金属切削加工绿色切削技术探讨

1 引言 在金属切削加工过程中，通常都要使用切削液。切削液的大量使用给环境和人体健康带来了很大危害，迫使人们不断研究开发新技术以改变现状。因此，近年来绿色制造技术成为国际上的研究热点。 绿色切削技术是绿色制造的一个组成部分，它是指对生态大环境和加工现场小环境均无毒副作用（或副作用很小），在加工过程中产生的少量三废（废气、废液和废渣）在链条末端可回收或自然降解，达到无公害的环保要求，对人的健康和环境没有危害的切削技术。 对于绿色切削加工，国际上相应地制定了一系列标准。1996年4月，国际机械学会制定了关于清洁加工的ISO14000国际标准。德国、美国、加拿大和日本等国也相继制定了更加严格的工业排放标准，进一步限制了切削液的使用。作为有毒废料的切削液以及带有切削液的切屑的排放和处理大大增加了回收处理成本，与切削液相关的费用约占加工成本的17％。 无公害、清洁化、低能耗的绿色制造是21世纪机械制造业的发展方向。因此，研究开发新的绿色切削技术，减少切削液给环境带来的污染，寻求绿色环保的冷却润滑技术，是绿色切削技术推广应用的重要课题。绿色切削技术符合可持续发展战略的要求，必将推动机械工业的持续、健康发展。 2 干式切削 干式切削是指在切削加工过程中不使用任何切削液，完全消除了切削液的负面影响，是一种符合生态要求的绿色切削加工方式。它的优点主要有：对大气和水环境无污染；切屑上无残液，降低了清洁处理成本；对人的健康无害且不会损伤皮肤或造成过敏。干式切削技术目前主要应用于铸铁件的加工，在其它方面的推广应用正在进一步研究开发。 干式切削的实施需要满足一定的条件，主要包括： （1）要求机床具有很好的热稳定性和很高的刚度，否则难以保证加工精度。 （2）对刀具提出了新的要求。主要包括刀具材料的选择和刀具几何参数的设计。由于干式切削不使用切削液，因此切削温度很高。只有具有良好导热性、耐高温和高硬度的刀具材料才能满足加工要求，目前在干式切削中应用较多的刀具材料有CBN和PCD等。刀具涂层技术（CVD和PVD涂层技术、纳米涂层技术等）的应用可以延长刀具寿命，较好满足干式切削的要求。优化刀具的几何参数，可以提高加工精度和延长刀具使用寿命，也是推动干式切削技术发展的重要手段之一。