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      干式切削工藝的成敗，關鍵在于找到一種代替冷卻和潤滑的方法。目前，比較成功的干式切削法有兩種：高速干式切削和低溫冷風切削。 

　　一、高速干式切削與低溫冷風切削

　　高速干式切削法 

　　該加工方法是在無冷卻、潤滑油劑的作用下，采用很高的切削速度進行切削加工。干式切削必須選用適當?shù)那邢鳁l件。首先，采用很高的切削速度，盡量縮短刀具與工件間的接觸時間，再用壓縮空氣或其他類似的方法移去切屑，以控制工作區(qū)域的溫度。隨著數(shù)控技術的廣泛使用，機床剛性和動態(tài)性能不斷提高，提高機床的切削速度并非難事。實踐證明，當切削參數(shù)設置正確時，切削產(chǎn)生的熱量80%可被切屑帶走。 

　　高速干式切削法對刀具有嚴格的要求：①刀具應具有優(yōu)異的耐高溫性能，可在無切削液條件下工作。新型硬質(zhì)合金、聚晶陶瓷和CBN等切削材料是干式切削刀具的首選材料；②切屑和刀具之間的摩擦系數(shù)要盡可能小（最有效的方法是刀具表面涂層），并輔以排屑良好的刀具結構，減少熱量堆積；③干式切削刀具還應具有比濕式切削刀具更高的強度和抗沖擊韌性。 

 
　　低溫冷風切削 

　　該切削方法是一種用-10～-100℃的冷風和非常微量的植物油代替冷卻和潤滑油劑冷卻的加工方法。它由日本明治大學的橫川和彥等最先提出。研究發(fā)現(xiàn)，在金屬切削加工過程中，如果只給加工點提供非常微量、潤滑效果良好且未氧化的植物油，加工點就會因高溫而喪失潤滑性。若給加工點提供冷風（-10～-100℃），就可以防止加工點的高溫化，避免上述情況發(fā)生。 冷風切削時切削性能大大提高。試驗表明，冷風切削、磨削在性能方面比油劑切削、磨削提高了2倍以上。有、無植物油切削劑與冷風時的切削性能對比情況。可以看出，僅使用冷風切削就比使用植物的效果好，而冷風與微量植物油一起使用時，刀具的切削性能進一步加強。試驗時的切削條件：工件直徑：f92～f98mm，切削速度：45.1～48.0m/min，進給：0.5mm，切削刀具：刀尖半徑R0.4，相當于SKH4高速鋼，不重磨刀片。 

　　▲無精密潤滑油，無冷風加工；-有精密潤滑油，無冷風；

　　●有精密潤滑油，有冷風；◆無精密潤滑油，有-16.7℃冷風

　　有、無植物油切削劑及冷風時的切削性能  

  使用溫度非常低的強冷風加工時，為防止油劑凍結而喪失潤滑性，可在加工前，在刀具表面涂上微量的植物油，然后給加工點供應強冷風。即不讓強冷風與油劑混在一起，效果會更好。使用微量植物油劑，不但降低了切削能耗，而且還消除了工件銹蝕現(xiàn)象。 

　　二、干式切削在齒輪加工領域的應用

　　新的硬質(zhì)合金涂層方法和數(shù)控機床的使用，使圓柱齒輪制造出現(xiàn)新趨勢：無冷卻的硬質(zhì)合金刀具高速切削。若工藝參數(shù)按最佳設置，可使加工時間短，刀具壽命更長。日本三菱公司、美國格里森公司等都在這方面開展了卓有成效的研究。 

　　日本三菱公司推出了世界上第一套干式滾切系統(tǒng)。它采用的切削速度是傳統(tǒng)滾切速度的）倍，可達到200m/min。干式滾切對滾刀有特殊的要求，三菱公司設計的專用干式滾刀，采用MACH7高速鋼，表面涂有專用涂層，有助于散熱并減少刀具損耗，其壽命可延長到一般濕切方式的5倍。這一系統(tǒng)在加工汽車末級傳動齒輪、大型載重齒輪、汽車小齒輪及行星齒輪時效果都很理想，生產(chǎn)成本至少降低40%。 

　　美國格里森公司用硬質(zhì)合金滾刀在Phoenix機床上用干式切削法加工錐齒輪，與傳統(tǒng)的高速鋼刀具濕式切削法相比，降低切削時間為50%，而且齒輪的表面粗糙度顯著降低和幾何精度也大大提高，加工精度可達AGMA12～13級。該公司生產(chǎn)的GP系列滾齒機，以其獨特的設計，使其干切質(zhì)量能與濕切質(zhì)量媲美。其床身設計成大角度斜坡，以利切屑流動。床身內(nèi)部循環(huán)冷卻，以利于維持熱平衡。此外，機床還配有一套真空除屑除塵系統(tǒng)。這一系列滾齒機，滾切轉速可達3000r/min。 高速干式切削法有如下優(yōu)點：首先，由于它省去了油屑分離過程，無冷卻潤滑油箱和油屑分離裝置以及相應的電氣設備，因此，機床結構緊湊。其次，這種方法極大地改善了加工環(huán)境；加工費用也大大降低。為進一步延長刀具壽命、提高工件質(zhì)量，可在齒輪干式切削過程中，每小時使用10～1000ml潤滑油進行微量潤滑。這種方法產(chǎn)生的切屑可以認為是干切屑，工件的精度、表面質(zhì)量和內(nèi)應力不受微量潤滑油的負面影響，還可以用自動控制設備進行過程監(jiān)測。 

　　美國費特公司（LMT-Fette）用硬質(zhì)合金刀具干式滾切齒輪，使齒輪單件加工時間和成本明顯降低。日本堅藤鐵工所開發(fā)的KC250H型干式滾齒機，采用硬質(zhì)合金滾刀、冷風冷卻、微量潤滑，進行高速滾齒，由于供給的是溫度穩(wěn)定的冷風，工件的熱變形極小。它與傳統(tǒng)的采用高速鋼滾刀KA220型濕式滾齒機相比，加工速度提高了3.2倍，齒輪精度也明顯提高。 

　　三、小結

　　干式切削與濕式切削相比，不但極大地提高了機床生產(chǎn)效率，降低了工件加工成本，而且有利于保護環(huán)境，節(jié)約自然資源。在國外，干式切削的研究和應用都比較廣泛，據(jù)有關部門統(tǒng)計，目前在西歐已有近一半企業(yè)采用干式切削加工。國內(nèi)雖有部分機構在從事這方面的研究工作，但在齒輪加工領域內(nèi)的應用還是空白。 

　　ISO和JIS14000系列標準分別于1996年制定生效，這些標準對環(huán)境管理及監(jiān)測有嚴格的規(guī)定。它們的實施，無疑是對我國機床產(chǎn)品出口的又一次挑戰(zhàn)。為提高我國產(chǎn)品的技術含量和工藝創(chuàng)新能力，在國際市場競爭中立于不敗之地，開展干式切削加工技術的研究和開發(fā)是十分必要和迫切的。