干式切削
高速干式切削加工过程中的粉尘自动吸附技术研究
的 使 用 已 成 为切 削加 工 技 术 的必 然 趋 势 ，于 是 高
速干 式切 削工艺 的概念慢 慢形 成 。
收稿 日期：２ １－ ５ ０ ０２ ０－ ４
生 的大 量 切 削 热 ，如果 不 能 及 时 的 排 走 ，会 将 热 量 传 递 给 机 床 床 身 ，导 致 机 床 床 身 变 形 ，最 终 就
目前用 于干切 削 的刀具 主要 有 ：
和清 除粉 尘 ：（） 风分 离器 ； ２ １旋 （）滤芯过 滤器 。
２ 粉尘 自动吸附系统设计
本 文 研 制 开 发 了针 对高 速 干 式 切 削 加 工 过 程
中的 粉 尘 自动 吸 附 系统 ，该 系统 可 以通 过 控 制 系
１ 聚 晶立方 氮化硼 （Ｃ Ｎ） ，高硬 度 ，高耐 ） ＰＢ 刀 磨． 陛，热导性好 ，热稳 定性 佳 ，并且摩擦 系数 低 ；
１ 硬 ”涂 层 ：如 ＴＮ、Ｔｃ ）“ ｉ ｉ、Ａ１ ３ 。特 点 ２ 等 Ｏ
是 表面硬 度 高 、耐磨性 好 。
２２ 粉尘自动吸附系统控制设计 ． 高 速 干 式切 削 加 工过 程 中对 粉 尘 产 生 起 主 要
影 响作 用 的 因素 有切 削 速 度 、进 给 量 、切 削 深 度 和 材 料 本 身 特性 ，各 因素 的 变化 对最 终 粉 尘 产 生 量 的影 响如表 １ 示 。 所
射 型 龙 卷 风 除 尘 系统 ，湿 式 除 尘 系 统 ，变 频 动 力 系统 组 成 ，该 系统 通 过 实 时 监 测 ， 由变 频 动 力 系
统 对 叶 片 吸 力 泵 进 行 调 整 ，以 改 变 吸 附 动 力 ，实 现 全程精 密控 制 ，达 到 良好 的吸附 除尘 效果 。
数控技术之绿色制造
数控技术之绿色制造一、绿色制造简介在全球经济高速发展的同时, 人类对自然资源的任意开发利用带来了全球的生态破坏、资源短缺和环境污染等一系列问题。
制造业是创造人类财富的支柱产业, 为人类社会的发展起到了很大促进作用, 但是又是环境污染的主要源头。
为缓解这些问题带来的危害, 必须坚持科学发展观, 实施可持续发展战略, 各国专家普遍认同, 绿色制造是解决机械制造业环境污染问题的根本方法之一, 是控制环境污染源头的主要途径。
绿色制造又称为面向环境制造( MFE) 、环境意识制造( ECM) 等, 其基本观点是协调解决环境和资源两大社会问题,目的是充分利用资源, 减少废弃物的产生, 减少机械制造业对环境的负面影响。
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, 产品从材料的获取、设计、制造、包装、运输、销售、使用和废弃回收, 最后回到土壤中的整个生命循环过程, 使制造业对环境负面影响最小, 资源利用率最高, 产生的废弃物最少, 使企业经济效益和社会效益协调发展。
绿色制造内涵很广, 传统意义上的制造是产品的制造过程, 主要表现为机械加工过程, 即通常称为“小制造”。
绿色制造是一种现代制造模式, 涉及制造工业中的产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和报废处理等一系列相关活动, 因此绿色制造是“大制造”的概念。
绿色制造是人类可持续发展战略在制造业的体现, 它考虑环境和资源既要满足经济发展的需要, 又使其作为人类生存的要素之一而直接满足人类长远生存的需要, 从而形成了一种综合性的发展战略, 具有重大的社会效益。
绿色制造将是21 世纪企业取得显著经济效益的机遇实施绿色制造, 最大限度的提高资源利用率, 减少资源消耗, 可直接降低消耗, 从而直接降低成本; 实施绿色制造减少或消除环境污染, 可减少或避免因环境问题引起的处罚; 由于绿色制造是从源头控制了污染, 实行预防为主, 将污染物消除在生产过程之初, 降低了企业环境污染处理费用。
第二章 干切削加工工艺技术
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。
干式切削铁屑颜色标准或者手册
干式切削铁屑颜色标准或者手册1.铁屑的颜色标准对于切削工艺非常重要。
The color standard of iron chips is crucial for the cutting process.2.铁屑的颜色可以反映刀具和工件的切削状态。
The color of iron chips can reflect the cutting status of the tool and workpiece.3.一般来说，铁屑颜色越亮，切削质量越好。
In general, the brighter the color of iron chips, the better the cutting quality.4.通过观察铁屑颜色，可以及时调整切削参数。
By observing the color of iron chips, cutting parameters can be adjusted in a timely manner.5.铁屑颜色标准通常包括红、黄、蓝等颜色。
The color standard of iron chips usually includes red, yellow, blue, and other colors.6.红色铁屑通常表示高温的切削过程。
Red iron chips usually indicate a high-temperaturecutting process.7.黄色铁屑可能表示切屑含有油脂。
Yellow iron chips may indicate that the chips contain oil.8.蓝色铁屑可能表示刀具磨损严重。
Blue iron chips may indicate severe tool wear.9.铁屑颜色标准对于刀具选择也有指导作用。
The color standard of iron chips also guides theselection of cutting tools.10.铁屑颜色标准需要与切屑形态一起综合分析。
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。
干式(绿色)切削技术
4.3.1 风冷却切削
冷却原理
（4）涡流管直接制冷
1—喷嘴，2—孔板，3—涡流室，4—控制阀 图4-8 涡流管直接制冷原理
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4.3.1 风冷却切削
冷却原理
制冷方法
低沸点液体制冷
压缩机循环制冷 空气绝热膨胀制
冷 涡流管制冷
表4-2 四种制冷方法性能的比较
装置复 杂程度
初始成本 运行成本
可控性
现代机械加工新技术
第4章干式（绿色）切削技术
4.1 概述
1
4.1 概述
概述
人们正试图少使用或不使用切削液，以适应21世纪清洁 生产和降低成本的要求。干式切削技术就是这样的实用绿色 切削技术，可以较好地解决当前的生态环境、技术与经济间 的协调与持续发展。
图4-1 干式切削
2
现代机械加工新技术
第4章干式（绿色）切削技术
21
4.3.4 用水蒸气作冷却润滑剂
uc = 230 m/min, ap = 1 mm, f = 0.15 mm/r
uc = 50 m/min, ap = 1 mm, f = 0.1 mm/r
1—干切，2—浇水，3—水蒸气
图4-10 用水蒸气作为冷却润滑剂的车刀磨损VB值
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4.3.4 用水蒸气作冷却润滑剂
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4.2.2 实施干式切削的必要条件
干式切削的刀具技术
（3）减少对切削液排屑作用的依赖 对于干式切削，排屑则成了要解决的主要问题。 ① 重力排屑法。 ② 虹吸原理排屑法。 ③ 利用真空或喷气系统改善排屑条件，以实现干式切削。 ④ 用复杂的刀具几何结构解决封闭空间的排屑问题。
7
4.2.2 实施干式切削的必要条件
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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
硬态、干式、准干式切削方式简介
硬态、干式、准干式切削方式简介刘红良（浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014）摘要：硬态切削是指采用陶瓷或超硬CBN刀具对硬度大于50HRC的淬硬钢进行精密切削的加工工艺。
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。
在有些场合要实现不用切削液的完全干式切削仍是困难的。
因此，完全干式切削工艺的应用范围有一定限制，这时可采用最小量润滑的准干式切削方式或低温冷风切削。
本文简述了硬态切削、干式切削、准干式切削的原理，适用范围，联系、区别。
关键词：硬态切削；干式切削；准干式切削；切削液The brief introduction of Hard Cutting、 Dry Cutting and Near-dry CuttingLIU Hongliang (Zhejiang University of Technology College of Mechanical Engineering Zhejiang Hangzhou 310014)Abstract:The hard cutting means finishing bearing steel harder than 50HRC with super hard cutting tools such as ceramics、CBN. Dry Cutting is the most effective way to eliminate the pollution of the cutting fluid、 reduce product cost and implement the cleaner production. But On some occasions, it is difficult to implement the hard cutting completely without using cutting fluid.So the application scope of the hard cutting has certain restrictions and it is the time to use Near-dry Cutting or Cooling gas cutting. This paper briefly describes the principles 、application、connection and differencesof the hard state cutting, dry cutting, dry cutting.Key word:hard cutting；dry Cutting；near-dry cutting；cutting fluid引言硬态切削是指采用陶瓷或超硬CBN刀具对硬度大于50HRC的淬硬钢进行精密切削的加工工艺 [1]。
干式切削与干式切削刀具
干式切削与干式切削刀具干切削对刀具有更高的要求，如刀具的材料、刀具的结构以及刀具涂层。
在传统的切削加工中，湿切削中的切削液占有紧要的地位，但也存在着很多弊端。
例如，维持一个大型的切削液系统需花费很多资金，同时需要定期添加防腐剂，更换切削液等，因而加添了很多费用，其费用比例已占总生产成本的15%～17%，而刀具成本通常只占总成本的2%～5%。
加之由于切削液中的有害物质，对工人的健康造成危害，造成环境污染等。
所以，它的使用带来了越来越多的问题。
从这些方面来说，干切削具有更多优势。
干切削中的刀具应有更优异的耐高温性能（热硬性）和耐磨性能，目前的刀具材料中，如新型硬质合金、陶瓷、CBN和PCBN等有充足的耐高温磨损性能，能够在干切削条件下使用。
而且，现代切削刀具材料应用于高速加工时更适合干切削。
像CBN和先进的硬质合金材质等级，尤其是有涂层保护的刀具材料，在高速高温下不使用切削液实际上切得更有效率和寿命。
干切削对刀具材料的要求干切削的刀具材料必需要有优良的热硬性和耐磨性，以可有效地承受切削过程的高温；较低的摩擦系数，以可降低刀具与切屑与工件表面之间的摩擦抑制切削温度的上升；较高的强度和耐冲击性能，以可承受更大的切削力和更差的切削条件。
要实现干切削，刀具材料有高的耐热性能（热硬性）和耐磨性能尤为必需。
目前立方氮化硼（CBN）、聚晶立方氮化硼（PCBN）、金刚石、聚晶金刚石（PCD）、陶瓷（A12O3、Si3N4）、金属陶瓷（CERAMIC）、超细晶粒硬质合金和硬质合金涂层等刀具材料已广泛用于干切削之中。
伊斯卡近两年开发了浩繁可用于干切削的刀具材料：IB90及IB85，CBN含量高达85%和90%，刀片的耐磨性和韧性高，能应对断续切削所带来的震动，推举用于铸铁的高速切削及淬硬钢的断续切削及粗加工。
低CBN含量的牌号，IB55，IB50，CBN含量为50%和55%，更适合于半精加工及精加工。
IB10H属于超细晶粒的CBN，耐磨性和韧性更高，用于高速连续切削，可获得高的表面质量；IB20H细晶粒及中等晶粒CBN，用于连续—细小断续切削加工；还有IB10HC、IB25HC和IB25HA涂覆TiN、Ti（C,N,O）和Ti（C,N），应用于各种对应的场合。
切削参数对切屑变形的影响
切削用量对切屑变形的影响：切削速度：切削塑性金属材料时，切削速度对切削变形的影响呈波浪形；进给量：进给量增大，则切削厚度增大，切削变形减小，变形因数减小；背吃刀量：对切屑变形的影响较小。
切屑卷曲和折断机理：切屑沿刀具前面流出的过程中，受到前面的挤压和摩擦而进一步变形，使得切屑底部被挤而伸长，切屑背面相对缩短，切屑就自然会逆时针卷曲。
如果刀具的前角较小，则切屑流出过程中受到的挤压和摩擦变大，切屑就会卷得更紧。
切屑卷曲过程中，若切屑中的弯曲应力达到材料的弯曲强度极限，则切屑就会自行折断。
切屑卷曲与折断的机理解释①自由切屑的卷曲机理由于前刀面和剪切面上对切屑的作用力大小相等，方向相反，但是不共线，因而产生了弯矩，导致切屑卷曲。
（刘培德）②受控切屑的卷曲机理图1-12a为带倒棱的全圆弧形卷屑槽的卷屑机理，图1-12b为直线形卷屑槽的卷屑机理。
都采用卷屑槽的方式实现切屑卷曲的控制。
③切屑折断的机理图1-13分别为螺卷屑、发条状屑和C形屑折断的机理，其主要原因是由于切屑环的内侧拉应力大于切屑材料的弯曲应力极限。
影响切屑卷曲和折断的主要因素：工件材料性能：工件材料的屈服极限、弹性模量越小，塑性越低，越易折断；切削用量：切削厚度小，背吃刀量大，切削速度高，断屑难；刀具前角：前角小，变形大，易折。
影响切削力的因素：工件材料的影响（系数CF 或单位切削力kc体现）工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大，切削力越大。
（二）切削用量的影响背吃刀量ap↑→Ac成正比↑，kc不变，ap的指数约等于1，因而切削力成正比增加；进给量f↑→Ac成正比↑，但kc略减小，f 的指数小于1，因而切削力增加但与f 不成正比。
速度v 对F 的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况，在无积屑瘤阶段，v ↑→变形程度↓→切削力减小切削温度的分布规律：1.剪切面上各点的温度基本一致;2.前、后刀面上的最高温度都处于离刀刃一定距离的地方；后刀面的温度降低和升高在极短时间内完成；3.在剪切区域内，垂直于剪切方向上的温度梯度较大；垂直于前刀面的切屑底层的温度梯度较大；4.工件材料塑性越大，前刀面与切屑的接触长度越长，温度分布越均匀；工件材料脆性越大，最高温度所在的点离刀刃越近；工件材料导热系数越低，前、后刀面上的温度越高。
绿色切削技术介绍
绿色切削技术介绍1 引言在金属切削加工过程中，通常都要使用切削液。
切削液的大量使用给环境和人体健康带来了很大危害，作为有毒废料的切削液以及带有切削液的切屑的排放和处理大大增加了回收处理成本，与切削液相关的费用约占加工成本的17％。
迫使人们不断研究开发新技术以改变现状。
因此，近年来绿色制造技术成为国际上的研究热点。
无公害、清洁化、低能耗的绿色制造符合可持续发展战略的要求，是21世纪机械制造业的发展方向，必将推动机械工业的持续、健康发展。
2 干式切削干式切削是指在切削加工过程中不使用任何切削液，完全消除了切削液的负面影响，是一种符合生态要求的绿色切削加工方式。
它的优点主要有：对大气和水环境无污染；切屑上无残液，降低了清洁处理成本；对人的健康无害且不会损伤皮肤或造成过敏。
干式切削技术目前主要应用于铸铁件的加工，在其它方面的推广应用正在进一步研究开发。
干式切削的实施需要满足一定的条件，主要包括：（1）要求机床具有很好的热稳定性和很高的刚度，否则难以保证加工精度。
（2）对刀具提出了新的要求。
主要包括刀具材料的选择和刀具几何参数的设计。
由于干式切削不使用切削液，因此切削温度很高。
只有具有良好导热性、耐高温和高硬度的刀具材料才能满足加工要求。
刀具涂层技术的应用可以延长刀具寿命，较好满足干式切削的要求。
优化刀具的几何参数，也是推动干式切削技术发展的重要手段之一。
目前，干式切削技术还存在许多不足和限制其推广应用的技术难题。
由于失去了切削液的润滑、冷却、辅助排屑等作用，刀具在加工中承受的负荷增大，切削温度升高，刀—屑界面处于完全的二相固体接触状态，刀具磨损过程异常复杂，刀具与工件均易发生热变形，导致刀具使用寿命缩短，加工表面质量降低。
此外，对于机床本身而言，由于不能保持热平衡，机床的床身、立柱等也会因温度升高而发生不容忽视的变形。
干式切削技术的发展主要取决于机床和刀具性能的提高和改进，即：（1）提高机床性能。
一方面提高机床的热稳定性和抗热变形能力；另一方面通过提高机床的主轴转速，发展高速（超高速）干式切削技术，以大幅度提高生产效率，减小切削力，并获得良好的表面加工质量。
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。
干式切削加工及所用刀具材料的选用 免费
干切削加工及刀具材料的选用干切削是切削加工的发展方向就在二十年前，切削液曾是非常便宜，在大多数加工过程的成本中，其所占比例不到3%。
以至没有谁会对此多加注意。
可是，现在不一样了，切削液在车间生产成本中所占比例上升为15%，这就不得不引起生产经营者的极大关注。
特别是那些含油的切削液已经成为一项很大的支出。
更重要的是它的排放污染环境，国外环保部门要监控这些混合制剂的处理。
而且，许多国家和地区也把它们划归为危险废物，如果其中含有油和某些合金，还要采取更为严厉的控制措施。
再有，许多高速加工工序加了切削液会产生烟雾，环保部门也限制切削液烟雾释放量要在允许范围内，职业安全和职工健康管理部门为了降低切削液烟雾排放允许值，正在考虑一项咨询委员会的建议。
其中包括制定比较高的切削液的价格政策。
因此，越来越多的厂家开始采用干切，以避免这笔费用和与切削液处理相关连的麻烦。
以前，金属加工行业使用切削液已形成"习惯"，所以推广干式切削的主要障碍是这种习惯势力，他们认为切削液是取得良好加工表面、提高刀具寿命所必须的。
也有许多人认为变湿切为干切，费用可能会更高。
其实两种看法都不对。
对于多数金切件，干切应该是"标准加工环境"。
在高速下干车、干铣淬硬材料不仅可能，而且更经济。
关键是要知道如何正确地选择刀具、机床和切削方法。
尽管切削液在有些场合还是需要的，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大发展，情况也在不断的变化。
新的硬质合金牌号特别是那些涂层牌号，在高速、高温的情况下不用切削液，切削效率更高。
事实上，对于间断切削，切削区温度越高，越不适合用切削液。
先来看看铣削，假定切削液能克服高速旋转的铣刀引起的离心力，那它在到达切削区之前也就已经蒸发了，它的冷却效果是很小的甚至没有。
而应用切削液刀具会产生温度的激烈变化，铣刀刀片自工件切出时冷却，再切入时温度又上升。
尽管在干切削时也有类似的加热和冷却循环产生，但是加了切削液这种温度变化要大得多。
干式切削加工
绿色制造中的干式加工绪论：由于生态效益和经济效益的驱动，绿色制造技术被广大的学者提了出来。
对于传统的机械加工方式而言，干式切削加工方式是最可行的应用之一。
要实现干式切削有许多问题需要解决，主要是关于刀具、机床和切削参数方面的。
这几个方面的选择要兼顾，才能很好的实现干式切削。
干式切削是我国未来的机械加工发展的一个趋势。
关键词：干式切削技术材料涂层意义Abstract：As the drive of the ecological and economic benefits, green manufacturing technology has been put out by the majority of scholars. In terms of the traditionalmanufacturing , the method of dry cutting is one of the most feasible application. In order to achieve the dry cutting, there are still many problems to be solved, mainly about the tools, machine tools and cutting parameters.In order to make a right choice,you had better think all of those factors. Dry cutting machining is a trend in the development of manufacturing in our country.Keywords:Dry cutting Technology Material Coating Significance 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。
汽车零件加工中的环保技术
汽车零件加工中的环保技术--铝件的干式切削加工新闻摘要:在机械加工领域，一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。
其中，对节约能源和减少废物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技术的研究，正在加速进行。
在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化，并取得令人满意的效果。
但在铝件特别是铝件的孔加工方面，由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化，这保护地球环境是21世纪最优先考虑的课题。
在机械加工领域，一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。
其中，对节约能源和减少废物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技术的研究，正在加速进行。
在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化，并取得令人满意的效果。
但在铝件特别是铝件的孔加工方面，由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化，这一问题有待于进一步研究解决，目前铝件的孔加工采用干式加工的实例还不多。
数年前，日本アイシン精机株式会社开始对铝件的半干式切削加工技术进行了研究，其研究成果已在6种产品、7条生产线上使用。
本文将该公司的研究成果及实用化实例介绍如下。
环保技术的发展动向在机械加工领域，有各种各样的环保技术，大体上可分为节约能源、减少废弃物、确保工作环境安全、舒适性三大类。
在节约能源方面有：减少液压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，但它消耗的功率一般都很大，特别是切削液所消耗的功率要占总功率的60%以上，因此，前述技术对节约能源是切实有效的。
减少废弃物主要是指减少切削液的废液量。
各公司都在致力于切削液的长效化和重复循环使用等技术的开发与应用。
在切削液长效化(长寿命化)方面，切削液的合成化是开发的项目之一。
由于合成切削液是以化学合成的油剂为基液来使用的，因此，应充分注意它和水的亲和性，能够人为地设计分子量等。
由于钙等的金属离子与其它油的混合而导致界面活性剂的恶化，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。
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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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。
(2)干式切削加工对刀具结构的要求
干式切削时，刀尖和刃口承受的热负荷大大增加，容易产生各种刃口损伤，最终导致刀具失效。
为了保证工件加工质量和刀具寿命，要求刀具设计尽可能使加工产生的切削力和摩擦力要小，排屑效果要好。
因此，干式切削要求必须对刀具结构和几何参数进行优化设计，如把刀具设计为负前角或使前刀面凸起，可显著延缓月牙洼对刀刃的损害；增大负刃倾角，改善刀刃及刀尖的切入状态，以提高刀具的抗冲击和抗热震能力等。
欧洲的一些刀具制造商已开发出许多有利于干式切削几何形状的刀具，可供用户选用。
例如，瑞典山高(SECO )公司设计的具有ME型断屑槽的八角形铣刀片，能有效控制切屑的形成和排屑，特别适用于干式铣削。
（3）准干式切削
在有些场合（如深孔钻削、攻丝等）要实现不用切削液的完全干式切削仍是困难的，因此，完全干式切削工艺的应用范围有一定限制，这时可采用最小量润滑（Minimum Quantity Lubrication，MQL）的准干式切削方式或低温冷风切削。
最小量润滑，也称喷雾润滑，它是用压缩空气使微量的润滑液（通常为植物油）雾化，并以很高的速度喷向高温切削区，可以起到冷却、润滑和排屑的作用。
MQL切削中，润滑液的用量是湿式切削的1110000，一般仅为0.03-0.2L1h，而同等用量所吸收的热量却是湿式浇注法的1000倍，因而既提高了工效，又不会对环境造成大的污染。
MQL技术只要使用得当加工后的刀具、工件和切屑都是干燥的，避免了后期的处理，清洁和干净的切屑经过压缩还可以回收使用，故又称为准干式切削。
低温冷风切削是在MQL切削技术的基础上，用一10℃一一100℃的低温冷风替代常温压缩空气，并与非常微量的植物油进行混合，从而实现冷却润滑的切削方法。
研究表明：在金属切削过程中，如果只给加工点提供微量、润滑效果良好且未被氧化的植物油，加工点会因高温而丧失润滑性，刀具很快就会磨损；如果只提供低温冷风，加工点的高温得到缓解，刀具磨损也会有所延缓；但如果
在提供低温冷风的同时，再加上润滑效果良好且未被氧化的微量植物油，不仅加工点的高温得到缓解，而且刀具表面的润滑也可得到保证。
试验证明，采用低温冷风切削时，车刀的寿命可以延长2倍以上。
近几年来，国外对低温冷风切削技术的研究已趋成熟，一些机床生产企业已相继推出采用该技术的机床产品。
例如，日本安田工业公司的加工中心采用在电动机轴、刀杆轴的中心插入绝热风管的结构，使一30℃低温冷风直通刀刃，该结构大大改善了切削条件，更有利于低温冷风切削加工工艺的实施。
此外，日本三井精机推出的加工中心、冈本工作机械推出的平面磨床、森精机推出的车床等，都使用了低温冷风切削技术。
为了保证切屑的迅速处理，这些机床的结构都作了较大的调整。
无论是采用MQL技术还是低温冷风切削技术，目前国内还缺乏在不同的生产工艺中的全面、系统和深入的试验研究，同时也没用商品化的喷雾装置和低温冷风发生装置，但这些都不会成为MQL技术和低温冷风切削技术迅速完善和推广的障碍。
相信在不远的将来，绿色切削技术会成为切削技术的主流。