境污染等多重利益。

4 干切削的机床技术

设计干切削机床时要考虑的特殊问题主要有两个：一个是切削热的散发；另一个是
切屑和灰尘的排出。
干切削时在机床加工区产生的热量较大，如不及时从机床的主体结构排出去，就会
使机床产生热变形，影响工件加工精度和机床工作可靠性。对于一些无法排出的热量，
则相关部件应采取隔热措施。
为了便于排屑。干切削机床应尽可能采用立式主轴和倾斜式床身。工作台上的倾斜盖
板可用绝热材料制成．将大量热切屑直接送入螺旋排屑槽。采用吸气系统可防止工作
台和其它支承部件上热切屑的堆积内置的循环冷气系统用以提高机床工艺系统的热
稳定性。在加工区的某些关键部位设置温度传感器，用以监控机床温度场的变化情况，
必要时通过数控系统进行精确的误差补偿。过滤系统可将干切削过程中产生的尘埃颗
粒滤掉并被抽风系统及时吸走。产生灰尘的加工区应和机床的主轴部件及液压、电气
系统严加隔离。此外还可以通过对这些部件施加微压，以防止灰尘的侵入。
对铝合金或纤维等增强塑料进行干切削时，必须采用高速加工中心或其它高速数控
机床，其主轴转速一般高达 25000～60000r/min，主电动机功率 25～60kW，通常都采

“

”

用电主轴的传动结构方式；进给速度高达 60 ～ 100m/min ，加速度 2 ～
8g(g=9.81m/s2)．为普通数控机床的 10 倍以上，现已逐步用直线伺服电动机替代滚珠

丝杠来实现高速进给运动。 5 干切削的工艺技术

“

工件材料在很大程度上决定了实施干切削的可能性。干切削的工件材料/

”

加工方法的

组合如下表所示。由表可见，超硬合金和钢最难于进行干切削。

难于进行

干切削的
工件材料

和加工方
法组合表

工件材料

加工方法
车削

铣削

铰削

攻丝

钻孔

铸铁

钢

铝合金

超硬合金

复合材料

注：×表示难于进行干切削

铝合金传热系数高，在加上过程中会吸收大量的切削热；热膨涨系数大，使工件发

“

”

生热变形；硬度和熔点都较低，加工过程中切屑很容易与刀具发生胶焊或粘连，
这是铝合金干切削时遇到的最大难题。解决这难题的最好办法是采用高速干切削。在
高速切削中，95%～98%的切削热都传给了切屑，切屑在与刀具前刀面接触的界面上
会被局部熔化．形成一层极薄的液态薄膜，因而切屑很容易在瞬间被切离工件，大
大减小了切削力和产生积屑瘤的可能性。工件可以保持常温状态，既提高厂生产效率，
又改善了铝合金工件的加工精度和表面质量。
为了减少高温下刀具和工件之间材料的扩散和粘结，应特别注意刀具材料与工件之
间的合理搭配。例如，金刚石(碳元素 C)与铁元素有很强的化学亲合力，故金刚石刀
具虽然很硬，但不宜于用来加工钢铁工件；钛合金和某些高温合金中有钛元素，因
此也不能用含钛的涂层刀具进行干切削。又如 PCBN 刀具能够对淬硬钢、冷硬铸铁和经
过表面热喷涂的硬质工件材料进行干切削，而在加工中、低硬度的工件时，其刀具寿