第二章 干切削加工工艺技术.pptVIP

* 第二章 干切削加工工艺技术 第一节 概述： 一、干切削的概念： 干切削即在加工过程中不用任何切削液或少量润滑剂的工艺方法。 二、干切削的特点： 由于不用切削液,因而干切削可以完全消除切削液带来的一系列负面效应,并具有以下特点: (1)形成的切屑干净清洁无污染,易于回收和处理。 (2)省去与切削液有关的传输、回收、过滤等装置及费用,简化了生产及处理程序,节约了生产成本。 (3)不发生污染环境和与切削液有关的安全及质量事故。 (4)加工质量高　由于干切削没有冷却液对工件的急冷,工件没有微淬火现象,不会产生表面微裂纹,同时加工后的工件不会因存在残留切削液而形成腐蚀锈斑,因此提高了工件表面质量。 (5)延长刀具寿命　通常认为,由于切削液的冷却与润滑作用,对提高刀具使用寿命有利。但美国密歇根技术大学进行的比较性切削试验表明,在一定的切削速度(尤其在较高速度)下,湿式切削由于冷却液加注过程中的不连续性与冷却程度的不均匀性,使刀具产生不规则的冷、热交替变化,容易使刀头产生裂纹,进而引起刀具破损,反而降低了刀具的使用寿命。高速加工中主轴高速旋转产生的离心力使切削液难于进入切削区域,加工时在切削区产生极高的温度,又使切削液在进入切削区之前已经气化,起不到冷却作用,因而对刀具寿命延长几乎没有帮助。而用于干切削的刀具经过特殊处理,降低了切削热的产生,耐热性也比普通刀具好,故有较理想的使用寿命。 (6)高效率　由于干切削自身的特点,为了减小切削热的产生,并将切削热及时带走,延长刀具使用寿命,在机床及刀具满足条件的状况下,多采用提高切削速度的方法,从而提高了加工效率。 第二节 传统切削加工的环保问题 一、 切削液造成环境污染 在传统的切削加工中，切削液的作用是冷却、润滑、防锈和清洗。切削液分为油基和水基两种，均含有多种化学成分。切削液对环境的危害主要是对水资源的污染。矿物油是切削液的主要成分，其生物降解性差，会长期滞留在水和土壤中。美国环保局指出，油对水生物有急性致死毒性，也有长期亚急性致死毒性，即不会导致生物死亡，但可破坏其正常的生态。水中含油量超过 10ppm就会使海洋植物死亡，含300ppm 可使淡水鱼死亡。既使排放的废液经过严格的矿物油回收处理，其在水中的长期积累也不容忽视。切削液的添加剂对环境的污染也是多方面的，如常用作极压添加剂的短链氯化石蜡是海水污染物之一。在水基切削液中常用磷酸钠作防锈剂，研究证明，磷酸盐类化合物的直接排放会使河流、湖泊和海洋因富营养化而出现蓝藻和赤潮。此外，切削液或多或少会存留在切屑上，大量堆积的切屑会污染土壤，切屑再生利用时切削液的有毒有害成分也会污染环境。 二、产品生产成本增加 随着切削用量的成倍增大，切削液的消耗量也大幅提高，因而它在零件制造成本中所占的比例也大大增加。据国外许多统计资料表明，切削液及切削液的供给、保养、回收及切削废液的处理等费用加在一起，占总制造成本的 10--20%，而刀具消耗的费用仅占制造成本的 5--10%，应引起人们的高度重视。 三、危害工人的身体健康 1、切削液使用时产生的油雾及气味会对人体呼吸器官造成危害： 油基切削液在高速或重载切削条件下产生化学反应，释放刺激性的有害气体和油雾，燃点和黏度越低，烟雾就越大，污染越重。 2、切削液中的添加剂具有毒性。 普通水基液含有数十种化学成分，在使用中遇高温形成的新化合物对人体危害较大。如防锈剂亚硝酸钠，长期接触有可能致癌。 3、对皮肤的危害。 极性添加剂氯化合物润滑性能好，但刺激皮肤和眼睛；甲醛类化合物会使眼睛流泪，且能致癌。矿物油、表面活性剂、防腐杀菌剂，均会使皮肤干燥、裂口、红肿而发生皮炎。 注：ppm是体积浓度单位，一百万体积中所含污染物的体积数。 第三节 干切削加工工艺技术 一、干切削中的冷却技术 干切削就是在金属切削加工过程中不使用切削液，利用特定的刀具及相关的加工技术，获得所需加工效果的一种加工方法。干切削加工过程中不使用切削液不是说不冷却，而是采用其他的冷却方法。常规金属切削加工中使用切削液，其主要作用有冷却、润滑、清洗、排屑等。为解决使用切削液的副作用，可采用干式切削方式，既采用冷风喷气冷却方式，它所使用的冷却气体（如液态氮，温度可达 –45°C）， 通过相关的冷却装置可直接喷射到切削区域，以达到冷却目的。必要时可采用( 最小润滑) 技术，即使用少量切削液达到降低切削温度和润滑的目的。 二、刀具选择： 在金属切削加工过程中， 特别是切削塑性材料时，将被切金属层变为切屑的过程中，需要克服材料的弹性变形和塑性变形，消耗大量