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。前蘇聯(lián)學者Podgorkv V V和Godelviski V A在上世紀90年代提出了這種切削加工方法。哈爾濱工業(yè)大學也對此做過初步研究，并取得了一定成果。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。

一般認為切削冷卻潤滑劑的溫度越低越好，但冷卻潤滑劑必須進入刀-屑接觸區(qū)才能起作用，這就需要冷卻潤滑劑具有較好的滲透和擴散能力，而氣體因黏性阻力比液體小，故擴散能力較強，較容易滲透。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、結構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。

低溫風冷切削技術

低溫冷風切削時，工件和刀具的溫升低、變形小，刀具后端面切削阻力減小。而且由于切削點的溫度相對平穩(wěn)，加工表面殘余應力小。當加工點的溫升低于-60℃，工件加工界面殘留應力趨于零時，對提高加工精度具有重要意義。低溫冷風切削技術是干式切削技術的一種，其原理是通過專用設備將壓縮空氣的溫度降低到零下-40～-50℃，并混入微量潤滑劑，對切削點實施冷卻、潤滑和排屑，達到冷卻的目的，實現(xiàn)了綠色、環(huán)保、高效的清潔加工。

低溫風冷切削技術的特點：

（1）提高加工質量。使用低溫冷風切削工藝后，由于采用穩(wěn)定的低溫冷風，大大減少了工件的熱變形，還能夠降低加工表面的粗糙度，使產品的加工質量穩(wěn)定可靠。

（2）提高刀具壽命。在金屬切削加工過程中，刀具刀尖切削點的溫升對刀具壽命的影響很大，低溫冷風切削就是向刀尖的加工部位噴射零下-40～-50℃的低溫氣流，并混入微量油霧潤滑劑，產生低溫氣流降溫、微量油霧潤滑切削和排屑的作用。使用相同材料的車刀進行切削試驗表明采用低溫冷風切削可明顯提高刀具的使用壽命，如分別用10℃、-5℃、-10℃、-20℃以及-30℃的冷風冷卻切削，以橫刃面磨損至0.1mm為參考點，在風溫為+10℃時切削長度為140m；風溫為-5℃時切削長度為330m；風溫為-10℃時切削長度為760m，風溫為-20℃時切削長度為1220m，風溫為-30℃時切削長度高達1400m。低溫冷風切削法尤其適合鈦、鎂、鉬、高硅鋁合金以及不銹鋼等難切削材料和薄壁材料的加工。

（3）提高加工效率。在金屬切削加工過程中，采用低溫冷風切削可以提高加工質量和提高刀具壽命，同時也提高了機床的加工效率。有研究表明，低溫冷風車削可以提高效率1倍，低溫冷風磨削可以提高效率3～4倍，低溫冷風鉆削（內冷方式）可以提高效率20倍以上。