干切削是切削加工的發(fā)展方向

>    就在二十年前，切削液曾是非常便宜，在大多數(shù)加工過程的成本中，其所占比例不到3%。以至沒有誰會對此多加注意。可是，現(xiàn)在不一樣了，切削液在車間生產(chǎn)成本中所占比例上升為15%，這就不得不引起生產(chǎn)經(jīng)營者的極大關(guān)注。
                
    特別是那些含油的切削液已經(jīng)成為一項很大的支出。更重要的是它的排放污染環(huán)境，國外環(huán)保部門要監(jiān)控這些混合制劑的處理。而且，許多國家和地區(qū)也把它們劃歸為危險廢物，如果其中含有油和某些合金，還要采取更為嚴(yán)厲的控制措施。再有，許多高速加工工序加了切削液會產(chǎn)生煙霧，環(huán)保部門也限制切削液煙霧釋放量要在允許范圍內(nèi)，職業(yè)安全和職工健康管理部門為了降低切削液煙霧排放允許值，正在考慮一項咨詢委員會的建議。其中包括制定比較高的切削液的價格政策。因此，越來越多的廠家開始采用干切，以避免這筆費用和與切削液處理相關(guān)連的麻煩。
                
    以前，金屬加工行業(yè)使用切削液已形成"習(xí)慣"，所以推廣干式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢力，他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面、提高刀具壽命所必須的。也有許多人認(rèn)為變濕切為干切，費用可能會更高。其實兩種看法都不對。對于多數(shù)金切件，干切應(yīng)該是"標(biāo)準(zhǔn)加工環(huán)境"。在高速下干車、干銑淬硬材料不僅可能，而且更經(jīng)濟。關(guān)鍵是要知道如何正確地選擇刀具、機床和切削方法。盡管切削液在有些場合還是需要的，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展，情況也在不斷的變化。新的硬質(zhì)合金牌號特別是那些涂層牌號，在高速、高溫的情況下不用切削液，切削效率更高。事實上，對于間斷切削，切削區(qū)溫度越高，越不適合用切削液。
                
    先來看看銑削，假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力，那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了，它的冷卻效果是很小的甚至沒有。而應(yīng)用切削液刀具會產(chǎn)生溫度的激烈變化，銑刀刀片自工件切出時冷卻，再切入時溫度又上升。盡管在干切削時也有類似的加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生，但是加了切削液這種溫度變化要大得多。溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力，會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。
                
    類似的情況在車削中也會出現(xiàn)，例如用非涂層硬質(zhì)合金，在速度高于130m/min時，車削中碳鋼，刀尖切入工件不到40秒，然后暴露在冷卻液中，就能很明顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損，從而大大地縮短刀具壽命。對于大多數(shù)車削加工，干切通常能延長刀具壽命。
                
    然而，對于鉆削則是另一種情況。鉆削時切削液是必要的，因為它提供了潤滑和從孔中沖出切屑。沒有切削液，切屑可能粘在孔內(nèi)，并且表面粗糙度平均值(Ra)可能達(dá)到濕鉆時的兩倍。在這種情況下，切屑液也能減少所需的機床扭矩，因為鉆頭邊緣上與孔壁接觸的點得到潤滑。盡管涂層鉆頭也能夠起到類似切削液的潤滑效果，涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小。從總的效果來看，目前還不能完全代替切削液。用哪種型號的切削液要根據(jù)具體情況，潤滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時比較好。而冷卻能力較高的切削液，可以增強易切削材料高速加工性能，可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下。
                
    可是許多時候用了切削液取得了某些效果，但它需要很高的額外費用，也帶來非常有害的環(huán)境污染，這是不值得的。應(yīng)該看到，現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削熱，具備高速切削所需的性能。必要時可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑，以取代切削液。