绿色切削技术
绿色切削中的 MQL 技术
绿色切削中的MQL技术在机械制造领域，切(磨)削加工中使用的切削液对提高加工效率与加工质量具有重要作用，但切削液在制造、使用、处理和排放的各个时期均会对环境造成严重污染，而在加工过程完成以后，清除零件表面切削液附着物时还会产生所谓的“二次效应”污染。
据统计，切削液的使用成本相当昂贵，把切削液和有关设备的费用、能耗费、处理费、人工费、维修费及材料费加在一起达到了全部制造费用的7%～17%，而全部刀具费用仅为总制造费用的2%～4%。
1996年，国际标准化协会颁布了关于环境管理的ISO14000 系列标准，德国、美国、加拿大和日本等国家也相继制定出更加严格的工业排放标准，进一步限制了切削液的使用。
面对降低生产成本，改善生产条件和可持续发展对环境保护的要求，更迫于有关法律的压力，合理利用制造资源、废弃物少、环境污染小、可进行良性循环的“绿色制造”技术必将会成为21 世纪制造领域的主要发展趋势。
1、绿色加工技术的原理与特点人们在寻找替代原有切削液浇注方法的绿色加工技术过程中，进行了多方面有益的尝试，创造出多种具有代表性的切削润滑冷却技术) 生物稳定型切削液、喷雾冷却、液氮冷却、低温风冷切削、MQL及干切削等。
从优质、高效、经济以及环保的角度出发，上述各种技术各有其自身的特点和优越性。
生物稳定型切削液生物稳定型切削液依靠其配方中所含的特定成分来延长使用寿命，当该特定成分的含量降低后(如排放后)就不具有这种抗菌的功能，很容易被生物所分解，对人体和环境基本无害。
生物稳定型切削液在国外已形成系列产品，并已推向中国市场，如Mobilcut系列水溶性切削液、德国ARAL系列切削液、英国嘉士多公司的水溶性切削液。
喷雾冷却喷雾冷却是利用气液两相流体的混合体以高压(3～6 个大气压)雾化的方式喷射到加工区，雾化的质点颗粒在切削区的高温作用下发生相变(汽化)，吸收大量的切削热。
高速气流中所携带的细小的雾滴容易渗透到切削接触区，改善了切削液的渗透性，降低了摩擦和摩擦热，润滑作用得以充分发挥。
绿色切削加工技术的应用及其发展
绿色切削加工技术的应用及其发展机械加工在保证工件质量的同时如何实现“零排放”，是值得大力研究的问题。
文章阐述了绿色切削加工产生的背景，然后分析了绿色切削加工技术的具体应用，并对其发展前景进行了展望。
标签：绿色切削加工；干式切削；零排放1 绿色切削加工的背景近四十年来，工业的发展特别是机械加工业的发展给人类带来了巨大的经济效益，但同时也严重污染了生态环境，危及人类的生存和发展。
据统计，机械加工业每年产生有害废物7亿吨、无害废物55亿吨，约占整个工业排放物的70%。
而切削加工占机械加工总量的90%以上。
传统机械加工存在三个主要的问题：一是资源利用率低。
需要多道工序才能完成对一个零件的合格加工，造成了对原材料、能源和时间的浪费；二是严重污染环境。
切削加工过程中对切削液的经常使用，这就给水体和土壤带来了污染、致使我们的环境遭到破坏；三是损害人体健康。
切削加工过程会产生噪声，引起操作工人听力系统疾病；产生粉尘、油雾、化学微粒等，这些物质是加工工人呼吸系统、皮肤等方面疾病的隐患。
在满足切削加工效率的前提下，为了节约资源、减轻加工过程中产生的污染、减少对人体健康的损害，在此背景下产生了绿色切削加工技术，在切削加工过程中利用这种新技术，能实现优质、低耗、高效及清洁化等四大目标。
2 绿色切削加工技术的应用2.1 利用高速干式切削技术切削加工时利用干式切削技术就可以达到一种理想状态。
该技术无需冷却液和润滑剂却可以实现对零件的切削加工。
干式切削是在高速切削条件下，利用耐高温、耐磨、高强度的刀具对零件加工。
在干式切削中由于不使用能发挥冷却、润滑作用的切削液，这使得刀具产生的切削力增大，同时切削产生的温度也越来越高，使刀具的耐用性能降低，使用寿命缩短。
并且加工出来的零件质量也相应下降。
在干式切削过程中，要使刀具的耐用度和工件的加工质量达到甚至超过湿加工的水准，就必须全面考虑整个加工工艺系统，并且采取相应措施，消除干式加工的不利影响。
绿色切削技术的研究进展与发展趋势
绿色切削技术的研究进展与发展趋势大中小日期: 2010-07-20 来源: 中国刀具商务网采用绿色切削技术的必要性制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是创造社会财富的支柱产业。
制造业的发展水平是一个国家综合国力的重要体现。
但是在自然资源开采过程和工业产品的制造过程中，制造业所产生的废气、废渣、废液也造成了环境的严重污染，导致了以资源枯竭和环境恶化为特征的生态危机。
诸如在传统的切削加工过程中通常要使用大量的切削液，尽管切削液在冷却、润滑和辅助排屑中起着重要的作用，但它对资源消耗、环境和人体健康产生了一系列负作用，并且与切削液相关的费用约占加工成本的17%。
采用干式切削技术具有重要的意义，因此，在材料的加工过程中很有必要发展绿色制造技术。
绿色切削技术是绿色制造的一个重要组成部分，该技术是指对生态大环境和加工现场小环境均无毒副作用（或副作用很小），在加工过程中产生少量的废气、废液和废渣，以达到无公害的环保要求，是对人类的健康和环境没有危害的加工技术[1]。
面对人类社会可持续发展的需要，实施绿色制造已经势在必行。
绿色切削技术的研究现状近年来绿色制造技术已成为国际上的研究热点，并且各国都投入大量的人力、物力和财力来发展此工艺。
按照切削工艺构成分类，可以将绿色切削技术分为干式切削技术、微量润滑切削技术、低温冷风切削技术和气体射流切削技术。
针对绿色切削技术，有以下典型学者和机构开展了深入研究。
1994年美国Ecunion公司独家资助，由阿亨工业大学的WZL、戴姆拉·彭兹、蒲吉沃等组成联合课题组，开展硬态切削研究，计划4年完成。
1996年“有利于环保的加工方法”作为德国政府的国家级项目，正式制定了1个3年研究计划来实施硬态切削技术的研究[3]。
近年来，美国阿拉巴马大学的Y.B.Guo教授和乔治亚理工学院的L.Y.Steven教授课题组分别在干式切削技术的原理、应用和工艺的优化方面做了细致且系统的研究，在很大程度上促进了硬态干式切削技术的推广。
绿色切削----干式切削
绿⾊切削----⼲式切削切削加⼯的绿⾊化是制造业可持续发展的重要⽅向。
⾼速⼲切削是⼀种新型的绿⾊制造⽅式。
与传统的切削⽅式相⽐，⾼速⼲切削技术具有⽣产效率⾼、加⼯质量好、⽆环境污染等特点，具有很⼤的发展潜⼒，是未来切削加⼯发展的⼀个趋势。
⾼速⼲切削技术的产⽣⾼速⼲切削的出现与⾼速切削和⼲切削有密切关系。
⾼速切削具有切削效率⾼、切削⼒⼩、加⼯精度⾼、切削热集中、加⼯过程稳定以及可以加⼯各种难加⼯材料等特点。
随着⾼速机床、加⼯中⼼的不断发展，切削速度和切削功率急剧提⾼，使得单位时间内的⾦属切除量⼤⼤增加，机床的切削液⽤量也越来越⼤。
但⾼速切削时切削液实际上很难到达切削区，⼤量的切削液根本起不到实际的冷却作⽤。
这不仅增加了制造成本，还加重了切削液对资源、环境等⽅⾯的负⾯影响。
⼲切削优点⼲切削具有以下显着优点：·由于不⽤冷却液，降低了⽣产成本；·对环境⽆污染，对操作⼯⽆伤害，有利于清洁⽣产；·提⾼切削效率，部分⼯件加⼯可实现以车代磨；·提⾼被加⼯件的表⾯质量；·适⽤范围⼴，车、铣、刨、钻、镗等⾼速钢⼑具加⼯领域，⼲切削都可以⼤展其能。
⼲切削对⼑具材料的要求⼲切削的⼑具材料必须要有优良的热硬性和耐磨性，以可有效地承受切削过程的⾼温；较低的摩擦系数，以可降低⼑具与切屑与⼯件表⾯之间的摩擦抑制切削温度的上升；较⾼的强度和耐冲击性能，以可承受更⼤的切削⼒和更差的切削条件。
要实现⼲切削，⼑具材料有⾼的耐热性能（热硬性）和耐磨性能尤为必须。
⽬前⽴⽅氮化硼（CBN）、聚晶⽴⽅氮化硼（PCBN）、⾦刚⽯、聚晶⾦刚⽯（PCD）、陶瓷（A12O3、Si3N4）、⾦属陶瓷（CERAMIC）、超细晶粒硬质合⾦和硬质合⾦涂层等⼑具材料已⼴泛⽤于⼲切削之中。
低温冷风切削该切削⽅法是⼀种⽤-10～-100℃的冷风和⾮常微量的植物油代替冷却和润滑油剂冷却的加⼯⽅法。
它由⽇本明治⼤学的横川和彦等最先提出。
绿色技术在切削加工中的实施方案
绿色技术在切削加工中的实施方案XXXxxx（东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819）摘要: 21世纪的制造业实施绿色制造已势在必行,绿色切削加工技术的研究应运而生。
干切削技术避免了切削液的副作用,但它对刀具提出更高的要求;切削液最少量润滑技术能够使切削工作处在最佳状态下,切削液的使用量达到最少,但绿色切削液需深入研究。
实现绿色切削加工的关键技术是: 1)开发刀具技术,包括新型刀具材料和刀具涂层技术的研究和应用,优化刀具形状及结构; 2)开发绿色切削液技术,包括切削液的绿色设计与绿色使用,开发切实可行的废液处理新工艺。
关键词:绿色切削加工；切削液；干切削；最少量润滑Green technology in the cutting process of theimplementation of the programxxx(School of mechanical engineering and automation, Northeastern University, Shenyang 110819) Abstract: in twenty-first Century, it is imperative to implement green manufacturing in manufacturing industry, and the research of green cutting technology has emerged as the times require. Dry cutting technology to avoid the side effects of cutting fluid, but it on the tool put forward higher requirements; cutting fluid to the small amount of lubricating technology to the cutting work in the best condition, the usage of cutting fluid is minimal, but green cutting fluid need in-depth study. The author believes that the implementation is the key technology of green machining: 1) development tool technology, including the research and application of new cutting tool material and coating technology, optimize the shape and structure of the tool; 2) development of green cutting fluid, including the use of cutting fluid for green design and green color, and develop practical wastewater treatment process. Keywords: Green MachiningCutting Fluid; Dry Cutting; MQL环境问题和资源问题是当前以至今后人类社会面临的主要问题。
绿色切削加工技术分析
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主要的绿色切削工艺技术
主要的绿色切削工艺技术绿色切削工艺技术指的是在切削加工过程中，通过改进刀具、润滑剂、冷却剂、加工条件等手段，实现切削过程的高效、低能耗、环境友好和节能减排。
绿色切削工艺技术的发展旨在减少切削过程中的能源消耗和材料损耗，降低环境污染，提高加工效率和产品质量。
首先，绿色切削工艺技术在刀具的研发和使用方面积极探索。
切削工艺中，刀具是起到直接切削加工作用的关键工具，其性能直接影响到加工效率和加工质量。
因此，绿色切削工艺技术致力于改进刀具的刀具材料、刀具几何形状以及涂层技术等方面。
新材料的应用可以提高刀具的硬度、耐磨性和切削稳定性，从而延长刀具的使用寿命，减少切削过程中的刀具更换次数，降低能源消耗和材料损耗。
此外，绿色切削工艺技术还鼓励使用可再生材料和可回收材料制造刀具，以减少对环境的影响。
其次，在润滑剂和冷却剂的选择方面，绿色切削工艺技术提倡使用环境友好的润滑剂和冷却剂。
传统切削工艺中常使用的润滑剂和冷却剂通常含有有机溶剂和重金属等有害物质，对环境和人体健康造成一定的危害。
绿色切削工艺技术倡导使用水溶性润滑剂和冷却剂，避免有害物质的排放，减少污染物的产生。
此外，绿色切削工艺技术还可以通过改进润滑剂和冷却剂的使用方法，如微量喷雾、雾化和系统循环等，最大限度地利用和循环润滑剂和冷却剂，减少使用量和浪费，降低能源消耗和成本。
再次，在加工条件的控制方面，绿色切削工艺技术注重优化切削工艺参数，实现高效、精确的切削加工。
通过合理设置切削速度、进给速度和切削深度等参数，可以最大限度地减小切削力和切削温度，降低能量消耗和切削力对刀具的磨损，延长刀具的使用寿命。
同时，绿色切削工艺技术还注重加工过程中的监测和控制，通过实时监测切削过程中的刀具磨损和加工表面质量，及时调整切削参数，确保加工质量和效率。
总之，绿色切削工艺技术是切削加工领域的一项重要技术创新，旨在实现经济高效、低能耗、环保和可持续发展的目标。
随着技术的不断进步和应用的推广，绿色切削工艺技术将在制造业的发展中起到积极的推动作用，为构建绿色、智能的制造业新体系做出贡献。
绿色高速干式切削技术的研究内容及其发展_绿色制造_先进制造技术_489
绿色高速干式切削技术的研究内容及其发展_绿色制造_先进制造技术1 引言制造业是人类社会的传统产业，它的历史可以追溯到远古时代，人们磨制石器、铜器和铁器用来捕猎。
制造业为人类社会带来物质财富的同时，又给环境造成了严重的污染。
而切削加工作为制造技术的主要基础工艺，是产生污染的重要原因之一。
金属切削加工方法有湿式和干式切削法之分。
目前采用最多的是湿式切削法(即在金属切削加工时，用一定压力和流量的液体(切削液)连续不断地冷却、润滑刀具和工件加工部件的方法)。
这种方法已经使用多年，通常在金属切削加工时使用切削液主要有3个功能：润滑作用，冷却作用，清洗和排屑作用。
这些功能对工件已加工表面质量和刀具耐用度具有明显的影响。
随着高速切削加工技术的迅猛发展，加工过程中切削液的用量越来越大，有时高达80-1OOL／min。
但大量使用切削液造成了许多负面影响，主要表现在以下几个方面。
(1)增加了制造成本。
据国外许多统计资料表明，切削液及切削液的供给、保养、回收及切削废液的处理等费用加在一起，占总制造成本的13％-17％，而刀具消耗的费用仅占制造成本的2％-4％。
(2)造成了环境污染问题。
切削液是金属切削加工中造成环境污染的一个重要根源。
如乳化液不仅含有油，而且含有烧碱、油酸酯、乙醇和苯酚等有害物质。
如果这些切削液未经处理直接排人外界，会对环境造成严重污染。
(3)直接危害操作工人的身体健康。
切削液产生的油烟会引起工人肺部和呼吸道的多种疾病。
切削液与人体直接接触会诱发多种皮肤病[1]。
人类社会已经迈入2l世纪，随着制造技术的发展和环保意识的提高，发展以绿色无污染的高速切削工艺和加工方法成为人们追求的目标。
在这种背景下，取消或减少切削液和润滑剂的使用已成为金属切削工艺发展的必然趋势，于是干式切削工艺的研究便应运而生，干式切削(Dry Cutting)的概念逐步形成。
2 高速干式切削加工技术的提出及发展从20世纪90年代开始，国外对干式切削技术进行了大量研究，1995年干切削的科学意义被正式确立，1997年的国际生产工程研究会(CIRP)年会上，德国Aachen工业大学的F．Klocke教授作了“干切削”的主题报告；1999年1月在美国国家科学基金“设计与制造学科”受资助者会议上，国际著名的刀具制造厂MAPAL公司的总裁B．P．Erdel博士也作了有关美国干切削发展的主题报告[2]。
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绿色切削加工技术是一种充分考虑环境和资源问题的加工技术，它要求在整个加工过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。
目前国内外对绿色切削的研究主要集中在干式切削、低温切削、绿色湿式切削等几个方面。
主要内容：
干式切削是指在机械加工中为了保护环境和降低成本而有意识地减少使用或不使用切削液的加工方法。
干式切削分为两种，一种为完全不使用切削液的干式切削，另一种为用气体混合微量润滑剂代替切削液的准干式切削，其使用的是最小量润滑（Minimal Quantity Lubrication，MQL)技术。
采用MQL技术的准干式切削适用于无法完全实现干切削的情况，如磨削加工及难加工材料的切削加工。
采用准干切削加工后，刀具、工件和切削都保持干燥，切削无需处理便可回收利用。
由于干式切削的温度比湿式切削高得多，为实现干式切削，要求刀具材料必须具有较高的红硬性、耐磨性、热韧性和热化学稳定性，并且切屑、工件与刀具之间的摩擦系数应尽可能小。
刀具结构应便于排屑，刀具强度和冲击韧性要高。
目前适用于干式切削的刀具材料有超细颗粒硬质合金、金刚石、立方氮化硼、涂层硬质合金等。
由于采用干式切削有利于环境保护和降低加工成本（可节省加工费用10％-15％），因此干式切削加工技术的研究开发日益受到重视，目前欧洲约10％-15％的批量机械加工已采用干式或准干式切削技术。
低温切削是利用低温流体如液态氮、液态二氧化碳和冷风等碰向加工系
统的切削区域，造成切削区的局部低温或超低温状态，利用工件在低温条件下产生的低温脆性，提高工件的切削加工性、刀具寿命和工件表面质量。
根据冷却介质的不同，低温切削可分为冷风切削和液氮冷却切削。
绿色湿式切削是指使用高性能、长寿命、低污染、可降解的新型绿色切削液，最大限度地减少切削液的用量和废液的排放，增加切削液的循环使用次数，并对其实施无害化处理，从而达到绿色环境要求的切削加工方式。
目前绿色湿式切削的研究主要集中在：高性能、长寿命、低污染切削液的开发、最小润滑技术的研究、冷却液净化处理技术的研究等。
干式切削技术现已成熟应用于有色金属及其合金和铸铁的加工中，但在钢材尤其是高强度钢的干切削应用方面仍存在问题，主要表现为刀具磨损严重，对刀具的材料和结构要求较高，成本大。
同时，在于切削中还普遍存在粉尘和切屑处理比较困难、机床易生锈等问题。