低温切削加工

温切削技术的发展，就某些难加工材料的应用，对于制造业的快速发展，具有
良好的发展趋势和应用前景。
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低温切削加工
低温切削加工是利用液氮 (-186℃)、液体二氧化碳 (-76℃)等低温介质，
使工件、工具或切削区处于冷却状态从而进行切削加工的方法。
低温切削加工
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低温切削加工
技术分类
冷却刀具低温切削 内冷式切削
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总 结
低温切削加工是一项将低温技术应用到机械切削加工中的新型加工
技术，世界各国都在大力研究，并取得了很大的进展，只是在实用化方
面尚需做大量的工作[9]。 对难加工材料，如钛合金、镁合金，高锰钢、不锈钢，工程陶切削 在降低切削力、减瓷和高强度钢等，进行低温冷却切削时均取得了良好 的工艺效果。低温少刀具的磨损、切削温度、提高刀具使用寿命和耐磨
时，刀具的磨损明显减少 ，切削温度降低 30%，工件的表 面加工质量得到很大的改善。
钛合金棒材
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低温切削加工
技术问题
1. 在低温切削条件下，对刀具材料和刀具几何参数进行优选。 2. 在空气湿度较大的地区，液氮喷口与周围环境温差大，易结冰，工作 时不稳定，故要附以加热装置。 3. 低温切削中，注意切削条件,材料低温脆性点和冷却温度的合理组合。 4. 冷却方式对工件的加工效果起着很大的作用。 5. 风冷时注意刀具的润滑，已加工工件的防锈，冷风的噪声等问题[6]。
性，提升工件加工表面质量等方面均表现出明显优势，具有良好的应用
前景。
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附录：参考文献
[1] 张世昌. 先进制造技术[M]. 天津：天津大学出版社，2004. [2] 冯宪章,刘爱敏等. 先进制造技术基础[M]. 北京：北京大学出版社，2013. [3] 乔培平.低温冷却切削加工研究由于应用[J].新技术新工艺，2015，5：112-114. [4] 孟春,李淑娟.液氮低温切削钛合金实验研究[J].学术交流，2012，3：30-32. [5] 张昌义,童明伟.干式、半干式和低温冷风切削加工技术 [J].机械工人：冷加工，2003,
（9）：34-35.
[6] 魏树国,马光锋.低温加工及其应用[J].现代制造工程，2003，12：116-119. [7] 李伯豪 , 赵海珠 . 液氮冷却对高强度不锈钢加工性能的影响 [J]. 制造技术研究， 2016,8 （4）：9-12. [8] 白晓丹,刘静.低温加工技术及其发展现状分析[J].低温工程，2005，1：25-29. [9] 刘力红.低温切削加工的分类及应用[J].矿山机械，1997，8：38-40.
保持杜瓦罐（如图）为恒压，并利用虹吸原
理，靠压缩空气从瓶中抽出液氮、经喷嘴喷 射到切削区，进行低温加工。
液氮低温切削
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低温切削加工
工艺效果
(1)降低切Fra Baidu bibliotek温度
(2)减小切削力，改善材料切削加工性
(3)提高刀具寿命和加工效率
(4)降低工件表面粗糙度，提高加工精度
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技术应用
1. 适合于对体心立方晶格材料进行加工。
2. 对难加工的钛合金、不锈钢、高强度耐热合金等材料加工。 3. 采用低温切削热固性塑料、合成树脂、石墨制品、橡胶制品和玻璃纤维 制品等复合材料时具有明显的优越性。 4. 金刚石刀具低温下可发挥良好的切削性能。
5. 采用低温切削加工，相当于对工件进行了一次冷处理。
6. 利用电子冷冻卡盘夹持工件进行切削与磨削加工时，既可消除加工变形， 还可进行精密加工，因此适于加工薄壁易变形零件。
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技术应用
钛合金的低温加工
钛合金在加工时易产生表层加工硬化 , 钛元素活性大， 易形成表面污染层 ,使切削力变大，同时钛合金导热系数小, 从而使切削温度升高。因此钛合金是典型的难加工材料。 美国的 K .P .Raijurkar 博士采用液氮循环冷却刀具的方
法对钛合金进行了低温加工。实验表明：低温加工钛合金
冷却对象
冷却工件低温切削 亚常区（2-6℃） 低温介质 低温区（-30-0℃） 超低温区（<－50℃）
冷却形式
外冷式切削 机械式制冷切削 制冷方式 化学式制冷切削 电子式制冷切削
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低温切削加工
加工形式
低温切削主要有两种加工形式：浸液冷却法和喷射冷却法。 浸液冷却法是将加工工件浸在低温液体中（切削部分不露出液面）进 行切削加工，从而达到低温切削加工的效果和性能。例如将固态二氧化碳
低温切削加工技术的发展及应用
目录
CONTENTS
前 言 低温切削加工 技术应用 总 结
前 言
制造业是国民经济的支柱产业，对于国民经济的发展具有非常重要的地位，
而今制造业的发展更是离不开先进制造技术的进步与支持。先进制造技术是为
了适应时代和市场的需求，对制造技术不断优化及推陈出新以提高竞争能力， 从而形成的一个相对的、动态的概念[2]。 低温切削加工技术是顺应先进制造技术的发展趋势，形成的一种新型加工 技术。可有效地提高刀具寿命，提高工件加工精度、表面质量以及生产率。低
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（干冰）置于酒精中，可得到-60℃的低温液体；将液氮大量注入酒精中，
可得到-90℃低温液体。此方法需将工件或材料浸入液体中，由于加工方 法和工艺等原因，故应用较少。
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低温切削加工
加工形式
喷射冷却法是将低温流体（液氮或液体 CO2）直接浇注或喷射到切削区进行冷却加 工的方法。利用高压罐中的液体二氧化碳通 过喷嘴进行冷却的情况，或采用干燥的空气