綠色切削技術是綠色制造的一個組成部分,它是指對生態(tài)大環(huán)境和加工現(xiàn)場小環(huán)境均無毒副作用(或副作用很小),在加工過程中產(chǎn)生的少量“三廢”(廢氣、廢液和廢渣)在鏈條末端可回收或自然降解,達到無公害的環(huán)保要求,對人的健康和環(huán)境沒有危害的切削技術。
干式切削是指在切削加工過程中不使用任何切削液,完全消除了切削液的負面影響,是一種符合生態(tài)要求的綠色切削加工方式。它的優(yōu)點主要有:對大氣和水環(huán)境無污染;切屑上無殘液,降低了清潔處理成本;對人的健康無害且不會損傷皮膚或造成過敏。干式切削技術目前主要應用于鑄鐵件的加工,在其它方面的推廣應用正在進一步研究開發(fā)。
液氮冷卻切削是利用液氮特性,在切削區(qū)形成局部低溫(或超低溫),從而改變工件材料的物理力學性能使其有利于加工的先進切削技術。美國懷特州立大學的S Y Hong博士對液氮冷卻車削加工的研究表明,硬質(zhì)合金刀具材料在液氮冷卻切削條件下能夠保持良好的切削性能。林肯大學的Z Y Wang車削氮化硅陶瓷的試驗表明,在液氮冷卻條件下,刀具磨損可減小約4倍,工件表面粗糙度值可減小6倍多。液氮冷卻切削對于鈦合金、低合金鋼、軟鋼及一些高塑(韌)性復合材料等難加工材料的加工非常有利。
水蒸汽冷卻切削是將過熱水蒸汽噴射到切削區(qū)以達到冷卻潤滑的一種切削方法。它的切削系統(tǒng)由水蒸汽發(fā)生裝置、水蒸汽傳輸與控制系統(tǒng)和機床系統(tǒng)組成。前蘇聯(lián)學者Podgorkv V V和Godelviski V A在上世紀90年代提出了這種切削加工方法。哈爾濱工業(yè)大學也對此做過初步研究,并取得了一定成果。研究表明,水蒸汽冷卻切削可以減小切削力和工件表面粗糙度值,明顯降低切削溫度,生成的切屑更規(guī)則合理,潤滑性有所提高。水蒸氣價格低廉又無污染,是一種很好的綠色潤滑劑。目前,該技術仍處于研究階段
氣體射流冷卻切削是以一定壓力的射流氣體沖刷加工區(qū)以獲得冷卻效果的切削加工方法。日本學者對這種加工方法所做的研究工作較多。我國華東船舶工業(yè)學院也做了這方面的研究工作,并取得了較好效果。研究表明,氣體射流冷卻切削在冷卻效果、工件加工質(zhì)量和刀具使用壽命等方面均有益處。目前國內(nèi)對該技術的研究還處于起步階段。
低溫風冷切削是在加工過程中用-10℃~-100℃的冷風沖刷加工區(qū),從而降低刀具和工件溫度的一種切削技術。它的切削系統(tǒng)主要由冷風發(fā)生裝置和切削加工系統(tǒng)組成。日本對此項技術的研究較早,開發(fā)水平較高。1996年橫川和彥教授就開始對低溫風冷切削進行了較全面的研究。國內(nèi)的重慶大學也進行過此類研究,并取得了一定成果。研究表明,低溫風冷切削可顯著降低切削區(qū)溫度,提高刀具耐磨性,延長刀具使用壽命,改善加工表面質(zhì)量,且對環(huán)境完全無污染。
最小量潤滑(Minimal Quantities of Lubricant, MQL)切削是指將壓縮空氣與極微量的潤滑液混合汽化后噴射到加工區(qū)進行有效潤滑的一種切削加工方法。它可以大大減少切削液的用量(一般僅為0.03~1.2L/h),可有效減小刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦,防止粘結,延長刀具壽命,提高加工表面質(zhì)量。目前,該技術主要用于鑄鐵、鋼和鋁合金等的鉆孔、鉸孔、攻絲、深孔鉆削、鋁合金端面銑削等。
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