綠色制造的工藝技術(shù)

　　干切削時(shí)切削區(qū)的溫度明顯高于濕切削，所以在不少情況下干切削加工比濕切削加工時(shí)的切削用量要小。不過(guò)，在高速切削條件下，95%的切削熱將被切屑帶走，切削力也可降低30%，所以高速切削也是干和準(zhǔn)干切削的發(fā)展方向之一。當(dāng)然，干和準(zhǔn)干切削采用的切削用量還要根據(jù)具體加工條件進(jìn)行優(yōu)選。

　　在高速干切削方面，美國(guó)Makino公司提出“紅月牙”(Red Crescent)干切工藝。其機(jī)理是由于切削速度很高，產(chǎn)生的熱量聚集于刀具前部，使切削區(qū)附近工件材料達(dá)到紅熱狀態(tài)，導(dǎo)致屈服強(qiáng)度明顯下降，從而提高材料去除率。實(shí)現(xiàn)“紅月牙”干切工藝的關(guān)鍵在刀具，目前主要采用PCBN和陶瓷等刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)這種工藝，如用PCBN刀具干車削鑄鐵車盤(pán)時(shí)切速已達(dá)到1000m/min。

　　當(dāng)然，選用什么刀具材料還要視工件材料而定。雖然上述PCBN很適合進(jìn)行高速干切削，但主要是對(duì)高硬度黑色金屬和表面熱噴涂的硬質(zhì)工件材料進(jìn)行干切削，由于CBN與鐵素體有親和性，故不宜用于低硬度(HRC45以下)工件的加工。又如金剛石刀具的碳與鐵元素有很強(qiáng)的化學(xué)親和力，故不能用來(lái)加工黑色金屬。

　　干切削的難易程度與加工方法和工件材料的組合密切相關(guān)。從實(shí)際情況看，車削、銑削、滾齒等加工應(yīng)用干切削較多，因?yàn)檫@些加工方法切削刃外露，切屑能很快離開(kāi)切削區(qū)。而封閉式的鉆削、鉸削等加工，干切削就相對(duì)困難一些，不過(guò)目前已有不少此類孔加工刀具出售，比如德國(guó)Titex公司可提供適用于干切削的特殊鉆頭Alpa22，其鉆深與直徑之比達(dá)到7-8。就工件材料而言，鑄鐵由于熔點(diǎn)高和熱擴(kuò)散系數(shù)小，最適合進(jìn)行干切削，鋼的干切削特別是高合金鋼的干切削較困難，這方面曾進(jìn)行大量試驗(yàn)研究并已取得重大進(jìn)展。鋁及鋁合金雖然是難于進(jìn)行干切削的材料，但通過(guò)采用MQL潤(rùn)滑的準(zhǔn)干高速切削，在解決切屑與刀具粘連及鋁件熱變形方面獲得突破，實(shí)際生產(chǎn)中已有加工鋁合金零件的準(zhǔn)干切削生產(chǎn)線在運(yùn)行。對(duì)于難加工材料，則有使用激光輔助進(jìn)行干切削的。