切削加工的冷却方法优化方案

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：对切削加工区加注冷却介质的目的主要是冷却、润滑、排屑和被加工面的防锈保护，从而达到保护刀具，减少切削热，提高工件加工质量和生产率之目的。切削加工的冷却方法大体上可以理解为三种：湿式浇注冷却、自然冷却和干（亚干）式冷却。自然冷却在切削加工中仅依靠自然环境冷却作用满足加工要求，这主要是相对目前加注切削液冷却切削方法而言，除自然环境外切削加工时不加任何“修饰”完成加工任务，如对铸铁材料的传统加工工艺。

金属切削中切屑的变形、刀具与切屑及刀具与工件之间的摩擦等会产生大量的切削热，从而引起工件的热变形，影响加工精度和刀具使用寿命。对切削加工区加注冷却介质的目的主要是冷却、润滑、排屑和被加工面的防锈保护，从而达到保护刀具，减少切削热，提高工件加工质量和生产率之目的。切削加工的冷却方法大体上可以理解为三种：湿式浇注冷却、自然冷却和干（亚干）式冷却。

（1）湿式浇注冷却在切削加工中，使用低压泵等设备将切削液（水基、油基等）连续不断地输送到喷嘴，冲刷（加注）刀具和工件的加工部位，切削液冲刷后经过过滤，再反复使用。这种方法的特点是方便、易行，是目前使用最普遍的一种。但不可避免的飞溅、挥发和铁屑沾带，极易造成环境污染。依据浇注方式不同湿式浇注冷却又有径向、侧向等多种形式。

（2）自然冷却在切削加工中仅依靠自然环境冷却作用满足加工要求，这主要是相对目前加注切削液冷却切削方法而言，除自然环境外切削加工时不加任何“修饰”完成加工任务，如对铸铁材料的传统加工工艺。大多数常规切削就属于这一种，一般通过控制切削速度，减少切削用量，降低生产率，使刀具、工件在这种冷却可以承受的范围内完成切削运动，其生产率的提高不同程度地依赖刀具新材料的应用，同时刀具的切削效率没有得到应有的发挥。

（3）干（亚干）式冷却干式、亚干式冷却切削既没有湿式冷却时大量流体浇注，又不完全听命于自然环境的作用，是人们试图改造和利用少、无污染自然介质，增强它在切削加工时的冷却、润滑等功能，进而提高生产率而发展起来的一种新工艺。依据使用湿式介质多少和切削速度高低，干式切削又有许多不同的冷却方式和切削机理。

相对于干（亚干）切削，自然冷却法是指切削过程中高温区向低温区、高热量向周围进行热传导和辐射的冷却是在自然规律中完成，没有人工严格和刻意“修饰”的工艺行为。

相对于湿式加注方法中的浇注冷却，射流冷却是干式、亚干式冷却方法中一种集约型冷却方法。它把冷却介质直接、“强行”送入切削区“集中”使用，试图改造和利用少、无污染的自然介质，增强它的冷却、润滑等功能或根据不同加工对象优选工艺参数达到或超过浇注冷却的加工效果，从而相对地减少了环境污染程度。依照射流介质不同，射流冷却又分为液体射流、气体射流和混合射流三种。

切削加工的冷却方法优化方案

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