论文部分内容阅读
摘要：为了迎合我国“21世纪绿色制造工程”，在数控行业一直致力于令金属切削加工技术达到绿色制造的要求。本文将会简单介绍我国数控未来的发展方向——干式切削加工技术及其应用。
关键词：干式切削 关键技术 数控
1.数控干式切削加工技术的含义及其加工特点
1.1.数控干式切削加工技术的含义
干式切削加工技术是指在进行切削时有意识地不使用切削液进行加工的方法，但同时还可以保证加工技术的切削效率高、道具耐用度高、产品质量高以及加工过程可靠性高。干式切削加工技术利用了高性能的干切削刀具及相关的辅助设施代替了传统的切削液，实现了“绿色工程”中的保护环境、降低成本等要求，实现了真正意义上的干切削加工。
1.2.数控干式切削加工技术的特点
1.2.1.节省传输、回收和过滤切削液工作和购置、维护相关装备的费用和，大大地简化了生产、加工工作系统，降低了加工的成本；另外，在高速铣削加工中，采用小切削量、高切削速度的切削形式，使切削力比常规切削降低30%以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少；
1.2.2.省去了分离切削液和切削细屑的分离工作和相关的设备，减少场地的占地面积；
1.2.3. 传统的切削加工技术过程中需要大量的切削液进行冷却、润滑和排屑工作，对周围的环境和操作者都有着一定的危害，对环境造成危害，而且处理费用还非常高。数控干式切削加工技术的采用省去了切削液的使用，产生的细屑干净、清洁、无污染，在节省了加工成本之余还可以确保操作者和环境不受伤害，达到我国绿色工程的要求，对生态环境危害极少，节约资源，能耗极低，易于进行回收处理工作；
1.2.4.降低加工过程中出现安全事故和质量事故的几率。
2.数控干式切削加工技术的优点及其重要性
2.1.数控干式切削加工技术的优点
2.1.1.数控干式切削加工技术的切削速度和加工时间成反比，从而提高了切削的工作效率，降低了切削的成本；
2.1.2.在高速切削的工作范围内，切削力和切削速度成反比，其中，切削力平均可以减少30%或以上，更合适合于刚性差和薄壁的零件进行切削加工；
2.1.3.在进行加工时，切削所产生的热量可以随着切屑的高速排出而散开，最高可散发90%的热量，有效防止零件因受热而变形和减少零件的内应力，大大提高了切削的精度；
2.1.4.数控干式切削加工技术可以减少，甚至取代放电加工和磨削加工技术，降低加工成本的同时还可以满足切削加工的质量要求。
2.2.数控干式切削加工技术的重要性
传统的切削加工技术过程中需要大量的切削液进行冷却、润滑和排屑工作。但实际上切削液对周围的环境和操作者都有着一定的危害，例如在加工过程中会以雾状挥发，容易危害到操作者的身体健康；而某些切削液和粘带着这些切屑都要作为有毒有害的材料进行特殊处理，防止对环境造成危害，而且处理费用还非常高。数控干式切削加工技术的采用省去了切削液的使用，在节省了加工成本之余还可以确保操作者和环境不受伤害，达到我国绿色工程的要求，对生态环境危害极少，节约资源，能耗极低。
3.数控干式切削加工技术简介
在数控干式切削加工技术中主要对加工过程中使用的刀具、机床以及工艺技术这三方面有着特别的要求，也是进行数控干式切削加工技术的实施条件。对于机床，要求能够迅速地排出切削过程中所产生的热量、细屑和尘埃，以免对设备造成损坏和影响加工的质量。而使用的工艺技术应该根据零件的特性进行選择，特别要注意到刀具的材料能够和弓箭材料进行合理的匹配。其中，最重要的是对于切削过程中所使用的刀具技术和刀具的材料。
3.1.良好的刀具技术。
所谓良好的刀具技术，是要求刀具能够满足以下三点要求：
3.1.1.具有优异的耐热性和耐磨性；
3.1.2.刀具和切屑之间的摩擦系数要尽可能地小；
3.1.3.尽可能减少刀具对切屑液排屑作用的依赖性；
3.2.刀具的设计原则。
良好的刀具除了要满足以上的三个要求外，还要拥有一个良好的设计。刀具的材料、外观形状以及表面涂层三者之间应该能够相互兼顾和优化。不同的零件进行切削加工所需要的刀具也会不同。
3.2.1.材料。刀具材料必须有优异的耐热性能，而且对于硬度的要求极高。目前我国进行切削的刀具材料多为金属陶瓷、陶瓷、CBN等等；
3.2.2.外观形状
刀具的外观形状决定了刀具进行切削时候的切削力、摩擦力以及产生切削热量的大小，所以刀具的外观设计尤其重要。在进行刀具设计时，大多会依据大前角和大圆度切削角的设计原则进行设计；
3.2.3.表面涂层。
刀具表面涂层的主要作用是在刀具和材料之间形成隔离层，减少两者之间的摩擦系数，从而减少加工过程中所产生的摩擦热，还可以减少刀具所吸收的热量，提高刀具的性能，在整个切削技术中发挥着重要的作用。一般来说，涂层种类有15种，厚度一般控制在1-5层之间，但有的刀具的表面涂层多达13层。
4.数控干式切削加工技术的冷却和润滑工作
对于某些材料的加工过程中，刀具和切削细屑的分离时间短，导致刀具和材料没有充足的时间进行冷却，一旦润滑条件较差，细屑排出困难，将会严重影响材料的切削加工质量。所以为了解决这些问题，确保加工质量，可以采用风冷或微量冷却等方法进行冷却和润滑工作。良好的冷却和润滑工作可以令刀具有更长的使用寿命，提高工作效率之余还可以大大地节省生产的成本，提高加工材料的质量。
5.数控干式切削加工技术的应用
数控干式切削加工技术应用在汽车、飞机以及模具等制造行业中，而大部分发达国家的高速机床技术已经开始进行商业化的生产，并正式投入市场进行使用。例如美国的飞机制造企业已经开始采用数控干式切削加工技术对某些难加工的零件进行切削加工，生产的需求不断推进着这门技术的发展，足以可见数控干式切削加工技术任重而道远。
6.结言
数控干式切削加工技术不仅清洁无污染，降低了生产的成本，提高了加工效率，还对于环境和操作者都有着一定程度的保护作用，因此随着不断对其进行研究，相信数控干式切削加工技术一定能够在我国广泛应用，造福社会。
参考文献：
[1]张雅琼.薄壁零件车工夹具设计[J].中国高新技术企业.2010
[2]孙文城.高速切削加工模具的关键技术研究[J].机械制造与自动化.2008
关键词：干式切削 关键技术 数控
1.数控干式切削加工技术的含义及其加工特点
1.1.数控干式切削加工技术的含义
干式切削加工技术是指在进行切削时有意识地不使用切削液进行加工的方法，但同时还可以保证加工技术的切削效率高、道具耐用度高、产品质量高以及加工过程可靠性高。干式切削加工技术利用了高性能的干切削刀具及相关的辅助设施代替了传统的切削液，实现了“绿色工程”中的保护环境、降低成本等要求，实现了真正意义上的干切削加工。
1.2.数控干式切削加工技术的特点
1.2.1.节省传输、回收和过滤切削液工作和购置、维护相关装备的费用和，大大地简化了生产、加工工作系统，降低了加工的成本；另外，在高速铣削加工中，采用小切削量、高切削速度的切削形式，使切削力比常规切削降低30%以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少；
1.2.2.省去了分离切削液和切削细屑的分离工作和相关的设备，减少场地的占地面积；
1.2.3. 传统的切削加工技术过程中需要大量的切削液进行冷却、润滑和排屑工作，对周围的环境和操作者都有着一定的危害，对环境造成危害，而且处理费用还非常高。数控干式切削加工技术的采用省去了切削液的使用，产生的细屑干净、清洁、无污染，在节省了加工成本之余还可以确保操作者和环境不受伤害，达到我国绿色工程的要求，对生态环境危害极少，节约资源，能耗极低，易于进行回收处理工作；
1.2.4.降低加工过程中出现安全事故和质量事故的几率。
2.数控干式切削加工技术的优点及其重要性
2.1.数控干式切削加工技术的优点
2.1.1.数控干式切削加工技术的切削速度和加工时间成反比，从而提高了切削的工作效率，降低了切削的成本；
2.1.2.在高速切削的工作范围内，切削力和切削速度成反比，其中，切削力平均可以减少30%或以上，更合适合于刚性差和薄壁的零件进行切削加工；
2.1.3.在进行加工时，切削所产生的热量可以随着切屑的高速排出而散开，最高可散发90%的热量，有效防止零件因受热而变形和减少零件的内应力，大大提高了切削的精度；
2.1.4.数控干式切削加工技术可以减少，甚至取代放电加工和磨削加工技术，降低加工成本的同时还可以满足切削加工的质量要求。
2.2.数控干式切削加工技术的重要性
传统的切削加工技术过程中需要大量的切削液进行冷却、润滑和排屑工作。但实际上切削液对周围的环境和操作者都有着一定的危害，例如在加工过程中会以雾状挥发，容易危害到操作者的身体健康；而某些切削液和粘带着这些切屑都要作为有毒有害的材料进行特殊处理，防止对环境造成危害，而且处理费用还非常高。数控干式切削加工技术的采用省去了切削液的使用，在节省了加工成本之余还可以确保操作者和环境不受伤害，达到我国绿色工程的要求，对生态环境危害极少，节约资源，能耗极低。
3.数控干式切削加工技术简介
在数控干式切削加工技术中主要对加工过程中使用的刀具、机床以及工艺技术这三方面有着特别的要求，也是进行数控干式切削加工技术的实施条件。对于机床，要求能够迅速地排出切削过程中所产生的热量、细屑和尘埃，以免对设备造成损坏和影响加工的质量。而使用的工艺技术应该根据零件的特性进行選择，特别要注意到刀具的材料能够和弓箭材料进行合理的匹配。其中，最重要的是对于切削过程中所使用的刀具技术和刀具的材料。
3.1.良好的刀具技术。
所谓良好的刀具技术，是要求刀具能够满足以下三点要求：
3.1.1.具有优异的耐热性和耐磨性；
3.1.2.刀具和切屑之间的摩擦系数要尽可能地小；
3.1.3.尽可能减少刀具对切屑液排屑作用的依赖性；
3.2.刀具的设计原则。
良好的刀具除了要满足以上的三个要求外，还要拥有一个良好的设计。刀具的材料、外观形状以及表面涂层三者之间应该能够相互兼顾和优化。不同的零件进行切削加工所需要的刀具也会不同。
3.2.1.材料。刀具材料必须有优异的耐热性能，而且对于硬度的要求极高。目前我国进行切削的刀具材料多为金属陶瓷、陶瓷、CBN等等；
3.2.2.外观形状
刀具的外观形状决定了刀具进行切削时候的切削力、摩擦力以及产生切削热量的大小，所以刀具的外观设计尤其重要。在进行刀具设计时，大多会依据大前角和大圆度切削角的设计原则进行设计；
3.2.3.表面涂层。
刀具表面涂层的主要作用是在刀具和材料之间形成隔离层，减少两者之间的摩擦系数，从而减少加工过程中所产生的摩擦热，还可以减少刀具所吸收的热量，提高刀具的性能，在整个切削技术中发挥着重要的作用。一般来说，涂层种类有15种，厚度一般控制在1-5层之间，但有的刀具的表面涂层多达13层。
4.数控干式切削加工技术的冷却和润滑工作
对于某些材料的加工过程中，刀具和切削细屑的分离时间短，导致刀具和材料没有充足的时间进行冷却，一旦润滑条件较差，细屑排出困难，将会严重影响材料的切削加工质量。所以为了解决这些问题，确保加工质量，可以采用风冷或微量冷却等方法进行冷却和润滑工作。良好的冷却和润滑工作可以令刀具有更长的使用寿命，提高工作效率之余还可以大大地节省生产的成本，提高加工材料的质量。
5.数控干式切削加工技术的应用
数控干式切削加工技术应用在汽车、飞机以及模具等制造行业中，而大部分发达国家的高速机床技术已经开始进行商业化的生产，并正式投入市场进行使用。例如美国的飞机制造企业已经开始采用数控干式切削加工技术对某些难加工的零件进行切削加工，生产的需求不断推进着这门技术的发展，足以可见数控干式切削加工技术任重而道远。
6.结言
数控干式切削加工技术不仅清洁无污染，降低了生产的成本，提高了加工效率，还对于环境和操作者都有着一定程度的保护作用，因此随着不断对其进行研究，相信数控干式切削加工技术一定能够在我国广泛应用，造福社会。
参考文献：
[1]张雅琼.薄壁零件车工夹具设计[J].中国高新技术企业.2010
[2]孙文城.高速切削加工模具的关键技术研究[J].机械制造与自动化.2008