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随着全球环境保护意识的不断增强和环境保护立法的日益严格,对环境无污染的“绿色制造”被认为是可持续发展的现代制造业模式。为使金属切削加工尽可能达到绿色制造的要求,可减少环境污染、节省资源和能源的高速干式切削技术越来越多地受到人们的关注。' p. Z1 m- a# @, s
在切削过程中使用切削液,虽优点众多,但一方面造成了资源和能源的巨大浪费(据资料统计,切削液使用费用占总制造成本的16%,而切削刀具费用仅占总制造成本的3%~4%)。另一方面,切削液会对环境产生较严重的污染,甚至会危害工人健康。! o9 X# [7 M9 K: j8 k
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1、在高速切削加工范围内,切削力随着切削速度的提高而减小,根据切削速度的提高幅度,切削力平均可减少30%以上,有利于对刚性较差的零件和薄壁零件的切削加工。
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/ ~3 B8 q4 r% _$ H2、高速切削加工时,切屑以很高的速度排出,可带走大量切削热。切削速度愈高,带走的热量愈多(约90%以上),传给工件的热量大幅度减少,有利于减小加工零件的内应力和热变形,提高加工精度。6 K8 K1 Z8 o3 r- z4 U
( @3 m, _3 P' Q3、随着切削速度的提高,单位时间内的材料切除率增加,切削加工时间减少,从而可大幅度提高加工效率,降低加工成本。
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/ b3 e8 ?# V& I( y6 Y% S1 }4、在高速切削加工过程中,切削力随切削速度的提高而降低,而切削力正是切削过程中产生振动的主要激励源。转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的频率,而工件的加工表面粗糙度对低阶固有频率最敏感,因此高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度。* u0 |6 Q# C+ ~& O I4 \
以上是高速切削的优点,但是在实际的工作中会有各种问题的出现,比如在高速干式切削加工某些材料(如石墨电极等)时,会产生大量粉尘,如不能及时清除,会严重损害操作工人的身体健康,同时细微颗粒也会侵入丝杠、轴承等机床关键部件,加大机床的磨损,影响机床的加工精度和稳定性。再比如,缺少切削液的润滑作用,高速干式切削加工中的切削力会大大增加,刀具与工件之间的振动会加剧,从而导致工件加工表面质量变差,刀具磨损加快,刀具使用寿命缩短。# F4 v4 M" _8 R/ [- z1 f* |
这些都是高速干式切削推广的绊脚石,是一种挑战,但是未来无污染,环保的大发展方向是不会改变的,相信随着高速干式切削加工技术的进一步发展和不断成熟,它必将展现出广阔而美好的发展前景。( z4 P/ k9 M5 Z5 x
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