第二章 干切削加工工艺技术
干切削的原理及其应用
干切削的原理及其应用1. 引言干切削是一种常见的金属加工方法，广泛应用于工业生产和制造领域。
本文将介绍干切削的原理以及其在实际应用中的相关技术和优势。
2. 原理干切削是通过将刀具直接应用于金属工件表面，通过摩擦和切削力来移除材料的加工方法。
其主要原理包括以下几个方面：•摩擦力：当刀具与工件表面接触时，由于两者之间的接触面积较小，会产生较大的局部摩擦力。
这种摩擦力将刀具推进并产生切削力。
•切削力：切削力是干切削中最重要的力之一。
它是指刀具在切削过程中对工件施加的力，使刀具能够切削和去除材料。
•热量产生：在干切削过程中，由于摩擦和变形导致能量转化，部分能量会转化为热能。
这些热量会导致材料表面温度升高，可能会影响切削质量和工件表面精度。
3. 应用干切削方法在各个行业和领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 金属加工干切削在金属加工领域中被广泛采用。
它可应用于各种金属材料的加工，如钢铁、铜、铝等。
干切削具有高效、精密和灵活的特点，能够满足各种复杂形状和高精度要求的加工需求。
3.2 刀具制造干切削方法在刀具制造过程中也发挥着重要作用。
通过干切削可以对刀具进行精密的修整、修磨和抛光。
这些工艺可以提高刀具的质量和精度，同时延长其使用寿命。
3.3 高精度零件加工在一些对加工精度要求非常高的应用中，如航空航天、汽车制造等行业，干切削被广泛应用于高精度零件的加工。
通过干切削可以实现对工件表面的高精度加工，满足复杂工艺和精密装配的要求。
3.4 快速原型制造干切削在快速原型制造中也有应用。
通过使用干切削技术，可以对原型进行快速加工和制造。
这种方法可以缩短原型开发周期，并降低制造成本。
4. 技术优势干切削作为一种常见的金属加工方法，具有以下几个技术优势：•高效性：干切削方法具有高速切削和高加工效率的特点。
它可以大幅提高工件的加工效率和生产效率。
•灵活性：干切削方法适用于各种金属材料和复杂形状的加工。
它可以满足不同工件加工需求，提供灵活的解决方案。
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。
干式切削技术培训课件
干式切削技术干式切削的基本概念金属切削加工普遍采取使用切削液的湿式方式，因为切削液具有冷却、润滑、清洗、排屑、防锈等功能，同时对延长刀具使用寿命、保证加工表面质量起到重要作用。
切削液所带来的负作用：消耗资源和能源，增加加工成本（据统计，切削液使用费用占总制造成本的16%，而切削刀具费用仅占总制造成本的3%～4%）；切屑上的残留切削液提高了清洁处理成本。
干式切削是指在切削加工过程中不使用切削液的工艺方法，它能从源头上消除切削液带来的系列环境负面效应，符合绿色制造的理念和需求。
干式切削的优点①形成的切屑洁净、无污染、易于回收和处理，可以降低切削残屑的回收成本；②可以省去与切削液有关的供应、回收、过滤、处理等费用；③不污染环境，实现绿色切削，工厂无须承担切削废液污染的责任；④干式切削法加工产品效率高、成本低。
干式切削的局限性①干式切削的切削力会大大增加，刀具与工件之间的振动会加剧，从而导致工件加工表面质量变差，刀具磨损加快，刀具使用寿命缩短；②干式切削会在加工瞬间产生大量热量，这些热量主要集中在切屑中，会影响切屑的成型，导致形成带状缠绕在刀具上，影响后续切削，加剧刀具磨损。
③由于摩擦使工件和刀具的温度升高，导致刀具磨损加快，工件产生残留应力，刀具和工件发生热变形，表面质量下降；④无润滑作用，会使刀具分屑困难，切屑堵塞容屑槽，还可能损坏已加工的工件表面；⑤切屑如不及时排出，残留切屑可能导致夹紧误差、损坏机床导轨等。
干式切削关键技术刀具技术、排屑方法、使用的机床等三项技术①干式切削的刀具技术为了使得在干式切削过程中，产生的热量减少，提高刀具的润滑效果和断屑功能，首先要优化刀具的几何形状：◆减少刀具/工件表面之间的接触面积；◆考虑刀具表面的最大润滑性，防止积屑瘤的产生。
如美国公司把刀片制成超大正前角+34°加强刃，前刀面呈多条弧形沟，以减少切屑与前刀面的接触，使切削温度大大降低，采用常规切削速度加工时，刀具寿命可提高3～4倍。
中职学校《机械加工技术》课件(第2章金属切削的基本知识) - 课件
（3）切削面积 Ac
指切削层横截面的面积，单位是 mm2
Ac fa p ac` aw
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第二节 切削对加工表面的影响
一、切削时表面轮廓及表面粗糙度的影响 １.残余面积 残留高度H 影响工件轮廓及表面粗糙度值。
影响表面轮廓的因素：进给量f、刀具主偏角kr 、刀具副偏角 kr
减小上述参数有利于降低残留高度，但通常是减小刀具副偏角。设置刀尖 圆角半径也能降低残留高度。
工件上已加工好的表面。
(3)过渡表面 工件上切削刃正在切削的表面。
各20种21/1切/21 削运动及工件上的三个表面（P16图）
第一节 切削运动和切削要素
二、切削要素 切削要素包括切削用量和切削层横截面要素 1.切削用量 切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量。 切削用量的选择意义 直接影响生产效率和工件质量。
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第一节 切削运动和切削要素
一、切削运动 切削加工中刀具和工件之间的相对运动即切削运动。切削运动 可以是旋转运动或直线运动，也可以是连续的或间歇的。切削运动包括主 运动和进给运动。
1. 主运动 2. 进给运动
刀具与工件之间附加的相对运动, 它配合主运动依次地或连续不断地切除切 屑,从而形成具有所需几何特性的已加工表面。进给运动可由刀具完成(如车 削)，也可由工件完成(如铣削)，可以是间歇的（如刨削）, 也可以是连续的 （如车削）。进给运动可以是1个或多个
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第一节 切削运动和切削要素
二、切削要素 1.切削用量 选择切削用量的基本原则： 首先尽量选择较大的背吃刀量；其次，在工
艺装备和技术条件允许的情况 下选择大的进给量；最后再根据刀具耐用度确定 合理的切削速度。
干切工艺流程及注意事项(光学玻璃)
干切工艺流程及注意事项一、干切是把原材料按生产工艺要求加工成一定外形尺寸和重量的一种新型工艺过程。
干切材料利用的高低对生产成本的影响至关重要，干切质量的好坏对后面生产的质量和效率有非常直接的影响。
所以说搞好干切的工作是我们提高质量，降低成本的一个重要环节。
二、准备工作阶段1.检查切割片是否紧固。
2.检查刀片转动是否顺畅，摆幅是否正常(前后或左右摆动控制在0.5mm为理想)。
3.开机用沙轮片打磨切割片刀口，对刀口摆幅进行微调，同时使之钝到适中，便于切割。
4.据所切料的重量选用称量范围和精度与之相应的天平，并对天平的零位和灵敏性进行调试。
操作过程中天平尽量不要被风吹到，天平所在台面尽量平整且振动较小。
5.认真阅看生产卡片后领料，并准备一切所需工具。
6.电炸台面应平整，电炸炉丝应直而平，且匝数稀密均匀。
三、炸料1.根据原材料的外形尺寸和所要切割成型的重量及形状计算炸料尺寸。
举例：K9原料尺寸：360*160*22切料重量：40g炸6条原料尺寸：360*160*20切料重量：3g炸8条计算过程中应考虑两个问题：A.如无特殊要求，应尽量保证切割成型的料块形状比较方正。
B.便于切割。
2.电炸温度：A.电炸过程中的电炸温度受诸多因素的影响，如玻璃牌号。
原料的厚度。
应力等，操作过程中应灵活控制温度使电炸成型的条料比较规则，以便切割和开条(电炸中的加热器一般为2000W的电炉丝和5KVA的调压器配合使用)。
B.电炸参考温度：F玻璃400±50℃;K玻璃500±50℃C.电炉过程中温度的调节：(1)料厚度偏大时，为了达到安全理想的电炸效果，最好先采用低温试炸。
(2)应力较好时可升温，较左时应降温。
(3)电炸成型的条料一端带弯头不直时应降温或提前点水。
(4)电炸成型的条料如断面中部有一条雾状的粗糙直线时应降温(主要原因应力不够所至。
)D.电炸时机的掌握及方法：(1)用任何带尖头(尖头处约∮1mm)的绝缘物均可点水，点水时保证尖头有水而不带水珠，用带水尖头和玻璃端面成基本垂直的角度于玻璃和电炉丝接触处点水炸料。
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。
干式切削加工技术及其应用
2009-5-18
id=zoom>制造业是产生工业污染的主要来源之一，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，越来越受到人们的重视。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，以达到减少切削加工 的润滑污染、降低加工成本的目的。
低温冷风切削
低温冷风切削的概念是由日本人横川和尹首先提出来的是一种在-10～-100℃冷风冷却和非常微量的植物油润滑条件下进行干式切削的技术。有关研究表明，在刀具表面涂一层薄薄的植物油，在切削加上点进行低温冷风冷却，其干式加工的效果很理想。如，在切削条件为：工件直径：?92～?98mm；切削速度45.1～48.Om/min；进给 O.5mm；切削余角：45°；刀具：刀具半径RO.4mm， SKH高速钢不重磨刀片的试验结果：以刀具后刀面磨损宽度达0.2mm为评价严重磨损的指标的话，完全干式切削时刀具切削长度为1000mm、只供给 Acc-Lube精密润滑油的刀具切削长度为1500mm、只用-12℃的冷风，切削长度为2000mm、在供给-12℃冷风的同时，在切削部位注入 1ml/h的Acc-Lube精密润滑油，切削长度为4000mm。
1 干式切削加工相关技术
干式切削加工技术是在无冷却或少许润滑油、剂的条件下，采用高切削速度进行切削加工的方法。在于式切削条件下，失去切削液、冷却、清洗、排屑的作用，切削条件非常恶劣。在切削区域会产生大量的切削热将无法及时的散发，温度和切削力大幅度上升，摩擦力增大，刀具磨损加快，生产效率降低。因此要使干式切削加工工艺得到很好地推广，充分发挥其优势，克服其缺点，就必须要很好地解决干式切削加工相关地技术难题。
干切削加工
干切削加工刀具及其设计1.概述随着环境保护法律法规越来越严格，国外在汽车以及中小型制造业中，干切削的应用越来越广泛，目前在西欧已有近一半企业采用了干式切削加工，德国企业尤为普遍。
日本的《生产设备市场》杂志选出的1997年日本工厂自动化行业的国内十大新闻中就包括“保护环境的加工技术具体化”。
由此可见：干切削加工技术将成为未来加工技术的发展方向之一。
干切削并不是简单地取消切削液就能实现，有意义且经济可行的干切削加工要求仔细分析特定的边界条件和掌握干切削加工的复杂因素，并为干切削工艺系统的设计提供所需的技术数据。
干切削加工刀具工作条件恶劣，寿命缩短。
因此，须合理选择刀具材料及涂层，设计合理的刀具几何参数。
本文分析干切削加工的特点，提出了干切削对刀具的具体要求，讨论了干切削刀具的设计要点。
2.干切削加工对刀具的要求干切削加工就是要在没有切削液的条件下创造具有与湿切相同或相近的切削条件。
因此，对刀具提出了更高的要求。
1.刀具应具有优异的耐高温性能目前的刀具材料，如新性能硬质合金、聚晶陶瓷和CBN等有足够的耐高温磨损性能，能够在干切削条件下使用。
此外，最有效的方法就是对刀具进行涂层。
涂层在切削过程中的作用如同在刀具与切屑之间增加了一道力和热的隔离层，可阻止将热量传递到刀具基体，因而能保证刀具切削刃锋利，使刀头硬度不会很快下降，可大大提高其耐高温性能。
生产实践证明，尽管在干切削中还不能将切削区产生的热量完全随切屑排出，但只要合理选择刀具几何形状、切削参数，将能使绝大部分切削热随切屑排出，取得良好的加工效果。
. 2. 切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小干切削加工时，在切削区产生的高温产生化学不稳定性、刀具与切屑之间的摩擦增大、排屑速度减慢，极易产生积屑瘤，加剧刀具磨损。
因此，须减小切屑和刀具之间的摩擦系数，最有效的方法就是进行刀具表面涂层，并设计排屑良好的刀具结构。
如大螺旋角TiAlN涂层丝锥就是具有这种性能的干切削刀具。
高速干切削加工技术
高速干切削加工技术[摘要]机械加工业对环境造成的污染日益严重，通过高速干切削技术在机械加工中的应用用来达到节约资源、保护环境的目的。
[关键词]机械加工切削液高速干切削加工技术金属材料在切削加工过程中，切削液的使用是必不可少的，其主要作用是：冷却润滑作用，它能吸收并带走切削区大量的热量，改善散热条件，降低刀具和工件的温度。
同时切削液能渗透到工件与刀具之间，在切屑与刀具的微小间隙中形成一层很薄的吸附膜，减小了摩擦系数，因此可减小刀具、切屑、工件间的摩擦；清洗和防锈作用，切削过程中产生的细小的切屑粘附在工件和刀具上，若使用一定压力的切削液，则可将切屑迅速冲走。
在切削液中加入防锈添加剂，能在金属表面形成保护膜，使机床、刀具和工件不受周围介质的腐蚀，起到防锈作用。
切削液在机械加工中扮演着重要的角色，但随着切削液低用量的增加，其负面影响也越来越显著：①增加了制造成本，这不仅包括切削液用量增加带来的成本增加，还包括运输、储存、废液处理等间接成本增加；②污染环境；③损害工人健康。
为了降低生产成本，减少环境污染，最好的办法是不使用切削液，即采用干切削(Dry cutting)干切削并非只要简单的取消冷却润滑液就可以实现的。
由于在切削过程中缺少了冷却润滑液的润滑、冷却和冲屑作用，在高速干式切削加工中，相应地会出现以下问题：(1)由于缺少切削液的润滑作用，高速干式切削加工中的切削力会大大增加，刀具与工件之间的振动会加剧，从而导致工件加工表面质量变差，刀具磨损加快，刀具使用寿命缩短。
(2)由于缺少切削液的冷却作用，高速干式切削加工会在加工瞬间产生大量热量，这些热量主要集中在切屑中，会影响切屑的成型，过热的高温环境会导致形成带状和缠结状切屑并缠绕在刀具上，影响后续切削，加剧刀具磨损。
如不及时将热量从机床的主体结构中排出，同样会使机床产生严重的热变形，影响加工精度和降低工件表面质量。
(3)在高速干式切削加工某些材料(如石墨电极等)时，会产生大量粉尘．如不能及时清除，会严重损害操作工人的身体健康，同时细微颗粒也会侵入丝杠、轴承等机床关键部件，加大机床的磨损，影响机床的加工精度和稳定性。
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。
干切削
前言随着高速加工技术的迅猛发展，加工过程中使用的切削液用量越来越大，其流量有时高达80～100L/min。
但大量切削液的使用造成了非常突出的负面影响：(1)零件的生产成本大幅度提高，在零件加工的总成本中，切削液费用约占16% ，而刀具的费用只占总成本的4%。
(2)造成对环境的严重污染，如把未经处理的切削液排入江河湖海，就会污染土地、水源和空气，严重影响动植物的生长，破坏生态环境。
(3)直接危害车间工人的身体健康，目前生产中广泛使用的水基切削液含有对人体有害的化学成分。
在切削(磨削)过程中，切削液受热挥发形成烟雾，在车间常常弥漫着难闻的异味，会引起操作工人肺部和呼吸道的诸多疾病，人手和切削液直接接触，还会诱发多种皮肤病，直接影响工人健康。
上述负面影响，已成为机械工业发展的一大障碍。
这就使人们会提出这样一个问题：机械加工中能不能不用或少用切削液呢？干切削(Dry Cutting)技术就是在这样的历史背景下应运而生，并从90年代中期以来迅速发展起来的。
干切削技术起源于欧洲，目前在西欧各国也最为盛行。
据统计现在已有8%左右的德国企业采用了干切削技术。
到2003年，德国制造业将有20%以上采用干切削技术。
在干切削研究和应用方面，目前德国处于国际领先地位。
日本已开发成功不使用切削液的干式加工中心。
装有液氮冷却的干切削系统，从空气中提取高纯度氮气，常温下以5～6个大气压的压力将液氮送往切削区，可顺利实现干切削。
我国成都工具研究所、山东工业大学和清华大学等单位对超硬刀具材料及刀具涂层技术进行过系统的研究，陶瓷刀具在我国目前已形成了一定的生产能力，这些都为干切削技术的研究与应用打下了初步的技术基础。
北京机床研究所最近开发成功了能实现高速干切削的KT系列加工中心。
2 切削液的功能和实现干切削的主要难点干切削并不是简单地停止使用切削液就能实现的。
必须分析在停用切削液以后，会出现什么问题？应采取什么措施来消除这些不利影响？为此，首先应对切削液在机械加工中的作用和功能有一个全面、深入的认识。
切削加工工艺
切削加工工艺1. 引言切削加工是一种常见的金属加工方法，广泛应用于制造业领域。
切削加工工艺涉及到刀具的选择、刀具路径的规划、切削参数的确定等方面的内容。
本文将介绍切削加工工艺的基本原理和常见的操作技巧。
2. 切削加工原理切削加工是通过切削刀具对金属工件进行切削，去除工件上的材料，以达到所需的形状和尺寸。
切削加工的原理主要包括下面几个方面：•切削刀具的选择：根据工件材料的硬度、切削目标以及生产效率等因素，选择合适的切削刀具，如铣刀、车刀、钻头等。
•切削路径规划：在切削过程中，需要确定刀具路径以及切削的方向，以确保切削质量和加工效率。
•切削参数的确定：切削参数包括切削速度、进给速度、切削深度等，这些参数的选择需要考虑工件材料、切削刀具以及加工质量要求等因素。
•切削润滑：在切削加工过程中，润滑剂的使用可以减少摩擦，并防止切削过程中产生的热量损坏工件和刀具。
3. 切削加工操作技巧3.1 选择合适的切削刀具在切削加工工艺中，选择合适的切削刀具是至关重要的。
以下是一些常见的切削刀具及其适用范围：•铣刀：用于在平面、曲面上进行铣削加工，可分为面铣刀、侧铣刀、直铣刀等。
•车刀：主要用于车削工艺中，分为外圆车刀和内圆车刀。
•钻头：用于钻孔操作，有直柄钻头、螺纹钻头等各种类型。
3.2 设计合理的切削路径切削路径的设计对于加工质量和效率具有重要影响。
在设计切削路径时，需要注意以下几点：•避免重复切削：避免在同一位置进行多次切削，以防止工件表面出现划痕。
•合理分配切削负荷：在切削路径中，应合理分配切削负荷，以避免切削过程中产生过大的热量导致刃口磨损。
•最小化切削次数：尽量减少切削次数，以提高加工效率。
3.3 确定合适的切削参数切削参数的选择对于切削加工工艺具有重要意义。
以下是一些常见的切削参数及其影响因素：•切削速度：切削速度过高会导致刀具过热，速度过低会降低加工效率。
•进给速度：进给速度的选择与加工质量要求以及切削刀具的特性密切相关。
2 高速加工与干切削加工技术
2.1 高速加工1、概述◇概念的相对性：没有一个确切的速度范围。
与不同加工方式、不同的加工材料有关。
◇一般的定义是5～10倍于常规切削速度的切削称为高速切削。
◇从线速度看，铝合金的高速切削范围是2000-7500m/min高速切削的优势•大大提高了机床生产率，缩短了产品制造周期；•能保持加工表面良好物理、机械性能；•能适应高硬切削，实现精细加工；•易加工薄壁零件、脆性材料以及航空航天、汽车、模具等领域里常见的结构复杂的大型零件。
4、高速加工关键技术1.高速电主轴主轴电动机的定子、转子直接装入主轴组件内部，实现“零传动”。
◆电主轴的特点：1、结构紧凑2、重量轻3、惯性小4、动态特性好（避免振动与噪声）某精密镗刀制造商提供的数据:•刀具的平衡两把镗刀在5000r/min时所加工孔的的圆度没有什么差别，都是1.1µm，这些误差主要由于机床工具系统的精度造成；而当转速提高1倍到10000r/min时，经过平衡的镗刀所加工出的孔的圆度比5000r/min时略有增加，为1.25µm，而未经平衡的镗刀所加工出的孔的圆度比5000r/min时增加很多，达到6.30µm，是经过平衡调整的镗刀的5倍多。
可转位刀具由于更换刀片和配件后会产生新的微量不平衡，整体刀具在装入刀柄后也会在整体上形成某种微量不平衡，我们经常会使用调整法来去除不平衡量以达到:平衡调整环：高速加工中安装整体刀具使用的刀柄主要采用这种方式，通常在刀柄上具有两个平衡调整环。
通过分别旋转平衡调整环，可以产生一个合力和一个平衡力矩，从而实现动平衡。
平衡调整螺钉：盘类刀具可以采用这种方式。
这种方法通常通过在一个(或两个)截面内对两个螺钉进行径向移动来改变该截面内的质心位置，从而达到平衡调整的目平衡调整块：大尺寸的单刃刀具(如单刃镗刀)通常会设置一个平衡调整块。
该调整块与单刃刀头处于同一截面，径向可以移动。
通过该调整块的移动来达到平衡。
机械制造中的切削工艺技术
机械制造中的切削工艺技术在机械制造过程中，切削工艺技术被广泛应用于金属材料的加工中。
切削工艺技术包括金属切削的基本原理、切削工具的选择、加工参数的确定以及现代切削工艺的发展等方面。
本文将探讨机械制造中的切削工艺技术对于提高产品质量和生产效率的重要性。
一、切削工艺技术的基本原理切削工艺技术是通过运用金属切削工具对工件进行切削来实现材料的去除和形状形成的过程。
其基本原理是利用切削工具与工件之间的相对运动，使刀具的刀刃与工件接触，施加一定的压力和切削速度，将材料层通过刀刃的颗粒剪断、刮削和切削力折断的方式进行去除，从而得到所需的形状和尺寸。
在切削过程中，刀具的材料、刀具的造型和切削参数的选择对于加工效果起着至关重要的作用。
二、切削工具的选择切削工具是进行切削加工的重要设备，其质量和性能直接影响金属材料的加工质量。
根据不同的加工要求和材料特性，选择合适的切削工具至关重要。
1. 刀具材料刀具材料应具有耐磨性、硬度高、热稳定性好等特点。
常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等。
不同材料的刀具在切削加工中有不同的应用。
2. 刀具形状刀具的形状和结构直接影响切削力的大小、磨损情况以及产品表面质量等。
常见的刀具形状包括平面刀、球头刀、T型刀等。
根据具体的加工需求选择合适的刀具形状可以提高产品质量和生产效率。
三、加工参数的确定在进行机械制造中的切削工艺技术时，合理确定加工参数对于确保产品质量和提高生产效率至关重要。
1. 切削速度切削速度是指刀具在单位时间内切削的长度。
切削速度的选择应根据刀具材料、工件材料和切削方式等因素进行综合考虑，在不损坏刀具和工件的前提下，尽可能提高切削速度，以提高生产效率。
2. 进给量进给量是指刀具在单位时间内相对于工件的运动距离。
进给量的大小直接影响切削力和加工精度。
应根据工件的材料性能、切削方式和工艺要求等因素进行合理选择。
3. 切削深度切削深度是指刀具在每次切削过程中，切削的最大深度。
干切削加工技术
干切削加工技术1•问题的由来金属切削液在金属切削、磨削加工过程中具有相当重要的作用。
选用合适的金属切削液，能降低切削温度60〜150C,提高表面质量1〜2级,减少切削阻力15%-30%成倍地提高刀具和砂轮的使用寿命。
并能把切屑和灰末从切削区冲走，因而提高了生产效率和产品质量。
故它在机械加工中应用极为广泛。
随着全球环境意识的增强以及环保法规要求越来越严格，切削液对环境的负面影响也越来越明显。
据统计,20年前,切削液的费用不到工件成本的3流右，目前,在高生产率的生产企业，切削液的供给、保养及回收处理费用，共占到工件制造成本的15%左右，而刀具费用仅占2%〜5%在与切削液有关的总费用中,有22流右是切削液的处理费用。
据估计,如果20%勺切削加工采用干式切削加工，总的制造成本可降低1.6%。
对环境无污染的绿色制造被认为是可持续发展的现代制造业模式。
而在加工过程中不用任何切削液的干切削正是控制环境污染源头的一项绿色制造工艺，它可获得洁净、无污染的切屑，省去了切削液及其处理等大量费用，可进一步降低生产成本。
因此,未来切削加工的方向是不用或用尽量少的切削液。
随着耐高温刀具材料和涂层技术的发展，使得干加工在机械制造领域变为可能。
在这样的历史背景下，干切削技术应运而生，并从20世纪90年代中期以来迅速发展起来的，其发展历史尽管不长，它是当今先进制造技术的一个前沿研究课题。
2. 干切削技术干切削是一种在加工过程中不使用切削液的加工方法。
干切削不是简单地停止使用切削液，而是要在停止使用切削液的同时，保证高效率、高产品质量、高的刀具寿命以及切削过程的可靠性，这就需要用性能优良的干切削刀具、机床以及辅助设施替代传统切削中切削液的作用,来实现真正意义上的干切削。
首先,要了解切削液在传统切削过程中的作用，一般切削液有三个主要作用：①冷却作用，带走切削产生的热量，减少刀具磨损，防止工件表面氧化。
②润滑作用,减小摩擦，降低切削力，保证切削顺畅。
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1、采用便于快速排屑的布局与结构：
干切削机床需要解决的问题就是在切屑的热量传到机床之前， 尽快将切削排除掉，使切屑远离切削区和机床。
2、采取适当的隔热措施：
采取适当的隔热措施，可以减少排屑过程中切屑传递给机床 部件的热量。如对于铸铁床身，采用保护罩来保护陡峭的倾斜壁， 防止切屑与床身之间的直接接触；排屑槽用绝热材料制造；刀具 和工件的安装处用绝热罩来隔离切屑等。
(3)不发生污染环境和与切削液有关的安全及质量事故。
(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。高速加工中主轴高速旋 转产生的离心力使切削液难于进入切削区域,加工时在切削区产 生极高的温度,又使切削液在进入切削区之前已经气化,起不到冷 却作用,因而对刀具寿命延长几乎没有帮助。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、对皮肤的危害。Fra bibliotek极性添加剂氯化合物润滑性能好，但刺激皮肤和眼睛；甲醛 类化合物会使眼睛流泪，且能致癌。矿物油、表面活性剂、防腐 杀菌剂，均会使皮肤干燥、裂口、红肿而发生皮炎。
注：ppm是体积浓度单位，一百万体积中所含污染物的体积 数。
第三节 干切削加工工艺技术
一、干切削中的冷却技术
干切削就是在金属切削加工过程中不使用切削液，利用特定 的刀具及相关的加工技术，获得所需加工效果的一种加工方法。 干切削加工过程中不使用切削液不是说不冷却，而是采用其他的 冷却方法。常规金属切削加工中使用切削液，其主要作用有冷却、 润滑、清洗、排屑等。为解决使用切削液的副作用，可采用干式 切削方式，既采用冷风喷气冷却方式，它所使用的冷却气体（如 液态氮，温度可达 –45°C）， 通过相关的冷却装置可直接喷射 到切削区域，以达到冷却目的。必要时可采用( 最小润滑) 技术， 即使用少量切削液达到降低切削温度和润滑的目的。
因此，刀具材料应具有更高的耐热性（ 既红硬性）和韧性， 良好的耐热冲击性，抗粘结性和更高的耐磨性。否则，刀具将很 快磨损或破损，降低刀具切削能力，降低刀具耐用度。干切削时， 常用的刀具材料有纳米级颗粒硬质合金，粘结硬质合金，涂层硬 质合金，陶瓷，立方氮化硼，聚晶金刚石等。 2、采用先进的涂层技术 对刀具表面进行涂层可以取得使用切削液的作用，它产生隔 热层，使切削热不会或很少传入刀具，能在较长时间内保持刀具 的锋利和坚硬。 涂层技术有单层和多层涂层技术。 ⑴ 采用新的沉积技术将硬质合金、钢材等作为涂层来降低摩擦 系数。 ⑵ 采用( 超硬) 涂层：将固体润滑剂和刀具主体材料相结合在 刀具表面形成良好的滑动表面，具有较好的润滑功能，并能有效 抑制积屑瘤的产生，减少切削力，降低切削温度，提高刀具耐用 度和寿命。
第二章 干切削加工工艺技术
第一节 概述：
一、干切削的概念： 干切削即在加工过程中不用任何切削液或少量润滑剂的工艺方 法。 二、干切削的特点： 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,并具有以下特点: (1)形成的切屑干净清洁无污染,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 了生产及处理程序,节约了生产成本。
三、危害工人的身体健康
1、切削液使用时产生的油雾及气味会对人体呼吸器官造成危 害：
油基切削液在高速或重载切削条件下产生化学反应，释放刺 激性的有害气体和油雾，燃点和黏度越低，烟雾就越大，污染越 重。 2、切削液中的添加剂具有毒性。
普通水基液含有数十种化学成分，在使用中遇高温形成的新化合 物对人体危害较大。如防锈剂亚硝酸钠，长期接触有可能致癌。
⑶ 采用软硬相结合涂层技术： 即先在刀具表面上涂( 硬 ) 材 料，后 在 其 上 涂( 软 ) 材 料。实验表明，采用这种结合涂技术 的钻头在加工发动机箱体深孔时，刀具寿命有显著提高，可达 60倍以上。 三、合理地设计机床结构： 在设计机床结构时，通常没有对干切削或湿切削机床进行区 分。对于干切削机床，由于没有切削液的冷却和排屑作用，大量 炽热的切屑堆积在切削区，不仅破坏了切削过程,而且致使机床 温升和热变形加剧，从而降低加工质量和生产率。因此，干切削 机床的结构设计应着重考虑快速排除切削热；尽量减少排屑过程 中切削热的影响；消除或减少切屑尘埃对环境的影响。
二、刀具选择：
在金属切削加工过程中， 特别是切削塑性材料时，将被切 金属层变为切屑的过程中，需要克服材料的弹性变形和塑性变 形，消耗大量的功率，产生大量的切削热。同时，被切金属与 刀具前、后刀面的剧烈摩擦，切削区域的温度是非常高的，刀 尖处应力非常大。 干切削时，因为不使用切削液，所以刀具能 否承受切削时巨大的切削热和应力，是干切削过程顺利进行的 主要问题。因此，对刀具材料和刀具制造工艺提出了更高的要 求。
第二节 传统切削加工的环保问题
一、 切削液造成环境污染 在传统的切削加工中，切削液的作用是冷却、润滑、防锈和 清洗。切削液分为油基和水基两种，均含有多种化学成分。切削 液对环境的危害主要是对水资源的污染。矿物油是切削液的主要 成分，其生物降解性差，会长期滞留在水和土壤中。美国环保局 指出，油对水生物有急性致死毒性，也有长期亚急性致死毒性， 即不会导致生物死亡，但可破坏其正常的生态。水中含油量超过 10ppm就会使海洋植物死亡，含300ppm 可使淡水鱼死亡。既使 排放的废液经过严格的矿物油回收处理，其在水中的长期积累也 不容忽视。切削液的添加剂对环境的污染也是多方面的，如常用 作极压添加剂的短链氯化石蜡是海水污染物之一。在水基切削液 中常用磷酸钠作防锈剂，研究证明，磷酸盐类化合物的直接排放 会使河流、湖泊和海洋因富营养化而出现蓝藻和赤潮。此外，切 削液或多或少会存留在切屑上，大量堆积的切屑会污染土壤，切 屑再生利用时切削液的有毒有害成分也会污染环境。
1、选择新型的刀具材料 在金属切削加工过程中，由于切削区域金属材料的弹性变 形和塑性变形，刀具切削部位要承受巨大的压应力。同时，刀 具、工件、切屑三者间接触面上产生剧烈的摩擦，导致切削区 域产生极高的温度，刀具切削刃又要承受巨大的热应力。而且， 这样的压应力和热应力在切削加工过程中受很多因素的影响具 有不稳定性和可变性。
3、采用热稳定性好的结构和材料： 要完全消除切削热对机床的影响,不仅难于实现而且也不经 济。采用热稳定性好的结构和材料，则可以将切削热的影响降到 最低程度。采用均衡温度的结构。热变形影响加工精度的原因不 仅仅是温升，更重要的是温度不均的影响。可采取的措施有很多， 比较成功的有：在床身的左右两侧以及顶部与底部设计四个相通 的型腔，并注入油液，从而使床身顶部与底部、左侧与右侧都具 有相同的温度；或将金属管嵌入床身内对称分布的四个型腔的粘 滞材料中，并使控制温度的切削液循环通过这些金属管，不仅可 均衡温度，还可增加阻尼、衰减振动。
二、产品生产成本增加
随着切削用量的成倍增大，切削液的消耗量也大幅提高，因 而它在零件制造成本中所占的比例也大大增加。据国外许多统计 资料表明，切削液及切削液的供给、保养、回收及切削废液的处 理等费用加在一起，占总制造成本的 10--20%，而刀具消耗的费 用仅占制造成本的 5--10%，应引起人们的高度重视。