數(shù)控發(fā)展的方向

摘要：為了迎合我國“21世紀(jì)綠色制造工程”，在數(shù)控行業(yè)一直致力于令金屬切削加工技術(shù)達(dá)到綠色制造的要求。本文將會簡單介紹我國數(shù)控未來的發(fā)展方向——干式切削加工技術(shù)及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：干式切削 關(guān)鍵技術(shù) 數(shù)控

1.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的含義及其加工特點

1.1.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的含義

干式切削加工技術(shù)是指在進(jìn)行切削時有意識地不使用切削液進(jìn)行加工的方法，但同時還可以保證加工技術(shù)的切削效率高、道具耐用度高、產(chǎn)品質(zhì)量高以及加工過程可靠性高。干式切削加工技術(shù)利用了高性能的干切削刀具及相關(guān)的輔助設(shè)施代替了傳統(tǒng)的切削液，實現(xiàn)了“綠色工程”中的保護(hù)環(huán)境、降低成本等要求，實現(xiàn)了真正意義上的干切削加工。

1.2.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的特點

1.2.1.節(jié)省傳輸、回收和過濾切削液工作和購置、維護(hù)相關(guān)裝備的費用和，大大地簡化了生產(chǎn)、加工工作系統(tǒng)，降低了加工的成本；另外，在高速銑削加工中，采用小切削量、高切削速度的切削形式，使切削力比常規(guī)切削降低30%以上，尤其是主軸軸承、刀具、工件受到的徑向切削力大幅度減少；

1.2.2.省去了分離切削液和切削細(xì)屑的分離工作和相關(guān)的設(shè)備，減少場地的占地面積；

1.2.3. 傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)過程中需要大量的切削液進(jìn)行冷卻、潤滑和排屑工作，對周圍的環(huán)境和操作者都有著一定的危害，對環(huán)境造成危害，而且處理費用還非常高。數(shù)控干式切削加工技術(shù)的采用省去了切削液的使用，產(chǎn)生的細(xì)屑干凈、清潔、無污染，在節(jié)省了加工成本之余還可以確保操作者和環(huán)境不受傷害，達(dá)到我國綠色工程的要求，對生態(tài)環(huán)境危害極少，節(jié)約資源，能耗極低，易于進(jìn)行回收處理工作；

1.2.4.降低加工過程中出現(xiàn)安全事故和質(zhì)量事故的幾率。

2.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的優(yōu)點及其重要性

2.1.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的優(yōu)點

2.1.1.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的切削速度和加工時間成反比，從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圍內(nèi)，切削力和切削速度成反比，其中，切削力平均可以減少30%或以上，更合適合于剛性差和薄壁的零件進(jìn)行切削加工；

2.1.3.在進(jìn)行加工時，切削所產(chǎn)生的熱量可以隨著切屑的高速排出而散開，最高可散發(fā)90%的熱量，有效防止零件因受熱而變形和減少零件的內(nèi)應(yīng)力，大大提高了切削的精度；

2.1.4.數(shù)控干式切削加工技術(shù)可以減少，甚至取代放電加工和磨削加工技術(shù)，降低加工成本的同時還可以滿足切削加工的質(zhì)量要求。

2.2.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的重要性

傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)過程中需要大量的切削液進(jìn)行冷卻、潤滑和排屑工作。但實際上切削液對周圍的環(huán)境和操作者都有著一定的危害，例如在加工過程中會以霧狀揮發(fā)，容易危害到操作者的身體健康；而某些切削液和粘帶著這些切屑都要作為有毒有害的材料進(jìn)行特殊處理，防止對環(huán)境造成危害，而且處理費用還非常高。數(shù)控干式切削加工技術(shù)的采用省去了切削液的使用，在節(jié)省了加工成本之余還可以確保操作者和環(huán)境不受傷害，達(dá)到我國綠色工程的要求，對生態(tài)環(huán)境危害極少，節(jié)約資源，能耗極低。

3.數(shù)控干式切削加工技術(shù)簡介

在數(shù)控干式切削加工技術(shù)中主要對加工過程中使用的刀具、機床以及工藝技術(shù)這三方面有著特別的要求，也是進(jìn)行數(shù)控干式切削加工技術(shù)的實施條件。對于機床，要求能夠迅速地排出切削過程中所產(chǎn)生的熱量、細(xì)屑和塵埃，以免對設(shè)備造成損壞和影響加工的質(zhì)量。而使用的工藝技術(shù)應(yīng)該根據(jù)零件的特性進(jìn)行選擇，特別要注意到刀具的材料能夠和弓箭材料進(jìn)行合理的匹配。其中，最重要的是對于切削過程中所使用的刀具技術(shù)和刀具的材料。

3.1.良好的刀具技術(shù)。

所謂良好的刀具技術(shù)，是要求刀具能夠滿足以下三點要求：

3.1.1.具有優(yōu)異的耐熱性和耐磨性；

3.1.2.刀具和切屑之間的摩擦系數(shù)要盡可能地小；

3.1.3.盡可能減少刀具對切屑液排屑作用的依賴性；

3.2.刀具的設(shè)計原則。

良好的刀具除了要滿足以上的三個要求外，還要擁有一個良好的設(shè)計。刀具的材料、外觀形狀以及表面涂層三者之間應(yīng)該能夠相互兼顧和優(yōu)化。不同的零件進(jìn)行切削加工所需要的刀具也會不同。

3.2.1.材料。刀具材料必須有優(yōu)異的耐熱性能，而且對于硬度的要求極高。目前我國進(jìn)行切削的刀具材料多為金屬陶瓷、陶瓷、CBN等等；

3.2.2.外觀形狀

刀具的外觀形狀決定了刀具進(jìn)行切削時候的切削力、摩擦力以及產(chǎn)生切削熱量的大小，所以刀具的外觀設(shè)計尤其重要。在進(jìn)行刀具設(shè)計時，大多會依據(jù)大前角和大圓度切削角的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計；

3.2.3.表面涂層。

刀具表面涂層的主要作用是在刀具和材料之間形成隔離層，減少兩者之間的摩擦系數(shù)，從而減少加工過程中所產(chǎn)生的摩擦熱，還可以減少刀具所吸收的熱量，提高刀具的性能，在整個切削技術(shù)中發(fā)揮著重要的作用。一般來說，涂層種類有15種，厚度一般控制在1-5層之間，但有的刀具的表面涂層多達(dá)13層。

4.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的冷卻和潤滑工作

對于某些材料的加工過程中，刀具和切削細(xì)屑的分離時間短，導(dǎo)致刀具和材料沒有充足的時間進(jìn)行冷卻，一旦潤滑條件較差，細(xì)屑排出困難，將會嚴(yán)重影響材料的切削加工質(zhì)量。所以為了解決這些問題，確保加工質(zhì)量，可以采用風(fēng)冷或微量冷卻等方法進(jìn)行冷卻和潤滑工作。良好的冷卻和潤滑工作可以令刀具有更長的使用壽命，提高工作效率之余還可以大大地節(jié)省生產(chǎn)的成本，提高加工材料的質(zhì)量。

5.數(shù)控干式切削加工技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控干式切削加工技術(shù)應(yīng)用在汽車、飛機以及模具等制造行業(yè)中，而大部分發(fā)達(dá)國家的高速機床技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)行商業(yè)化的生產(chǎn)，并正式投入市場進(jìn)行使用。例如美國的飛機制造企業(yè)已經(jīng)開始采用數(shù)控干式切削加工技術(shù)對某些難加工的零件進(jìn)行切削加工，生產(chǎn)的需求不斷推進(jìn)著這門技術(shù)的發(fā)展，足以可見數(shù)控干式切削加工技術(shù)任重而道遠(yuǎn)。

6.結(jié)言

數(shù)控干式切削加工技術(shù)不僅清潔無污染，降低了生產(chǎn)的成本，提高了加工效率，還對于環(huán)境和操作者都有著一定程度的保護(hù)作用，因此隨著不斷對其進(jìn)行研究，相信數(shù)控干式切削加工技術(shù)一定能夠在我國廣泛應(yīng)用，造福社會。

參考文獻(xiàn)：

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