干切削加工技术的发展趋势及国内外的研究现状

班级 09机械2班

学号************** 课程设计论文

题目干切削加工技术的发展趋势及国内外的研究现状学院机电工程学院

专业机械设计制造及其自动化

学生姓名徐善斌

导师姓名史留勇

目录

摘要 (2)

1、干切削技术的研究背景 (2)

2、切削液的功能和负面影响 (3)

2.1、在机械加工中，切削液的三大功能 (3)

2.2、在机械加工中，切削液的三大负面影响 (4)

3、干切削刀具材料研究 (4)

3.1、采用新型的刀具材料....................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2、采用涂层技术 (5)

3.3、国内外对刀具材料的研究现状 (5)

4、干切削刀具几何参数的优化设计 (6)

4.1、选择大前角γ0 ，增大后角а0 (6)

4.2、减小主偏角Кf，增大负刃倾角λs (6)

4.3、改良刃具刃口 (6)

4.4、控制积屑瘤生长 (7)

4.5、减少刀具与工件表面之间的接触面积 (7)

5、干切削的机床优化设计 (7)

5.1、机床结构 (7)

5.2、排屑系统 (8)

5.3、冷却系统 (8)

6、干切削的工艺技术....................................................................................................................... 错误!未定义书签。

6.1、硬车加工工艺................................................................................................................... 错误!未定义书签。

6.2、液氮冷却加工工艺 (9)

6.3、国内外干切削加工工艺的研究现状 (9)

7、准干切削的原理 (10)

8、总结和展望 (11)

9、参考文献 (12)

干切削加工技术的发展趋势及国内外的研究现状

摘要:文章基于绿色制造技术，介绍了干切削刀具材料的特性，工件材料的特点，和机床的优化设计的机理，准干切削的原理，讨论了切削用量与刀具的参数关系，及先进切削工艺的应用。文章综合国内外的研究进展论述了切削机理和相关先进技术的发展状况，有益于加速我国在干切削加工技术方面的实施.及发展，同时对先进绿色制造技术体系和金属切削理论的发展有着深远意义。

关键词：绿色制造；干切削；切削工艺；准干切削

Abstract:This article based on Green Manufacturing ,introduced the properties of dry cutting tools,the feature of parts materials,the optimized design of machine tools,the principles of near dry cutting,and discussed the connection between cutting parameters and tool parameters,also the application of advanced cutting technologies.Integrating research progress at home and abroad ,this article discussed the cutting theory and advanced technology development,contributed to accelerating China's implementation and development of dry machining technology , and had far-reaching significance for advanced green manufacturing technology systems and development of the theory of metal cutting.

Key words:Green Manufacturing ; dry cutting ;cutting processes;near dry cutting

21世纪生产工程的重要内容之一是面向环境清洁的绿色制造技术，国际生产工程学会一直对生态平衡，环境保护,可持续发展给予充分重视,制造过程导致的环境污染已引起世界各国的重视，环境问题和资源问题是当前和今后相当长一段时间人类社会面临的主要问题。制造业作为创造人类财富的支柱产业，同时又是产生环境问题的主要根源,如何使制造业尽可能少地产生污染,由此产生一个有利于环保的生产加工技术——干切削技术，它符合我国21世纪的可持续发展战略,对先进制造技术体系和金属切削理论的发展有着深远意义。

1、干切削技术的研究背景

干切削技术是为适应全球日益高涨的环保要求和可持续发展战略而发展起来的一项绿色切削加工技术。1995年干切削的科学意义被正式确立，1997年的国际生产工程研究会(CIRP)年会上，德国Aachen工业大学的F.Klocke教授作了“干切削”的主题报告;1999年1月在美国国家科学基金“设计与制造学科”受资助者会议上，国际著名的刀具制造厂MAPAL公司的总裁B.P.Erdel博士也作了有关美国干切削发展的主题报告，干切削技术已经在各国工业界和学术界引起广泛的关注。目前包括欧洲、美国和日本等工业发达国家，非常重视干切削的研究，干切削技术已经成功应用到了生产领域，这与这些国家的工业基础雄厚和环保法规特别严格有一定的关系。其中德国企业尤为普遍，在大批量生产中，已有10%-15%的加工采用干切削技术，并且取得了良好的经济效益，世界许多知名的机床厂商在他们的产品目录中都有干切削机床加工中心。日本在干切削方面也进行了大量研究，最近他们已开发成功几种不使用切削液的干式加工中心。在其中的一种机床上，装有液氮冷却的干切削系统，从空气中提取高纯度氮气。在常温下以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。

我国干切削技术的研究也已起步。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(如陶瓷、立方氮化硼、金刚石等)及刀具涂层技术进行过系统的研究，并取得了不少的研究成果。我国陶瓷刀具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提供了初步的技术基础。北京机床研究所开发成功的KT系列加工中心能实现高速干切削。但总的来说，我国在干切削理论研究方面和国外还存在较大的差距，在工业中的应用规模更小，有待于我们今后加快研究与推广应用。

2、切削液的功能和负面影响

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。

2.1、在机械加工中，切削液的三大功能

(1)润滑功能——当切削液进入切削区以后，它就会渗入到刀具、工件和切屑之间的接触面，形成一层润滑膜。这层润滑膜可减少切削过程的摩擦，减小切削力，减轻切屑与刀具的粘结现象并抑制积屑瘤的产生，有利于改善加工表面技术质量。