數(shù)控發(fā)展的方向

摘要：為了迎合我國“21世紀綠色制造工程”，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)是指在進行切削時有意識地不使用切削液進行加工的方法，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行切削加工；

2.1.3.在進行加工時，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)零件的特性進行選擇，特別要注意到刀具的材料能夠和弓箭材料進行合理的匹配。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，刀具和切削細屑的分離時間短，導致刀具和材料沒有充足的時間進行冷卻，一旦潤滑條件較差，細屑排出困難，將會嚴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，可以采用風冷或微量冷卻等方法進行冷卻和潤滑工作。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)達國家的高速機床技術(shù)已經(jīng)開始進行商業(yè)化的生產(chǎn)，并正式投入市場進行使用。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行切削加工，生產(chǎn)的需求不斷推進著這門技術(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。

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作用，因此隨著不斷對其進行研究，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：

[1]張雅瓊.薄壁零件車工夾具設(shè)計[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2010

[2]孫文城.高速切削加工模具的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].機械制造與自動化.2008