低温冷风切削机理的分析与研究-论文.pdf

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1、122—麟《囊藏2o4年第26期宣堕塑业：!婴：!CN11-3459／FISSN1005-4901投稿热线：400．O16-9586工业的发达程度是检验一个国家经济实力的重要指标，可是在人类不断追求利益的过程中，工业的迅速发展同时也造成了环境的严重污染，各种工厂废弃物的排放使人类的生存面临着巨大威胁。特别是在进行金属切削的过程中，为了对加工工件和刀具进行冷却而使用的大量液体润滑剂．使环境污染的十分严重。因此，各国越来越意识到绿色加工的重要性，低温冷风加工作为这样一项新技术，因其成本低，冷却效果好，对环

2、境污染小等优点被各国广泛的研究和应用。该文对低温冷风条件下的切削机理进行了理论方面的研究，分析了金属材料低温下的脆性现象以及低温冷风下的冷却、润滑以及断屑机理。低温冷风切削机理的分析与研究◎李婷传统的机械加工过程大都采用切削液进行冷却并带走切屑，切削加工领域出现了多种用于替代传统冷却液的新型绿色切削加这样非常不利于环保，而且传统的机床因为没有防护罩，所以在使工技术，如以冷却作用为主的液氮冷却、低温冷风等，以润滑为用切削液时会将切削液溅到工人的衣服和机床上，不仅不容易清主的微量润滑(MQL)、惰性气体等

3、，综合两种效果的喷雾冷却等。洗，而且对环境也有很大的污染。随着人类对环境保护和可持续发低温冷风。冷风作为润滑油输送的载体，是促使润滑油形成展意识的提高，传统切削液也逐渐被限制使用。但是，如果不用冷稳定油膜的必要条件，冷风的温度和压力对低温MQL的切削性却液在切削的过程中对刀具进行冷却，在较大的切削力的作用下，能有重要影响。一般而言，随着气压的增大，冷却润滑效果越好。刀具的使用寿命会大大缩短。因此，采用有效的冷却润滑技术，降这是由于不断增大的气压能有效提高润滑薄膜的承载能力，同时低切削温度，改善切削摩擦

4、状态，从而降低切削力，抑制刀具磨压缩气体愈加强烈的对流效应使得润滑油雾的冷却效应大大提损，成为进一步提高mm效率的主要技术途径。与此同时，在低温升。相反，若气压低于某一临界值，过低的气压使润滑油不能形学和摩擦学理论的基础上，金属切削加工领域出现了多种用于替代成稳定可靠的润滑膜，从而无法提供有效的润滑。此时，低温传统湿式冷却润滑mT方法的新型绿色切削加工技术，如以冷却作MQL的切削加工性能会大大降低。另外，降低冷风温度同样可以用为主的液氨冷却、低温冷风等，以润滑为主的微量润滑(MQL)、提高冷却润滑效果

5、，但是，过低的温度一方面会影响润滑油的性惰性气体等，综合两种效果的喷雾冷却等新技术。本文通过分析金能，另一方面会导致刀具产生热裂纹从而加速刀具磨损。因此，在属材料低温下的脆性现象以及低温冷风下的冷却、润滑以及断屑机应用低温MQL切削时应适宜控制冷风的温度和压力。通常冷风理，从而对低温冷风的切削机理做了理论研究。气压在0．4MPa~0．6MPa，温度在．10℃～30℃左右。金属材料的低温脆性分析微量润滑技术。MQL技术是在切削中用压缩空气加微量润滑金属材料低温脆性产生的原因剂代替冷却液，将压缩气体与极微

6、量润滑液混合汽化后，喷射到低温脆性指温度低于mT区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑和冷却。某一温度时，材料由韧性状常规的MQL技术在高速切削难加工材料时大量热量不能及态变为脆性状态，冲击值明时散去，使得切削温度迅速升高，导致润滑剂润滑性能剧烈下降，显下降的现象。金属的低温加工性能变差。若采用有效的降温手段则可进一步提高MQL的脆性是由于金属的屈服强润滑效果，同时还能起到降低切削温度的作用。因此，就促成了度随温度降低而升高造成常规的MQL技术与冷却性能强的低温冷风技术结合的研究。的。如下图1所

7、示，屈服强低温冷风微量润滑。MQL技术与低温冷风技术结合的切削方度6s与断裂强度6c相交，交式，用冷风直接对切削区域进行很好的润滑和冷却，加快了切削点对应的温度为脆性转变热在工件、切屑和刀具上的传导，从而降低切削温度和提高刀具温度Tk。当mm过程中的实际温度T6c，随着应力的耐用度。用气体作为冷却剂时，能够更加轻易地渗透到切削区的增加，材料在发生塑性变形之前就发生断裂，属于脆性断裂；当域，冷却效果好，同时空气比液体冷却剂更加环保、而且来源广T>Tk时，8c>8s，随着应力的增加，材料先

8、发生塑性变形，然后泛，不必考虑经济成本。因此，低温冷风微量润滑技术是符合新断裂，属于塑性断裂。并不是所有的金属都具有低温脆性，只有型工业的一项绿色加工技术。体心立方金属如铁、铬、钨等及其合金才具有明显的低温脆性，而低温冷风的切削断屑机理分析面心立方金属，如铝等，没有明显的低温脆性。切屑能否很好地折断是受材料的物理性能和力学性能两方面影响金属低温脆性的因素影响的。首先从物理性能的角度来讲：材料的脆性越大，切屑就合金元素。合金元素对防止低温脆性起一定的作用，