乾式切削

• 乾式切削：完全不用冷卻潤滑液的切削

傳統切削過程中，切削液通常是不可缺少的生產要素之一

• 相對濕切削，它不產生煙霧及油污排放，因此又被稱為「綠色切削」
• 對環境無污染的綠色製造被認為是可持續發展的現代製造業模式。
• 在鑽削、車削和鏜削過程中不用切削液，可以節約成本和保護環境。
• 乾切削不是簡單地停止使用切削液

1. 停止使用切削液的同時，保證高效率、高產品質量、高的刀具耐用度以及切削過程的可靠性
2. 需要用性能優良的乾切削刀具、工具機以及輔助設施替代傳統切削中切削液的作用，來實現真正意義上的乾切削。

• 近年來工業已開發國家非常重視乾式切削研究。
• 乾式切削加工這種新型加工方法是未來金屬切削加工的發展趨勢之一。
• 全球環境意識增強以及環保法規要求越趨嚴格，切削液對環境的負面作用也越來越明顯

1. 二十年前，切削液的費用不到工件成本的3%左右
2. 現在切削液的供給、保養及回收處理費用加在一起

在與切削液有關的總費用中，有22%左右是切削液的處理費用

占到工件製造成本的13%-17%

刀具費用僅占2%-5%。

• 據估計，如果20%的切削加工採用乾式切削加工，總製造成本可降低1.6%。
• 在加工過程中不用任何切削液的乾切削

1. 控制環境污染源頭的一項綠色製造工藝
2. 可獲得潔淨、無污染的切屑
3. 省去了切削液及其處理等大量費用，可進一步降低生產成本。

• 未來切削加工的方向是不用或用儘量少的切削液

1. 乾切削技術對工具機和刀具技術提出了更高的要求。
2. 隨著耐高溫刀具材料和塗層技術的發展，使得乾加工在機械製造領域變為可能。

乾式切削優勢

• 切屑乾淨清潔無污染，易於回收和處理
• 省去切削液傳輸，回收，過濾等裝置及相應的費用，簡化了生產系統，降低了生產成本
• 省去切削液與切屑的分離裝置及相應的電氣設備。工具機結構緊湊，減少占地面積
  不會產生環境污染
• 不會產生與切削液有關的安全事故及質量事故。

乾式切削注意事項

• 採用乾式切削加工時

1. 選定正確的工具機和恰當的裝備是很重要的
2. 速度快，材料較硬，乾式切削加工時切削溫度很高
3. 工具機必須剛性足、馬力大

• 在加工中心上進行乾式切削之前

1. 操作者應該儘量保持其工具伸出長度較短
2. 主軸是處在剛度最佳的情況下，還要考慮工具機的速度、額定功率。

• 刀具性能

1. 刀具應具有優異的耐熱性能(高溫硬度)與耐磨性能
2. 儘量減小刀具與切屑間的摩擦係數
3. 減少對切削液排屑作用的依賴

• 應特別注意刀具材料與工件材料間的合理匹配。

乾式切削與濕式切削相比

• 極大地提高了工具機生產效率，降低工件加工成本
• 可以減少切削液的環境污染，改善操作者的工作條件
• 省去切削液的相關費用，降低了切屑回收處理的成本。
• 有利於保護環境，節約自然資源。
• 一般切削液有三個主要作用：

1. 冷卻作用：帶走切削產生的熱量，減少刀具磨損，防止工件表面氧化
2. 潤滑作用：減小摩擦，降低切削力，保證切削順暢
3. 排屑作用：迅速帶走工件表面的切屑，並防止切屑劃傷工件表面

• 從環境保護方面考慮，切削液的負面效應：

1. 加工過程中產生的高溫使切削液形成霧狀揮發，污染環境並威脅操作者的健康
2. 某些切削液及粘帶該切削液的切屑必須作為有毒有害材料處理，處理費用非常高
3. 切削液的滲漏、溢出對安全生產有很大影響
4. 切削液的添加劑(如硫、氯等)會給操作者的健康造成危害並影響加工質量。

• 大量研究表明：切削液傳統的冷卻、潤滑和排屑等作用在很多加工過程中（像是高速切削）得不到充分而有效的發揮。

乾式切削存在的問題

• 缺少切削液的潤滑作用

1. 乾式切削加工中的切削力會大大增加，刀具與工件之間的振動會加劇
2. 工件加工表面質量變差，刀具磨損加快，刀具使用壽命縮短。
3. 會使刀具分屑困難，切屑堵塞容屑槽，還可能損壞已加工的工件表面。

• 缺少切削液的冷卻作用

1. 乾式切削加工會在加工瞬間產生大量熱量
2. 熱量主要集中在切屑中，會影響切屑的成型
3. 過熱的高溫環境會導致形成帶狀和纏結狀切屑並纏繞在刀具上，影響後續切削，加劇刀具磨損。

• 摩擦使工件和刀具的溫度升高

導致刀具磨損加快，工件產生殘留應力，刀具和工件發生熱變形，表面質量降低。

• 無潤滑作用，會使刀具分屑困難，切屑堵塞容屑槽，還可能損壞已加工的工件表面。
• 工具機本身：

1. 如不及時將熱量從工具機的主體結構中排出，保持熱平衡，工具機的床身、立柱等構件也會因溫度變化而產生細小但不容忽視的變形，影響加工精度和降低工件表面質量。
2. 切屑如不及時排除，殘留切屑可能導致夾緊誤差、損壞工具機導軌等等。