绿色切削加工技术的研究现状与进展(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1

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4．绿色湿式切削

绿色湿式切削是指使用高性能、长寿命、低污染、可降解的新型绿色切削液，最大限度地减少切削液的用量和废液的排放，增加切削液循环使用的次数，并对其实施无害化处理，从而达到绿色环保要求的切削加工方式。目前绿色湿式切削的研究主要集中在以下几个方面：

4.1 高性能、长寿命、低污染切削液的开发

目前发达国家已普遍使用微乳化液，并正在大力研究环保型切削液。美国Mobil化学公司研制出一种名叫MobilmentAquaRho的乳化液，其中添加了含磷、氮和硼的合成物，该乳化液的使用寿命达45个月以上。

在我国，水基切削液的使用范围越来越广，且已开始从乳化液向性能好、寿命长的合成切削液、微乳化液过渡，矿物油逐渐被生物降解性好的植物油和合成酯所代替。离子型切削液是一种新型的水溶性切削液，其母液是由阴离子型、非离子型表面活性剂和无机盐配制而成，具有良好的降温冷却效果。刘镇昌等人研制了一种低毒、低污染的低温(即低凝点)切削液。该切削液具有良好的低温流动性、极强的冷却性能和较好的润滑性能，并能有效抑制细菌繁殖，大大延长切削液的使用寿命，从而可减少切削废液的排放量，有利用环境保护，具有较好的社会效益。上海海营化工工贸实业公司开发了一种高科技绿色环保冷却液——MCT润滑冷却液，它具有良好的润滑、冷却性能和较好的防锈、防腐蚀性能，且无毒、无刺激性、无污染。

4.2 “最小润滑”技术的研究

最少量润滑(MQL)技术是指在切削中，切削工作处在最佳状态下(即不缩短刀具使用寿命，不降低已加工表面质量)，切削液的使用量达到最少。

美国密执安技术大学对切削加工中有关切削液的适当用量问题进行了研究，试图在满足加工要求的情况下，使切削液用量最少、与切削液有关的费用也降至最低。他们在福特汽车公司所做的试验中，对切削液的浓度、工件材料、刀具类型及几何参数等都进行了测试与研究，并对工件表面粗糙度、积屑瘤和切削力等作了分析，通过试验得出了最适当的切削液用量。美国Thyssen制造公司对“最小润滑”加工技术进行了研究，使切削液流或气雾通过刀具作用于加工区域，切削液的流量由CNC程序控制，取得了很好的效果。王成勇等人采用最小润滑技术钻削多种复合板。在钻削铝一钛多层复合板时，钻削钛板切屑的摩擦磨损作用，会导致铝板孔呈喇叭形，孔径波动幅度和平均孔径值增大并可能超差。试验采用了最少量润滑技术，使用涂层刀具并采用退刀排屑和扩孔方式加工，减小刃带宽度，增大进给角和使用阶梯轴，保证了孔的加工质量。

4.3 冷却液净化处理技术的研究

一般情况下，冷却液是循环使用的，对其循环使用之前要进行净化处理，其中包括过滤、杀菌等环节。郭成等人做了用硅藻土深层过滤法过滤CBN砂轮超高速磨削条件下的磨削液的试验，结果表明，硅藻土过滤法的精度和效率较高，适合对胶状及粘性物料的过滤。西安工学院科研处开发了一套不排放冷却液的净化装置，该装置包括滚筒内刮渣磁分离机和电子臭氧灭菌器，两者联用可实现冷却液的零排放，从而消除了机械加工中冷却液排放而带来的环境污染，并且可节约切削液。

5．结论

干式切削技术现已成熟应用于有色金属及其合金和铸铁的加工中，但在钢材尤其是高强度钢的干切削应用方面仍存在问题，主要表现为刀具磨损严重，对刀具的材料和结构要求较高，成本较大。同时，在于切削中还普遍存在粉尘和切屑处理比较困难、机床易生锈等问题。

目前，低温切削仅用于钛合金、高锰钢、淬硬钢等一些难加工材料的加工中。相对于传统的切削方法，低温切削的成本较高，因此降低成本成为低温切削推广应用的前提。同时，机床的防锈也是应考虑的问题。

绿色湿式切削是目前比较可行的加工方法。新型环保切削液I生能的研制、切削液的合理使用及废液的净化处理成为有待解决的问题。

2l世纪呼唤绿色制造，清洁生产需要绿色加工。绿色切削作为一项新的课题，正得到越来越广泛的重视。虽然干式切削、低温切削、绿色湿式切削等技术还有很多问题需要解决，但与传统的加工方法相比，它们的优越性正逐渐体现出来，绿色切削将是未来绿色制造业的重要组成部分。

摘自《工具技术》2005年第3期 (

• 面向DNC的刀具管理系统的开发

• 采用多功能机床高效加工PCD刀具

• 五轴数控加工中刀具干涉处理的特征投影法

• 复合断屑槽型结构及双槽刀片断屑性能试验研

• CVD金刚石材料在高性能刀具上的应用

• 氮化硅陶瓷刀具的切削性能及其应用