
環(huán)保低能耗切削技術(shù)是未來的發(fā)展方向
本站發(fā)布日期:2020-11-18
環(huán)保低能耗切削技術(shù)是未來的發(fā)展方向
環(huán)保低能耗切削技術(shù)是未來的發(fā)展方向
綠色切削技術(shù)是綠色制造的一個組成部分,它是指對生態(tài)大環(huán)境和加工現(xiàn)場小環(huán)境均無毒副作用,在加工過程中產(chǎn)生的少量廢氣、廢液和廢渣在鏈條末端可回收或自然降解,達到無公害的環(huán)保要求,對人的健康和環(huán)境沒有危害的切削技術(shù)。
無公害、清潔化、低能耗的綠色制造是21世紀機械制造業(yè)的發(fā)展方向。因此,研究開發(fā)新的綠色切削技術(shù),減少切削液給環(huán)境帶來的污染,尋求綠色環(huán)保的冷卻潤滑技術(shù),是綠色切削技術(shù)推廣應(yīng)用的重要課題。綠色切削技術(shù)符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,必將推動機械工業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展。下面武漢海辰機電就為您介紹一下幾種環(huán)保低能耗切削技術(shù)的方式:
1、水蒸汽冷卻切削
水蒸汽冷卻切削是將過熱水蒸汽噴射到切削區(qū)以達到冷卻潤滑的一種切削方法。它的切削系統(tǒng)由水蒸汽發(fā)生裝置、水蒸汽傳輸與控制系統(tǒng)和機床系統(tǒng)組成。研究表明,水蒸汽冷卻切削可以減小切削力和工件表面粗糙度值,明顯降低切削溫度,生成的切屑更規(guī)則合理,潤滑性有所提高。水蒸氣價格低廉又無污染,是一種很好的綠色潤滑劑。目前,該技術(shù)仍處于研究階段,主要存在以下問題:
�。�1)水蒸汽發(fā)生裝置能耗較大,尚須進一步研究能耗低、保溫性好、結(jié)構(gòu)簡單合理的水蒸汽發(fā)生裝置。
(2)水蒸汽的潤滑機理還需進一步深入研究,切削過程的潤滑模型尚不明確。
(3)尚需對不同的工件材料進行大量切削性能試驗和研究,選擇合理的加工參數(shù)及確定最優(yōu)噴射角度和流量等。
2、低溫風冷切削
低溫風冷切削的切削系統(tǒng)主要由冷風發(fā)生裝置和切削加工系統(tǒng)組成。低溫風冷切削可顯著降低切削區(qū)溫度,提高刀具耐磨性,延長刀具使用壽命,改善加工表面質(zhì)量,且對環(huán)境完全無污染。
3、干式切削
干式切削是指在切削加工過程中不使用任何切削液,完全消除了切削液的負面影響,是一種符合生態(tài)要求的綠色切削加工方式。它的優(yōu)點主要有:對大氣和水環(huán)境無污染;切屑上無殘液,降低了清潔處理成本;對人的健康無害且不會損傷皮膚或造成過敏。
另一方面,由于失去了切削液的潤滑、冷卻、輔助排屑等作用,刀具在加工中承受的負荷增大,切削溫度升高,刀屑界面處于完全的二相固體接觸狀態(tài),刀具磨損過程異常復(fù)雜,刀具與工件均易發(fā)生熱變形,導(dǎo)致刀具使用壽命縮短,加工表面質(zhì)量降低。同時,由于不能保持熱平衡,機床的床身、立柱等也會因溫度升高而發(fā)生不容忽視的變形。干式切削技術(shù)還需進一步的提高和改進,取決于以下兩點:提高機床性能;開發(fā)新的刀具材料和涂層技術(shù)。
4、最小量潤滑切削
最小量潤滑切削是指將壓縮空氣與極微量的潤滑液混合汽化后噴射到加工區(qū)進行有效潤滑的一種切削加工方法。它可以大大減少切削液的用量,可有效減小刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦,防止粘結(jié),延長刀具壽命,提高加工表面質(zhì)量。目前,該技術(shù)主要用于鑄鐵、鋼和鋁合金等的鉆孔、鉸孔、攻絲、深孔鉆削、鋁合金端面銑削等。
5、氣體射流冷卻切削
氣體射流冷卻切削是以一定壓力的射流氣體沖刷加工區(qū)以獲得冷卻效果的切削加工方法。氣體射流冷卻切削在冷卻效果、工件加工質(zhì)量和刀具使用壽命等方面均有益處。
6、液氮冷卻切削
液氮冷卻切削是利用液氮特性,在切削區(qū)形成局部低溫,從而改變工件材料的物理力學(xué)性能使其有利于加工的先進切削技術(shù)。在液氮冷卻條件下,刀具磨損可減小約4倍,工件表面粗糙度值可減小6倍多。液氮冷卻切削對于鈦合金、低合金鋼、軟鋼及一些高塑(韌)性復(fù)合材料等難加工材料的加工非常有利。
目前,液氮冷卻切削技術(shù)主要存在以下需要解決的問題:
�。�1)液氮的存儲、運輸?shù)荣M用帶來了附加成本;
�。�2)液氮在切削加工中的潤滑性不夠;
(3)液氮使用的安全性需要特別加以注意;
(4)在超低溫下切削出來的工件表面具有極強的化學(xué)活性,暴露在空氣中會很快生銹,因此必須解決工件防銹問題;
�。�5)尚需對不同工件材料的低溫切削性能以及刀具的切削特性等作進一步深入研究。
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