金属切削加工业面临的重要课题

金属切削加工技术的发展，始终伴随着用户的需求，围绕着机床条件、刀具条件和冷却条件的理念创新而展开，更新这三个条件的研究工作一刻也没有停止，由于技术发展的不平衡，也就给我们提供了无限的想象空间。

1.机床技术研究的进步

制造技术的发展，源于市场的需求。专用机床在一个相当长的时期内是大批量使用机床的行业（例如汽车、摩托车行业）完成规模化生产、满足用户需求的重要设备。与通用设备相比，专用机床投资少、结构简单可靠、适合成批、大量生产单一零配件，曾经为汽车、摩托车、农业机械及军工制造业的发展做出了重要贡献。但是随着汽车、摩托车市场的逐渐饱和，用户的需求也发生了变化，人们不再满足于仅有的几种款式；不断调整车型结构，满足用户对汽车、摩托车花色品种的需求，已成为制造商们赢得竞争的有效手段。

产品花色品种的迅速增加和不断更新，造成在制品的大量积压，占用资金；如果继续大量使用专用机床，势必增加更大的投资和浪费；使用通用机床又面临机床调整时间过长、生产效率低的问题。于是，机床用户产生了对柔性制造技术的需求。

有需求就有市场，20世纪80年代前后，通过数控系统、伺服系统、机床本体三大部分组成的柔性传动机床制造技术的研究最终取得了突破，机床制造技术发生着革命性的变化：复杂的刚性传动链缩短或趋于零、机床调整简化、柔性加强，主轴转速达到超高的水平。目前的机床，辅助时间大幅缩短，实际切削时间大幅延长，生产节拍明显加快，单位时间内的金属切除率大幅增加，新结构机床正在或已经实现了高速高效率的加工。

2.刀具技术研究的进步

刀具制造技术的发展，经历了由普通碳素工具钢刀具制造技术到复杂形状的高速钢刀具制造技术和硬质合金刀具制造技术的发展过程。目前，国内外金属切削加工刀具制造技术，正在通过以下四个方面的研究见到实效：

1）刀具材料的研究。

2）刀具结构的研究。(www.xing528.com)

3）刀具几何角度和切削用量的合理优选研究。

4）刀具表面处理新技术的研究。

3.切削冷却技术研究的滞后

机床与刀具制造技术的研究成果，极大地推动了生产力的发展。然而，尽管不少设备都用上了能控制切削液温升的冷油（水）装置、切削液过滤循环装置、油雾分离装置及油污防护装置等，但是从整体上讲，目前金属切削加工过程的切削冷却技术，仍然大多采用传统的油剂喷淋浇注方式、自然冷却方式，部分采用常温风冷方式，技术发展相对落后，几乎百年不变；与机床技术、刀具技术的进步速度相比，切削冷却技术的研究则显得滞后，主要因为：

1）长期以来，对改善冷却条件的重要性认识不够，行业对改善冷却条件的研究投入不够。

2）近年来，伴随机床与刀具条件的技术进步，加工效率的提高，切削过程产生的热量剧增，为了降低切削温升，只好被迫大量增加切削液的使用量，对环境造成了更大的污染。同时，研究表明：从传热学的角度讲，传统湿式冷却方式并不科学，相比之下，现有切削冷却技术已难以满足生产力发展的需要。

于是，通过改善冷却条件，不使用或少使用切削液，让刀具切削点在高速、高效和相对低温条件下工作的技术，就成为金属切削加工行业急待研究解决的问题。为此，弄清切削液的机理与危害，刀具切削热的生成与散热效率，不同冷却条件对切削效率的影响及各种机床对干式加工方式的适应性等问题，都成为急待研究的课题。

通过国内外机构对上述课题的研究，在短短的十多年时间内，干式、半干式切削技术的研究已取得了突破，并开始在钻削、车削、铣削、镗削和磨削等加工设备上推广应用。事实证明：这种不使用或极少使用切削液的干式加工技术，不仅环保，而且对提高切削性能也起到了事半功倍的效果，具有深远意义。