁停机调整油 雾的喷射位置，不仅影响加工效率，而且加重了安全风险，另外 油气混合装置不能根据实际使用情况需要随时调整输出压力、混 合浓度等量化指标，造成一定程度的浪费。
本文将通过研究设计 一种通过可编程控制的准干式切削系统，尝试解决上述问题。
1、准干式切削系统的总体设计思路设计准干式切削系统主要考虑到装置结构以及在适配机床上 的的布局问题。
本文适配机床选择沈阳机床 i5M1.4 立式加工中心 （主轴箱行程 300mm，斗笠式刀库）。
本系统总体设计上应符合结 构简单、使用方便、体积小、不妨碍原有机床功能的原则，这些 都是决定本系统综合性能好坏的关键因素。
因此，最终的结构与 布局需要多次设计与修改，利用强大的 CAE 三维软件可以进行精 确的设计与验证，本文主要利用 Solidworks 软件进行部件的三维设 计并通过制作产品实物的方式进行验证。
准干式切削技术有以下优点：（1）行成的切屑，干净、清洁、 无污染、易于回收和处理（2）省去了原有切削液有关的装置费用， 简化生产设备节约成本。
（3）减少能源损耗、减少废液处理费用。
（4）选取的润滑油无毒，对环境污染较低[2]。
准干切削技术及其应用
［ $］
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准干切削技术
介于湿式切削与干式切削之间的加工技术称为准
［ S］ 干切削技术 （ 7:/@ A@F 9/;<.7.78） 。其工作机理是在
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干切削的关键技术及其应用【范本模板】
摘要随着当前社会对环境保护的要求越来越高，传统的盲目追求高效率的粗放型生产方式已经不能满足工业生产需要，而提倡最大限度的利用和减少废弃物的集约型绿色生产方式引起了人们的关注。
干切削加工作为绿色制造实施的具体体现，目前已成为了切削加工领域的研究热点之一。
干切削加工过程中,避免了切削液的使用。
在生产安全上看,减少了对工人身体的伤害，并且在食品、医药器械加工方面具有极大优势;从效益上看，大大降低了处理切削液所带来的成本。
干切削加工与普通加工的区别并不是仅仅减少或杜绝了切削液的使用.在普通切削过程中,切削液起到了润滑、冷却、排屑的作用；而在干切削过程中，由于缺少了切削液的辅助作用，切削力、切削热会大量增加，切削区温度急剧上升,刀具磨损和机床变形加剧；同时，工件加工质量变差.要使干切削在规定的时间达到与湿加工相当、甚至超过湿加工的质量和刀具耐用度，就必须对刀具技术、机床技术和加工工艺有更高的要求。
关键词:干切削加工刀具技术机床技术加工工艺目录一、研究现状 (2)二、刀具技术 (2)2.1 刀具材料 (3)2.2 刀具涂层 (4)2.2.1涂层介绍 (4)2.2.2涂层对刀具的影响 (4)2.2.3涂层对加工表面质量的影响 (5)2.3刀具结构 (5)2.3.1刀具结构设计准则 (5)2.3.2刀具机构优化的应用 (6)三、机床技术 (7)3.1干切削对机床的要求 (7)3.2干切削机床机构设计 (7)3.2.1干切削机床支撑件的设计 (7)3.2.3主轴的设计 (7)3.2.4排屑机构的设计 (8)四、工艺技术 (8)五、总结 (8)参考文献 (9)一、研究现状在目前的加工制造过程中，传统的湿切削仍然是主流加工方式。
不仅切削液给周围环境带来不利影响,而且对切削液的处理所带来的成本大大高于刀具成本,而这正是人们在成本计算中容易忽略的。
据美国企业统计，目前，采购、管理、处理切削液的费用已达成本的14％16％,而刀具费用只占成本的4%。
干式切削加工技术及其应用
干式切削加工技术及其应用随着环境意识在全球范围内的增强以及环保法规的要求越来越严格，传统加工方式中所用的切削液对环境的负面作用也越来越明显。
与此同时，对环境无污染的绿色制造被越来越多的国家和企业所认可，被称为是可持续发展的现代制造业模式。
干式切削加工由于不使用冷却液，可获得洁净、无污染的切屑，省去了大量处理费用，为用户降低了不少成本。
在这样的历史背景下，干式切削技术就产生了，并从上世纪九十年代中期以来迅速发展，是先进制造技术的一个比较前沿性的研究课题。
一绿色制造的定义近年来,由于严峻的资源和环境形势，产生了绿色制造的概念。
所谓的绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,是一个面向环境的复杂的制造系统工程,它把制造过程中涉及到的每一个环节、每一个因素都与对环境的影响和资源的利用紧密结合起来。
绿色制造的目标是使得产品从设计、制造、使用到报废、回收、处理的全产品生命周期中,对环境的负面影响达到最小、资源效率最高、能源消耗最低,实现经济效益和社会效益的协调和优化。
据统计,造成全球环境污染的70%以上排放物来自制造业,它们每年约产生55亿吨无害废物和7亿吨有害废物。
因此，绿色制造作为一种新型的制造模式,适应了时代的发展要求，是现代制造业未来的发展方向。
干式切削加工在传统的机械加工方法中，采用了无液切削模式，减少了对环境的污染、节约了大量资源，是绿色制造理念在传统机械加工领域中的一种具体可实践的应用。
二干式切削加工特点（1）切屑干净清洁无污染，易于回收和处理（2）省去了切削液传输，回收，过滤等装置及相应的费用，简化了生产系统，降低了生产成本（3）省去了切削液与切屑的分离装置及相应的电气设备。
机床结构紧凑，减少占地面积（4）不会产生环境污染（5）不会产生与切削液有关的安全事故及质量事故。
三干式切削实施条件1. 干式切削的刀具技术（1）刀具应具有优异的耐热性能(高温硬度)与耐磨性能（2）尽量减小刀具与切屑间的摩擦系数（3）减少对切削液排屑作用的依赖2. 干式切削的机床技术切削热传出和切屑、尘埃的排出要迅速。
干切削加工
干切削加工技术的发展与应用孙宇机092 0910012052环境保护是人类生存生产持续发展及高质量生产的需要，工业生产对环境的污染和破坏主要体现在生产过程，产品的运行过程产生的废弃物的排放及能源，原材料和其它资源的不合理消耗等方面，消除或减少工业生产对环境污染的根本出路在于推广应用清洁制造工艺技术，为此我们必须仔细分析生产过程的每一要素，改进传统工艺或开发新型替代工艺。
对切削过程的研究表明;切削液传统的冷却，润滑，排屑等作用在加工过程中得不到充分而有效的发挥，因此，人们试图不用或少用切削液来改变这种状况，以适应清洁生产工艺及减小生产成本的要求。
干切削加工技术就是这样的一种方法，它能较好地解决生存环境，技术与经济之间的协调关系并促进加工技术的持续发展。
1.干切削技术的内涵干切削加工已不是新名词了。
早已为人们所熟知"干切削加工是金切领域近年来发展起来的一项关键技术" 所谓干切削并不是真正意义上的干切削，而是相对于传统的切削加工中用大量冷却润滑液的所谓湿式加工而言的" 干切削过程中取消了传统的冷却润滑液，而改用油雾冷却润滑。
消耗的润滑剂很少" 因此，干切削也叫少量润滑剂加工法，即MMS加工。
例如德国公司加工铝制变速箱壳体时，每个箱体用300L空气与1g油混合成油雾通过工作主轴供给刀具切削刃，达到冷却润滑的目的。
应用MMS加工法时要用专门的油雾发生器"。
2.干切削的特点a.由于不使用切削液，完全消除了切削液导致的一系列负面效应。
与湿切削相比，干切削具有以下优点：(1)形成的切屑干净、清洁、无污染，易于回收和处理；(2)省去了与切削液有关的传输、过滤、回收等装置及费用，简化了生产系统，节约了生产成本。
(3)节省了与切削液及切屑处理有关的费用；(4)不产生环境污染及与切削液有关的安全与质量事故。
由于具有这些优点，干切削已成为目前清洁制造工艺研究的热点之一，并在车、铣、钻、铰、镗削加工中得到了成功的应用。
准干式切削(NearDryMachining)和微量润滑系统(MQL)
准干式切削（Near Dry Machining）和微量润滑系统（MQL）定义，概念：干式切削：在金属切削加工应用过程中，不使用任何润滑剂和冷却液，直接将刀具与工件接触，进行切削加工。
干式切削因为没有润滑和冷却，产生大量冲击应力热和摩擦热，对刀具的损害比较大，加工工件的精度相对较低。
准干式切削：是相对干式切削和湿式切削而言的，是在切削刀具的切削刃上喷上一层润滑油，切削加工的时候，润滑油在刀具和工件间形成一层油膜，保护刀具和工件，避免热量产生，提高工件加工精度，特别是在精密加工中。
微量润滑系统：简单的说就是精密控制油量的喷油装置，通常分为外喷油和内喷油装置。
外喷油装置是润滑油和压缩空气分别独立调节，压缩空气在喷嘴出口处将润滑油通过高速气流吹向切削刀刃，实现润滑作用。
一喷雾冷却的机理切削液在金属切削中主要起两个作用，一是润滑作用；二是冷却作用。
切削液能否充分发挥有效的润滑作用，其渗透能力强弱是一个重要的因素。
常规的浇注式切削液在切削加工中的渗透以液体渗透和气体渗透两种方式进行：浇注的液体渗透效率较低，在高速切削时效率更低；气体渗透是由于浇注在切屑表面裂纹中的液体随着切削温度的上升发生汽化而向前刀面进行渗透的。
试验证明，常规切削液的渗透能力不强，能够被汽化的液体量很少，使润滑效果受到限制。
而喷雾冷却形成的两相流体，能够弥补切削液渗透能力的不足。
气液两相流体喷射到切削区时，有较高的速度，动能较大，因此渗透能力较强。
此外，在气液两相射流中微量液体的尺寸很小，遇到温度较高的金属极易汽化，可从多个方面向刀具前刀面渗透。
虽然射流中的液体量很少，但被汽化的部分则比连续浇注切削液时多，因而润滑效果较好。
在金属加工中切削热主要来源于金属的塑性变形，切削区的冷却过程就是固体与流体之间的传热过程。
由于流体与固体分子之间的吸引力和流体粘度作用，在固体表面就有一个流体滞流层，从而增加了热阻。
滞流层越厚，热阻越大，而滞流层的厚度主要取决于流体的流动性即粘度。
金属切削加工发展趋势之一——干式加工
引言进入90年代以后，工业发达国家的机械制造行业受到政府的环境立法和降低成本的双重压力。
因为环境问题和资源问题是当今和将来人类社会面临的主要问题，特别是环境问题对人类的危害越来越大，制造业是产生环境污染的主要根源。
如何使制造业尽可能少地产生污染，提出了“绿色制造”这一概念。
干式加工是未来金属切削加工发展趋势之一。
近年来，特别是工业发达国家，非常重视干式切削，为了贯彻环境保护政策，更是大力研究、开发和实施这种新型加工方法。
切削液在加工中对降低切削温度起了很好的作用，也有利于断屑和排屑，但同时也存在一些问题，冷却液的使用、存储、保洁和处理等都十分烦琐，且成本很高。
冷却液对环境和操作者身体健康的危害一致受到使用限制。
冷却液的处理是不经济的，引起了费用增加，这些费用常常被低估，因为它们包含在间接费用之中。
据美国企业的统计，在集中冷却加工系统中，冷却液占总成本的14~16%，刀具成本只占2~4%，见图1。
据测算，如果20%的切削加工采用干式加工，总的制造成本可降低1.6%。
因此，未来加工的方向是采用尽量少的润滑液，由于切削材料和涂层使得干加工在机械制造领域变为可能，对环境有利和降低制造总成本的方法：干式加工。
图1 冷却液所占费用比例一．干式加工刀具设计刀具设计时总是考虑几何形状、刀具材料和涂层之间的相互兼顾，不可能只通过选择合适的刀具材料来用于干加工；或者只用涂层方法使传统的刀具变成干加工刀具。
传统切削加工时，各种加工方式对刀具设计提出不同要求。
干加工刀具必须具备下列条件：耐热性、耐磨性的刀具材料λ切削和刀具之间的摩擦系数要尽可能小λ刀具形状保证排屑流畅，易于散热λ高的强度和冲击韧性λ因此，干式加工刀具设计必须考虑如下三个方面：1.1 几何形状去热是干加工的基本问题。
刀具设计时要考虑使得刚开始加工产生热的可能性要小，它们必须：切削力小λ摩擦小λ深孔加工刀具附加问题是很难将切屑排出，因此刀具设计必须保证：好的切屑排出效应。
干式和准干式电火花加工技术及应用
Developments and Applications of Dry-EDM and Quasi-Dry-EDM
Xia Yonggao , Gu Lin ,Z hao Wansheng (Shanghai Jiaotong Universi ty , Shanghai 200240 , China ) Abstract :Dry-EDM and quasi-dry-EDM take g as and mist as dielect ric respectively , so there is no risk of fire , and it' s envi ronmentally friendly .Developments and applications of dry-EDM and quasi-dry-EDM , including dry-EDM milling , dry-WEDM , dry-EDM polishing , dry-EDM wi th ultrasonic vibration and EDM milling and drilling in mist are summarized .T hough there are a lot of problems to be solved , they are still promising machining approaches . Key words:EDM ;g as dielect ric ;WEDM ;polishing ;ultrasonic ;mist
电火花加工通常以电介质液体作为工作介质 , 其作用有 :①消电离 ;②使电蚀产物较易从放电间隙 中排除 ;③冷却电极和工件 ;④压缩放电通道 , 增加 等离子体的爆炸力 。 电火花成形加工最常用的放电 介质为碳氢化合物油类 , 其电阻率 、粘度 、密度 、表面 张力等性能都符合电火花加工的要求 。 但也存在容 易着火 ;对人体和环境有污染等缺点[ 1] 。
干式切削的原理
干式切削的原理干式切削是一种无液体润滑的切削方法，它利用高速旋转的切削工具与工件之间的接触引发切屑的形成，从而将工件上的材料切割、磨削或削齿成所需的形状。
相比传统切削方法，干式切削具有许多优点，如无需冷却润滑剂、节约成本、环保等，因此在许多领域中被广泛应用。
干式切削的原理可以从以下几个方面来介绍：1. 切削力原理：在干式切削中，切削工具的切削刃与工件表面形成切削区域，这个区域内的材料在切削力的作用下发生剪切、压缩、摩擦等力的变化。
切削力由切削刃的形状、材料的物性、切削速度、进给速度等因素决定。
切削力的大小直接影响切削质量和切削工具的寿命。
2. 切削温度原理：在干式切削中，由于没有润滑剂的冷却作用，切削过程中产生大量的摩擦热量，导致切削区域温度升高。
切削温度对切削质量和切削工具寿命有重要影响。
高温会导致刀具磨损过快，甚至导致变形和破裂。
因此，降低切削温度是干式切削中需要解决的一个关键问题。
3. 切削润滑原理：虽然干式切削中没有液态润滑剂，但仍然需要在切削区域中形成一种润滑膜来降低切削力和切削温度。
通常采用的方法是使用涂料、润滑脂、润滑膜等材料来减少切削区域的摩擦阻力，形成一层薄薄的润滑层，从而降低切削力和切削温度，提高切削质量和切削工具寿命。
干式切削的优点主要有以下几个方面：1. 节约成本：相比液冷切削，不需要液体润滑剂，可以节约采购和处理液冷润滑剂的成本。
此外，也不需要建设和维护冷却润滑系统，节约了成本和维护工作量。
2. 环保：干式切削不产生废弃液体润滑剂，减少了对环境的污染。
同时，由于不需要水源供应和处理废水，也节约了水资源和处理成本。
3. 便于加工：干式切削没有液体润滑剂的阻碍，便于工件表面的观察和检测。
对于某些材料而言，干式切削也可以获得更高的表面质量。
4. 适用范围广：干式切削适用于多种材料的加工，包括金属、塑料、陶瓷等。
由于不受液体润滑剂对材料的适应性限制，因此具有广泛的应用领域。
干式切削的缺点也存在，主要包括以下几个方面：1. 切削力大：干式切削由于缺乏润滑剂的冷却效果，切削力会相对较大。
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１ 准干式切 削技 术介绍
准 干 式 切 削 是 相 对 干 式 切 削 和 湿 式 切 削 而 言
极大地降低了切削油的消耗 ， 对员工的作业环境和身 心健康也有很大的好处 。
２ 准干式切 削技术在齿轮Ｊ ｊ ｎ － ｒ 中的应用
基 于准 干式 切 削技 术 能很 好 地 解 决 目前 企 业 制
中图分类号 ： Ｔ Ｇ５ ０ ６
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ — ０ １ ４ ９ — ０ ２
改革 开放 以来 ，我 国制造 业 的高速发展 带来 了 中
Байду номын сангаас
实 验研 究表 明 ， 在 采用 准 干式技 术 加工 钢件 的切
１ ４ ９
造上存在 的问题 ， 经研究讨论决定 ， 在本公司外环齿 轮 滚齿 加工 上应 用 准 干式切 削 技术 。 从外环齿轮滚齿湿式加工统计数据 （ 表１ 和表 ２ ） 分析可见 ： 外环齿 轮湿式 加工单件 的切削油成本 和刀具成本分别为 １ ． ０ ５ 元／ 件和 ２ ． ８ ３ 元／ 件 ，合计达 到３ ． ８ ３元／ 件 。新 滚 刀一 次 可 加 工 １ ６ ０件 ， 每 次 复磨
表 １ 传统滚齿加工单件切 削油 费用和７ Ｊ 具成 本
序 号 类 别 周 期 使 用 量 单 价 总 费 用
盖 集
收稿 日期 ： ２ ｏ １ ５ — ０ ５ — ０ ５ 作者简 介 ： 朱永军 （ １ ９ ８ ０ － ） ， 男， 湖南 省张家界人 ， 助理工程师 ， 大学本科 ， 工科学士学位 。研究方 向： 机械制造 。
国现代物质文明， 企业发展创造新高 ， 产品质量不断提 削实验时 ，在油雾润滑状态下 ，大大减小了切削力 ， 升， 人们生活水平不断提高。但是 同时也导致了资源、 减少了后刀面磨损 ， 改善了已加工表面质量 ， 避免 了 能源、 环境生态以及可持续发展等多方面的问题 ， 产品 切 削 中 的集 中热应 力 ，减小 了毛刺 重 量 和长 度 ， 极 大 成 本不能 满足企业 快速 发展 的需 要 。 作 为制造企业 ， 机 地 提 高 了刀具 的寿命 。它最 大特 点就 是能产 生 毫 、微 械 加工 能否绿 色化 ， 能 否进一 步降低成 本 ， 对 于企 业实 米级 气雾 ，这就 使 得微 粒 能更 容 易进 人 到切 削 区域 ， 现绿色制造 ，清洁生产和可持续发展起着举足轻重的 润滑冷却效果更 明显。 采用准干式切削技术除了能极 作 用 。准干式 切削技术 能很好 地解决 机械加 工绿 色化 大地提高刀具寿命 ， 降低刀具成本外 ， 由于切削切削 加 工制造 要求 ， 能进一 步降低企 业 的生产成本 。 过程 不 产 生 油 烟 ， 零件 上 基 本 不带 有 切 削 油 ， 这 样 也
《 装备制造技术） ） ２ ｏ １ ５ 年第 ８ 期
准 干 式 切 削技 术及 其 应 用
朱永军
（ 广 西柳 工机 械 股份 有 限公 司 ， 柳 工 柳 州传 动件 有 限公 司变 速箱 厂 ， 广西
摘
柳州
５ ４ ５ ０ ０ ７ ）
要： 在 传统加 工方法 中， 刀具成本和切 削液的相关 费用 占加 工总成本 的比例很 高， 且 对环境 的污 染及 对人体的伤 害
独立调节 ，压缩空气在喷嘴 出口处将润滑油通过高 后 仅能 加工 ６ Ｏ件 ， 每把 刀仅 能 加工 ｔ ０ ６ ０件 。 从 分 析 速 气 流吹 向切 削 刀刃 ， 实 现润 滑作 用 。如 图 １ 所示 。 数据来看 ， 湿式加工成本依然处 于高位 。
＿ ＿ ！
图 １ 微 量 润 滑 系统
更 为严 重 。因此 ， 不 使 用切 削液 的干 式切 削加 工 或使 用 微 量 切 削液 的 准 干 式 切 削加 工是 企 业 制 造 发展 的 重 要 方 向 。详 细
阐述 了准 干 式切 削 在 齿 轮 加 工 应 用的 关键 技 术 ， 为 齿 轮 加 工企 业 提 供 了较 好 的 方 法 和 指 导 。 关键词 ： 绿 色制 造 ； 准干式切 削； 微 量润滑 ； 齿轮 加 工
的， 是 在 切 削 刀具 的切 削 刃上 喷 上 一层 润 滑 油 （ 降低 切 削 油 的使 用 量 ） ， 切 削 加 工 的时 候 ， 润 滑 油 在 刀具 和 工 件 间形 成 一 层 油膜 ， 保 护刀 具 和工 件 ， 避 免 热量
产生 ， 提高工件加工精度 ， 提高刀具使用寿命 。 而在切削刀具 的切削刃上喷上一层润滑油是通 过 微 量 润滑 系 统 来 实现 的 ，微量 润 滑 系 统 简 单 的说 就 是 精 密控 制 油 量 的 喷油 装 置 ，通 常分 为外 喷 油 和 内喷 油 装 置 。外 喷 油装 置 是 润 滑 油 和压 缩 空 气 分别