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未来金属切削加工的发展趋势之干式切削加工

干式切削加工是未来金属切削加工的发展趋势之一。近年来工业发达国家非常重视干式切削，为了贯彻环境保护政策，大力研究、开发和实施这种新型焊接薄板加工方法。切削液在工作中对降低切削温度起了很好的作用，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繁琐，且成本很高。切削液对环境和操作者身体健康的危害使其使用受到限制。切削液的处理也大大提高了加工成本，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，在集中冷却液加工系统中，切削液那末我们该如何对鞋带做扯断力拉伸实验呢？占总成本的14%～16%，而刀具成本只占2%～4%。据预测，如果20%的切削加工采用干式切削加工，总的制造成本可降低1.6%。因此，未来切削加工的方向是采用尽量少的切削液，耐高温切削材料和涂层使得干加工在机械制造领域变为可能。

干式切削加工刀具的设计

设计干式切削刀具时需要考虑刀具几何形状、刀具材料和涂层之间的相互兼顾，不能只通过选择合适的刀具材料来进行干式加工，也不能只采用涂层方法使传统刀具变成干式电器包装加工刀具。传统切削加工时，各种加工方式对刀具设计提出了不同要求。干式切削加工刀具必须具备下列条件：高耐热性、高耐磨性的刀具材料；切屑和刀具之间的摩擦系数尽可能小；刀具形状可保证排屑流畅、易于散热；高的强度和冲击韧性等。

干式切削加工刀具的设计必须考虑以下三个方面：

（1）刀具几何形状。热效应是干式切削加工需要解决的基本问题。刀具设计时，要考虑使刚开始切削加工时产生热的可能性小，因此必须保证刀具切削力小、摩擦小。深孔加工刀具的切削难题是很难将切屑排出，因此刀具设计必须保证良好的排屑效果。在小切削力情况下的设计原则为大前角和大圆度切削角。

（2）刀具材料。干式切削加工时，刀具材料最重要的特性是耐高温性。如果必须采用大前角，则材料的高硬度是必需的。目前适用于干式切削加工的刀具材料主要有超细颗粒硬并可以根据特定的条件进行检索查询实验过的式样的各种信息记实验测试结果质合金、CBN、PCD、陶瓷和金属陶瓷等。

（3）刀具涂层。切削加工可以不采用切削液的主要原因之一是刀具涂层的应用，它可通过抑制从切削区到刀片的热传导来降低温度冲击。因此，刀具材料可通过涂层处理来实现“固体润滑”，以减少摩擦和粘结磨损，使刀具吸收热量较少，能承受较高的切削温度。涂层在干式切削连接杆加工中的功能是将刀具与被切削材料隔离，减少摩擦，起到隔热作用。干式切削加工刀具通常可采用TiAIN涂层，它有很好的耐热性能和高温性承受很大的力以后在大约45度方向产生剪切断裂能，与TiN，TiCN涂层相比，由于添加了Al，从而使刀具的抗氧化性能得到极大改善，非常适用于高速加工和干式加工，它的切削性能在高温连续切削时可比TiC涂层提高四倍。

干式切削加工的冷却和润滑

干式切削加工时如果采用喷雾冷却，可以避免采用切削液时的负面影响，这意味着刀具和工件不需长时间冷却，切屑与刀具之间分离时间较短，而排屑显得比较困难。解决这些不利因素可通过刀具设计和涂层技术来补救。但有时还不够，必要时可适量使用冷却和润滑介质。切削加工中少量使用冷却或润滑介质也称为准干式切削加工。实际应用方法包括压缩空气或冷风冷却，在车削时可采用-20℃冷风及少量润滑油；钻削时可采用喷雾润滑等。

干式切削加工意校校通味着在钻削、车削和镗削过程中可以不用切削液，从而大大节约加工成本和保护环境。一般来讲，减少切削液的使用可以节省10%～15%的加施工工艺和聚苯板体系相同工成本。目前，欧洲和日本非常重视干式切削加工的研究。欧洲工业界已逐渐认识到干式切削加工的优势，在大批量生产中，已有约10%～15%的加工采用了干式切削加工。