干式切削加工研究体系分析优化

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：由于在切削过程中不使用或使用少量的切削液，干切削加工规律将明显不同于加注切削液的湿切削规律。所以，必须进行系统的试验与应用研究，建立干切削的基本理论体系。图1-4 干切削加工技术的研究体系要使干切削加工技术广泛应用于生产实际，还需要对其相关技术进行深入的研究。2）干切削加工的刀具材料及其涂层技术研究。4）干切削加工刀具的几何参数选择及优化方法研究。6）干切削加工工艺系统的匹配研究。

由于在切削过程中不使用或使用少量的切削液，干切削加工规律将明显不同于加注切削液的湿切削规律。例如，刀具╱切屑、刀具╱工件表面的摩擦加剧，切削温度升高，切屑排除难度加大等。因此，用传统的切削规律已经很难指导干切削加工过程，传统的加工工艺系统也很难适应干切削的要求。所以，必须进行系统的试验与应用研究，建立干切削的基本理论体系。

干切削加工技术是在机床结构与材料、机床设计制造技术、高性能刀具夹持系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高性能的涂层技术、高效高精度测试技术、干切削加工工艺方法等诸多相关技术的硬件与软件技术得到充分发展的基础上综合而成的。因此，干切削加工技术是一项复杂的系统工程，是诸多单元技术集成的一项综合技术，主要包括干切削加工理论、机床、刀具、工件、加工工艺及切削过程监控与测试等诸多方面。干切削加工技术的研究体系如图1-4所示。其中切削加工基础理论主要是研究分析干切削加工可行性、切削过程中的变形、切削力、切削温度、刀具磨损、破损与刀具寿命。切削过程的稳定性、加工表面质量等的特征及其与机床、刀具、工件和切削参数等诸多因素之间的关系。干切削加工综合技术中刀具技术、涂层技术、机床技术、加工工艺、测试技术等是干切削实施的最重要的关键技术，它们对干切削加工技术的发展和应用，起着决定性的作用。

图1-4 干切削加工技术的研究体系

要使干切削加工技术广泛应用于生产实际，还需要对其相关技术进行深入的研究。干切削加工的研究内容包括：

1）干切削加工机理的研究。包括切屑形成过程、切削力、切削温度及刀具的磨损与破损机理，从切削过程中的基本现象来研究干切削的规律和应用条件。(https://www.chuimin.cn)

2）干切削加工的刀具材料及其涂层技术研究。包括现有刀具材料的选择和优化、新型刀具材料及涂层技术的开发与涂层性能的研究。

3）分析干切削加工中的摩擦行为，深入系统地研究干切削加工中的磨损机理和摩擦特性，探讨选择适用于干切削加工的刀具材料及其涂层的科学、合理方法及依据。

4）干切削加工刀具的几何参数选择及优化方法研究。进行系统的对比试验研究，确定不同干切削工艺方法、不同的工件材料所对应的刀具结构及几何参数，为干切削的应用提供支持。

5）机床结构研究。在干式车、铣加工条件下，排屑比较容易；而在孔加工等封闭或半封闭条件下，排屑困难，必须通过适宜的加工方式、合理的刀具结构等来辅助排屑。因此，研究加工方式（如工件的安装方式、主轴与工件的相对位置等）、刀具结构及几何参数等，进而为机床结构设计及刀具设计标准化提供依据。

6）干切削加工工艺系统的匹配研究。干切削加工工艺系统由机床、刀具、工件和夹具组成，在不同工艺条件下，它们之间应该具有最佳的匹配。通过这种匹配关系的研究，进一步促进干切削加工方法的实际应用。

干式切削加工研究体系分析优化

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