時(shí)間：2023-05-30 10:55:31
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇金屬切削液，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：金屬切削液 工藝作用 選用原則 處理設(shè)備 水基切削液 油基切削液 設(shè)備維護(hù)
1 概述
在機(jī)械加工生產(chǎn)中，金屬切削液是一種重要的工藝輔助材料。正確使用金屬切削液可以減少刀具消耗、降低零件報(bào)廢率、降低企業(yè)成本。金屬切削液的應(yīng)用和管理是機(jī)械加工中的一個(gè)重要課題，在精密加工中尤其具有重要的意義。
本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)金屬切削液的特點(diǎn)及適用性進(jìn)行了闡述，提出了選用金屬切削液及設(shè)備的方法，并介紹了金屬切削液及其設(shè)備的管理方法。
2 金屬切削液的應(yīng)用
金屬切削液是隨著工業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的，歷史非常悠久。人類注意到切削加工中刀具對(duì)材料的直接切削要耗費(fèi)大量能量且產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致了工藝的不穩(wěn)定，而各類形式的切削液明顯改善了加工性能和質(zhì)量，于是金屬切削液逐漸發(fā)展起來(lái)。
2.1 金屬切削液的工藝作用
2.1.1 減摩作用
減摩作用也可稱之為作用，指切削液在工件、切屑、刀具之間界面上的降摩擦能力[1]，切削液必須能滲透到各個(gè)界面上，并在其中能形成強(qiáng)度較高的吸附性膜，從而降低工件、切屑及刀具間的摩擦，減少加工阻力。
2.1.2 冷卻作用
金屬加工過(guò)程中，所消耗的功95-97%都轉(zhuǎn)變成了切削熱。其中，2/3轉(zhuǎn)化成變形熱，1/3轉(zhuǎn)化成摩擦熱。
冷卻作用就是在加工過(guò)程中切削液將工件和刀具的熱量吸收轉(zhuǎn)移的作用。
2.1.3 沖洗作用
金屬切削過(guò)程中，刀具碎末及金屬碎屑隨著加工的進(jìn)行而不斷產(chǎn)生，沖洗作用就是切削液凈化加工界面的能力。意義在于延長(zhǎng)刀具壽命并保證了加工質(zhì)量。
2.1.4 防銹作用
指切削液對(duì)完成加工的工件具有短期工序間防銹的作用。
2.2 金屬切削液的分類和性能
金屬切削液按其性質(zhì)可分為水基切削液和油基切削液。其中水基切削液又分成全合成型和半合成型切削液。
表1 金屬切削液分類和性能比較
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2.3 金屬切削液的構(gòu)成
全合成型切削液一般是以純凈水為基礎(chǔ)液，還含有穩(wěn)定劑、乳化劑、抗硬水劑、抗菌劑、防銹劑、劑、抗極壓劑、消泡劑和香料等。
穩(wěn)定劑、抗氧化劑、抗硬水劑是作為體系穩(wěn)定劑而存在的，保證了切削液可存貯性和各類工況下的使用壽命；抗菌劑的作用是防止體系內(nèi)的有機(jī)物因微生物的繁殖而變質(zhì)腐敗；防銹劑的作用是短期防銹；劑的作用是減摩；抗極壓劑的作用是維持、加強(qiáng)界面間膜的強(qiáng)度。消泡劑的作用在于減少體系中各類添加劑（一般為各類表面活性劑）的發(fā)泡作用的消極影響；添加香料的目的是改善工作現(xiàn)場(chǎng)的氣氛。
半合成型切削液與全合成型的差別在于其中的劑以某些油類為主。
表2 添加劑舉例
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油基型切削液與水基切削液的構(gòu)成差別較大。其成分主要是基礎(chǔ)油，其次是防銹劑、抗油霧劑、抗極壓劑、抗氧化劑等。
油基型切削液的使用效果很大程度上取決于基礎(chǔ)油的類別和等級(jí)。
一般來(lái)說(shuō)，該類產(chǎn)品所使用基礎(chǔ)油可分為三類。
第一類為溶劑精制油；第二類為加氫精制油；第三類為加氫異構(gòu)化油[2]。其中第二類油工藝性能較好。
2.4 金屬切削液的選用原則
金屬切削液的選用應(yīng)從下面三個(gè)方面綜合考慮：
2.4.1 工藝適用性
如上所述，切削液有減摩、冷卻、沖洗、防銹四個(gè)功能，但在某一特定的工藝中，很難保證任何一方面都達(dá)到使用者的期望。在選用時(shí)應(yīng)有所側(cè)重。
一般來(lái)說(shuō)，可以參照下表來(lái)對(duì)切削液的選用進(jìn)行考量：
表3 切削液工藝適用性
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√-適用 ×-不適用
實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體工藝需求來(lái)分析比較，常常要通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)確定。
2.4.2 運(yùn)行成本
這是所有企業(yè)用戶都比較重視的問(wèn)題。
水基切削液的運(yùn)行成本一般為油基型切削液的20%-30%，但水基切削液不能通用于所有工況；同時(shí)，機(jī)床、刀具和工裝成本往往在機(jī)械加工型生產(chǎn)企業(yè)中占有很大一部分，而切削液選型的正確與否關(guān)系到機(jī)床維護(hù)成本和刀具成本，因此，在選擇切削液時(shí)，各企業(yè)需要根據(jù)自身實(shí)際情況綜合考慮何種切削液最適合本企業(yè)的需要。
2.4.3 安全性
市場(chǎng)上銷售的切削液中有些成分對(duì)操作人員是有人身危害的，如可導(dǎo)致呼吸器官受損或各類皮炎等。在選用之前，應(yīng)要求供方提品MSDS（產(chǎn)品安全數(shù)據(jù)單），其中說(shuō)明了產(chǎn)品中的有害成分和可能的不良反應(yīng)，對(duì)于產(chǎn)品的存貯要求及是否有燃爆危險(xiǎn)都作出了說(shuō)明。
為了降低風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)應(yīng)考慮采用低毒、環(huán)保型產(chǎn)品。
2.5 金屬切削液處理設(shè)備
金屬切削液處理設(shè)備在國(guó)內(nèi)一般歸口于機(jī)床輔機(jī)類產(chǎn)品，但該類產(chǎn)品的性能往往對(duì)于產(chǎn)品加工質(zhì)量有時(shí)具有決定性的影響，特別是在精加工和超精加工方面。
一般來(lái)說(shuō)，該類設(shè)備可分成單機(jī)供回系統(tǒng)和集中凈化系統(tǒng)兩類。
關(guān)鍵詞：環(huán)境友好劑；抗磨減摩性；生物降解性；生態(tài)毒性
中圖分類號(hào)：TE626.39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 引言
近年來(lái)，隨著制造設(shè)備的進(jìn)步，加工工藝和材料材質(zhì)的改進(jìn)以及工廠管理水平的提高，對(duì)與金屬加工技術(shù)配套的金屬加工液提出了更新更高的要求。隨著人類環(huán)保意識(shí)和環(huán)保立法的不斷加強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到金屬加工劑對(duì)人體和環(huán)境造成的危害。傳統(tǒng)礦物油基劑生物降解性能差、生態(tài)毒性高，加之石油資源不斷減少，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較環(huán)保的全合成、半合成金屬加工劑越來(lái)越受到人們的青睞。但大多數(shù)水及金屬劑仍然采用亞硝酸鹽、磷酸鹽和有機(jī)酚等為添加劑，這些添加劑具有一定的致癌性能，不但使用過(guò)程中會(huì)危害操作工人的身體健康，而且排放后污染水體，給環(huán)境造成了極大的危害。
環(huán)境友好金屬加工材料是一類對(duì)人體和環(huán)境友好的金屬加工配套材料。綠色金屬加工是綠色機(jī)械制造的重要組成部分。綠色金屬加工的根本目標(biāo)，是在完成機(jī)械零部件加工制造的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程綠色化，即加工過(guò)程對(duì)人體無(wú)危害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。環(huán)境友好劑由于采用了綠色基礎(chǔ)液和綠色添加劑，因此在金屬加工過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲小，加工車間油霧濃度低，對(duì)人體無(wú)危害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染或低污染，其廢液經(jīng)處理后可再生利用或安全排放，殘留物質(zhì)對(duì)人體和自然界無(wú)危害或在自然界可完全降解。因此，它是綠色制造技術(shù)的重要組成部分。
文章結(jié)合現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，采用無(wú)毒或低毒添加劑，研制了一種新型環(huán)境友好化學(xué)半合成型切削液，并對(duì)其綜合性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
1 半合成切削液的制備
半合成切削液中包括了油、水、表面活性劑、防銹緩蝕劑、油性劑、極壓劑、防霉殺菌劑等成分，制備方法為兩相混合法。將水溶性表面活性劑、防銹劑、助表面活性劑等溶于水相，油性劑、減摩劑等溶于油相。然后邊攪拌邊將油相加入到水相中，攪拌至透明后，加入消泡劑充分?jǐn)嚢瑁吹玫桨牒铣汕邢饕呵邢饕簼饪s液。
1.1油相和水相
半合成切削液中基礎(chǔ)油含量較低，切削液中加有大量的表面活性劑、防銹劑、油性劑等，一定程度上會(huì)增加產(chǎn)品的黏度，尤其是HLB值較大的乳化劑對(duì)礦物油有明顯的稠化作用，甚至呈膏狀。因此，微乳化液應(yīng)選用黏度較低的油基礎(chǔ)油。同時(shí)為了保證運(yùn)輸、儲(chǔ)存的安全，半合成切削液的閃點(diǎn)不宜太低。
1.2乳化劑的選擇
影響乳化劑的因素有很多，乳化劑的結(jié)梅和種類的影響最大。選擇適宜的乳化劑，不僅可以促進(jìn)乳化液的形成，有利于形成細(xì)小的顆粒，提高乳化體的穩(wěn)定性，而且可以控制乳化體的類型(即O/W或W/O型)。表面活性劑的親水、親油平衡值――HLB值是制取乳化體的重要因素，乳化劑的HLB值表示其同時(shí)對(duì)水與油的相對(duì)吸引作用。HLB值小表示親油性強(qiáng)，反之，則表示親水性強(qiáng)，HLB值在3～6的物質(zhì)適宜于作W/0型乳化劑；HLB在8～18的物質(zhì)適宜于作O/W型乳化劑。選擇乳化劑時(shí)，通常可先計(jì)算油相所需要的HLB值，然后用一系列有相應(yīng)HLB值與化學(xué)類型的乳化劑來(lái)試驗(yàn)。當(dāng)油相為一混合物時(shí)，所需HLB值也像乳化劑HLB值一樣，具有加和性，只有使乳化劑所能提供的HLB值與油相所需要的HLB值吻合，才能得到性能良好的穩(wěn)定的乳化體。
1.3防銹緩蝕劑的選擇
為了保護(hù)機(jī)床、刀具及工件不受乳液的侵蝕，要在切削液中加入防銹緩蝕劑，以期在金屬表面形成保護(hù)膜，或者形成鈍化膜。
防銹添加劑主要有水溶性防銹劑和油溶性防銹劑兩大類。水溶性添加劑有亞硝酸鈉、苯并三氮唑、硼酸、三乙醇胺、磷酸鹽、鉻酸鹽、植酸、苯甲酸鈉、鉬酸鈉和無(wú)水碳酸鈉等。它們與金屬發(fā)生作用，并在金屬表面生成不溶性的致密的氧化膜，阻止金屬的電化學(xué)腐蝕。這類防銹劑多是電解質(zhì)，用于乳液時(shí)，用量不宜過(guò)大，以免發(fā)生電解現(xiàn)象而破壞乳液。油溶性防銹劑主要有磺酸鹽、高分子羧酸及其金屬皂鹽類、酯醇類、胺類、磷酸酯等。它們是極性很強(qiáng)的化合物，能優(yōu)先吸附在金屬表面或與表面化學(xué)反應(yīng)生成保護(hù)膜，抑制氧及水對(duì)金屬的接觸，因此，它會(huì)―與極壓劑在金屬表面的吸附發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，使乳液的極壓性下降。
亞硝酸鈉有致癌作用，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家和一些發(fā)展中國(guó)家已為禁用產(chǎn)品。二乙醇胺的含量也不應(yīng)超過(guò)1％，因其在空氣中容易氧化成致癌物質(zhì)。常用的環(huán)境友好型緩蝕劑如脂肪酸衍生物、胺類、咪唑啉類及三唑類。
1.4油性劑和極壓劑的選擇
為了保護(hù)刀具，提高加工質(zhì)量，此類添加劑是半合成切削液中不可缺少的組分。這類添加劑主要有動(dòng)植物油脂，聚合脂肪酸及其皂，脂肪醇及多元醇，硫化油脂，酮類，胺類等有機(jī)物。它們是具有極性基的分子，能在金屬表面形成定向吸附膜，在金屬加工中，此膜能減少工件、切削、刀具之間金屬的直接摩擦，降低工件表面粗糙度，提高工件精度并延長(zhǎng)刀具使用壽命。
極壓劑是含硫、磷、氯等元素的化合物，這些化合物在高溫下與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成剪切強(qiáng)度低的金屬固體保護(hù)膜，防止金屬的磨損和燒結(jié)，故可用于極壓摩擦狀態(tài)。
國(guó)內(nèi)廣泛使用氯化石蠟、硫化脂肪油、硫化棉子油、亞磷酸二丁酯、磷酸三乙酯，ZDDP等作為極壓劑。常常是兩種以上的添加劑復(fù)合使用比單獨(dú)使用會(huì)得到良好的效果，這樣可使油品的性能更加全面。因?yàn)椴煌愋偷臉O壓抗磨劑具有不同的特點(diǎn)和使用范圍，可互補(bǔ)不足。
1.5防霉殺菌劑的選擇
微乳化液容易滋長(zhǎng)微生物，使加工液變質(zhì)，使用壽命變短。常用的殺菌劑有甲醛釋放劑、酚類化合物、水楊酸類、雜環(huán)化合物等。
1.6其他
半合成切削液中使用的輔助添加劑還有消泡劑、偶合劑、pH值調(diào)節(jié)劑、金屬離子掩蔽劑等。消泡劑常用的為硅油類，其不溶于水，分散于水中，不能加多，否則體系易渾濁。偶合劑用來(lái)增加體系的穩(wěn)定性，其性能取決于自身的親水-親油之間的平衡。體系pH值應(yīng)保持在18～10之間，pH過(guò)低易滋生細(xì)菌霉變；pH過(guò)高，鋁腐蝕嚴(yán)重。金屬離子掩蔽劑能絡(luò)合水中的鈣鎂離子。這些添加劑如何使用，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。
2 半合成切削液配方篩選
首先設(shè)計(jì)了一個(gè)探索性配方，各組分的比例完全是根據(jù)資料選擇的，目的是試圖得到一個(gè)微乳體系，結(jié)果見表1。
按表1的組分比例試配：未能成功，主要原因是乳化劑用量過(guò)多、體系分層、不穩(wěn)定。
在表1的基礎(chǔ)上降低乳化劑用量，感受到微乳化的相變過(guò)程，見表2。
試樣放置幾天后，溶液變稠，稀釋液不是很穩(wěn)定。可能是油的量過(guò)多。
要得到穩(wěn)定透明澄清的微乳液需要注意的方面很多，水-油-表面活性劑體系中的膠團(tuán)間的平衡和締合相變化是相當(dāng)復(fù)雜的，通過(guò)不斷嘗試調(diào)整配方各組分比例，以期找到那個(gè)使體系穩(wěn)定透明的“點(diǎn)”。同時(shí)，為了滿足鋁合金切削的各項(xiàng)性能要求，嘗試著向體系中添加各種添加劑。
在配方2的基礎(chǔ)上降低油的含量，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)得到一個(gè)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、性能較好的配方，如表3所示。
3 性能考察(見表4)
從表4可以看出，研制的半合成切削液具有優(yōu)異的性能。將該配方調(diào)制的切削液稀釋成5％的工作液，用四球摩擦試驗(yàn)機(jī)，參照GB 3142-90方法，試驗(yàn)條件為轉(zhuǎn)速1500 r/min，室溫，時(shí)間10s，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出的切削液摩擦力矩-時(shí)間-摩擦系數(shù)曲線取平均值方式測(cè)定液的摩擦系數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，研制的半合成切削液的工作液最大無(wú)咔咬負(fù)荷(PB值)為750N，燒結(jié)負(fù)荷(PD值)為2500N。試驗(yàn)后，摩擦系數(shù)曲線見圖1。
從圖1可以看出，研制的切削液工作液的平均摩擦系數(shù)為0.1023，表明該切削液具有較好的性能。
為了更好地檢驗(yàn)所研制的切削液的使用性能，將切削液配制成5％的工作液，在M7675A/B高速雙端面磨床上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，加工工件為20CrMnTi材質(zhì)、直徑為150mm汽車變速箱齒輪，結(jié)果表明所研制的切削液具有優(yōu)良的、清洗和防銹性能，加工精度達(dá)到5級(jí)。
4 生物降解和生態(tài)毒性試驗(yàn)
生物降解性能按CEC L-33-A-93法進(jìn)行，結(jié)果表明切削液的生物降解率為96.3％，表明所研制的半合成切削液具有較好的生物降解性能。
根據(jù)浙江大學(xué)環(huán)境工程系檢測(cè)，研制的半合成磨削液的BOD(生化耗氧量)為1.06g/L，COD(化學(xué)耗氧量)為0.902g/L，完全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)浙江大學(xué)生物學(xué)院用研制的半合成切削液對(duì)動(dòng)物所做的病理診斷，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理表明，工作液涂抹動(dòng)物皮膚后，動(dòng)物表現(xiàn)正常，體重?zé)o變化，局部皮膚無(wú)紅腫、潰瘍、滲出等現(xiàn)象；經(jīng)光鏡和顯微照片觀察，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的皮膚、肝臟和腎、心、腦、肺細(xì)胞均無(wú)異常，由此可知，研制的切削液對(duì)人體無(wú)毒性。
以德國(guó)的Wassergefahrdungklasse(WGK)為基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)，表明研制的半合成切削液的急性水毒性極限(EL50)或(LL50)均不小于119μg/g，屬于無(wú)毒性切削液。
由于研制的半合成切削液的水污染指數(shù)值(WEN)為0.58，屬于無(wú)污染劑，使用后可直接排放，對(duì)環(huán)境和人體無(wú)危害。
5 結(jié)論
研制的半合成型切削液具有優(yōu)良的綜合性能，而且無(wú)毒，可生物降解，是性能優(yōu)異的環(huán)境友好金屬加工劑。
由于切削液的性能考察目前沒有專用方法，實(shí)驗(yàn)室模擬臺(tái)架試驗(yàn)只能作參考，所以這里只以四球機(jī)為評(píng)價(jià)手段進(jìn)行簡(jiǎn)單試驗(yàn)，產(chǎn)品主要在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)使用表明，該切削液使用性能優(yōu)越。另外，在生理生態(tài)毒性試驗(yàn)中，所有指標(biāo)的評(píng)價(jià)尚不具備條件，只對(duì)皮膚刺激性進(jìn)行了考察。基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50975282)，重慶市科技攻關(guān)項(xiàng)目(CSTC，2011AC6041)。
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【關(guān)鍵詞】車床加工；殘留應(yīng)力；影響因素；前、后角；切削速度
殘留應(yīng)力是衡量表面質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)，它是指工件表層材料內(nèi)由于切削加工而造成的附加內(nèi)應(yīng)力。衡量機(jī)械加工質(zhì)量的指標(biāo)有兩方面即加工精度與表面質(zhì)量，零件的加工質(zhì)量是保證機(jī)械產(chǎn)品工作性能和產(chǎn)品壽命的基礎(chǔ)。在機(jī)械加工過(guò)程中，由于各種因素的影響，使零件的表面殘留應(yīng)力增大。加工殘余應(yīng)力不僅直接影響零件的加工精度等表面質(zhì)量， 而且影響零件的尺寸、穩(wěn)定性、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕能力等性能。對(duì)殘留應(yīng)力除了要注意其大小以外，還應(yīng)區(qū)分殘留應(yīng)力的性質(zhì)，是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力，拉應(yīng)力對(duì)表面的疲勞強(qiáng)度特別有害。
一、車床加工過(guò)程中殘留應(yīng)力產(chǎn)生的原因
1、工件表面的塑性變形
工件表面層材料在經(jīng)過(guò)第三變形區(qū)時(shí)，在切削力的作用下，使金屬的晶格扭曲而強(qiáng)化，已加工表面受到強(qiáng)烈的冷塑性變形，其中以刀具后刀面對(duì)已加工表面的擠壓及摩擦產(chǎn)生的塑性變形最為突出，此時(shí)基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態(tài)。切削力除去后，基體金屬趨向恢復(fù)，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層的限制，恢復(fù)不到原狀，因而使表層內(nèi)產(chǎn)生殘留壓應(yīng)力。
2、熱應(yīng)力
切削加工時(shí)工件表層在切削溫度的作用下受熱膨脹，此時(shí)基體金屬溫度較低，因此表層金屬產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。當(dāng)切削過(guò)程結(jié)束時(shí)，表面溫度下降較快，故收縮變形大于里層，由于表層變形受到基體金屬的限制，故而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。切削溫度越高，熱塑性變形越大，殘余拉應(yīng)力也越大，有時(shí)甚至產(chǎn)生裂紋。
3、組織應(yīng)力
當(dāng)切削溫度高于工件材料的相變溫度時(shí)，表層材料的組織會(huì)發(fā)生相變。由于不同組織具有不同的比容，表面層金相組織變化的結(jié)果造成了體積的變化。如果表層膨脹，則產(chǎn)生壓應(yīng)力，如果基體膨脹，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。如淬硬鋼受到摩擦擠壓時(shí)，若工件表面的組織由比容較大的馬氏體轉(zhuǎn)變成比容較小的珠光體，則體積縮小，在表層內(nèi)形成殘留拉應(yīng)力。在加工后工件表層內(nèi)最終形成的殘留應(yīng)力的性質(zhì)，要決定于以上三種影響的綜合結(jié)果。但在一般情況下，形成拉應(yīng)力的可能性較大。殘余應(yīng)力一般是有害的，它一般不會(huì)立即表現(xiàn)為缺陷。當(dāng)零件在工作中因工作應(yīng)力與殘余應(yīng)力相疊加，而使總應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限時(shí)，便出現(xiàn)裂紋和斷裂。
二、殘留應(yīng)力對(duì)工件的影響
1、殘留應(yīng)力對(duì)工件尺寸的影響 殘余應(yīng)力是一個(gè)不穩(wěn)定的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件受到外力作用時(shí)，作用應(yīng)力與殘余應(yīng)力的相互作用，使某些局部呈現(xiàn)塑性變形，截面內(nèi)應(yīng)力重新分配，當(dāng)外力作用去除時(shí)整個(gè)構(gòu)件將要發(fā)生變形。所以殘余應(yīng)力明顯地影響著加工后的工件尺寸。
2、殘留應(yīng)力對(duì)金屬材料塑性、韌性的影響 當(dāng)對(duì)具有殘留應(yīng)力的材料進(jìn)行塑性加工時(shí)，殘留應(yīng)力使內(nèi)部的應(yīng)力不均勻分布，使材料的變形抗力升高，塑性降低。
3、殘留應(yīng)力對(duì)金屬材料耐腐蝕性、疲勞強(qiáng)度的影響 由于工件內(nèi)部具有殘留應(yīng)力，使其處于高能量狀態(tài)，易于氧化介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用，即應(yīng)力腐蝕，從而降低工件的耐腐蝕性。殘留應(yīng)力使內(nèi)部的應(yīng)力不均勻分布，降低疲勞強(qiáng)度。
二、減少加工殘留應(yīng)力的減小措施
1、增大刀具的前、后角，減小刃口圓弧半徑 在切削加工中工件殘余應(yīng)力的大小與刀具的前、后角密切相關(guān)。殘余應(yīng)力與前角的關(guān)系是：不論前角如何取值，在工件表面都形成殘余拉應(yīng)力。在前角一定變化范圍內(nèi)，工件表面主要產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，其值隨前角增加先增大后減小。對(duì)前、后角越大，刃口圓弧半徑越小，則刀具愈鋒利，工件已加工表面的塑性變形減小，工件表面的殘留拉應(yīng)力也愈大，減小前角可使殘留拉應(yīng)力降低，而采用負(fù)前角刀具高速切削鋼材時(shí)，有可能得到表面殘留壓應(yīng)力。
2、提高切削速度，適當(dāng)減小進(jìn)給量 切削速度越高，則工件的塑性變形小，而且塑性變形擴(kuò)展的范圍也小些，表面應(yīng)力特征環(huán)向殘余拉應(yīng)力隨著車削速度的提高而增大， 軸向殘余應(yīng)力隨之減小，且車削速度對(duì)環(huán)向應(yīng)力的影響較大。
3、采取有效的冷卻措施 采用切削液能將切削熱迅速地從切削區(qū)帶走，可使溫度大大地下降，可降低因切削熱及零件表層材料相變引起的殘留應(yīng)力。切削液能在刀具前、后刀面上形成一層薄膜，以減少金屬表面的直接接觸，減輕摩擦及粘結(jié)現(xiàn)象。為了保證具有良好的作用，要求切削液能迅速滲入刀具與工件或切屑的接觸界面，并形成牢固的吸附薄膜，不致在高溫、高壓及劇烈的摩擦條件下被破壞。當(dāng)切削液中含有油性添加劑（如脂肪酸、皂類、胺類等化合物）或極壓添加劑（如：硫化油、氯化石蠟等含硫、氯、磷的有機(jī)化合物）時(shí)，其作用就大大地加強(qiáng)了。一般含油性添加劑的切削液僅適用于低俗輕負(fù)荷的場(chǎng)合；含硫的切削液可耐受1000℃左右的高溫；含氯的切削液能耐受600℃左右的溫度，而其降低摩擦系數(shù)的能力優(yōu)于含硫切削液。流動(dòng)性、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容及汽化熱愈大，則冷卻性能也愈好。由于水的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容及汽化熱都比油類高，因此水基切削液的冷卻效果比油基切削液好。當(dāng)切削液中有泡沫存在時(shí)，會(huì)使冷卻作用減小，所以有時(shí)還要在切削液中加入少量的抗泡沫添加劑，以改善冷卻效果。
4、對(duì)粗加工的工件進(jìn)行時(shí)效處理
（1）自然時(shí)效 自然時(shí)效是通過(guò)把零件暴漏于室外，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間，從而使殘余應(yīng)力減小或消除。
（2）去應(yīng)力退火時(shí)效處理 去應(yīng)力退火是將工件隨爐緩慢加熱至500――650℃（
（3）振動(dòng)時(shí)效 振動(dòng)時(shí)效的實(shí)質(zhì)是以共振的形式給工件施加附加動(dòng)應(yīng)力，當(dāng)附加動(dòng)應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后，達(dá)到或超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，工件發(fā)生微觀或宏觀塑性變形，從而降低和均化工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。振動(dòng)時(shí)效具有投資少、生產(chǎn)周期短、使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、節(jié)約能源、降低成本、符合環(huán)保要求、操作簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化。它可以避免金屬在熱時(shí)效過(guò)程中產(chǎn)生的變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。
四、結(jié)束語(yǔ)
車床是機(jī)械加工中的重要設(shè)備，在進(jìn)行工件加工的時(shí)候要注意不同因素對(duì)工件表面殘余應(yīng)力的影響。充分發(fā)揮車床的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并在生產(chǎn)的過(guò)程中多進(jìn)行總結(jié)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】切削液、系統(tǒng)管理、作用
前言：
隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，切削液在機(jī)械加工中得到廣泛應(yīng)用，用量在提高的同時(shí)，技術(shù)也在不斷提高。
1. 簡(jiǎn)述切削液的管理使用
針對(duì)零件材料為壓鑄鋁合金，機(jī)加工設(shè)備主要是CNC加工中心和數(shù)控車床，主要加工工序?yàn)殂姟㈢M、鉆、車、鉸、攻螺紋等，采用的是鋁合金乳化切削液，全部采用同一個(gè)牌號(hào)，每臺(tái)機(jī)床上配備獨(dú)立的切削液供給凈化裝置。為了有效控制加工過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)，保證加工的效率和質(zhì)量，公司從2007年下半年開始設(shè)置切削液管理員一職，負(fù)責(zé)控制公司的切削液和CNC加工中心所需的油類管理。主要職責(zé)是給機(jī)床添加切削液和各種油類（包括導(dǎo)軌油、油、液壓油、主軸油、齒輪油等各種牌號(hào)），目的是控制切削液的濃度和pH值以及各種油類的使用狀態(tài)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，汽車行業(yè)加工中，切削液的成本約為0.3%～0.5%，對(duì)質(zhì)量和成本的影響約為20%～30%。
根據(jù)公司實(shí)踐需要，對(duì)切削液進(jìn)行了管理，總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
（1）配備專職的切削液管理員，對(duì)機(jī)床切削液和油類進(jìn)行專門管理。
（2）切削液的稀釋選用自來(lái)水〔定期測(cè)試水的硬度變化，水的硬度控制在（100～200）×10-6之間〕。
（3）準(zhǔn)確掌握切削液濃度，使用濃度計(jì)（折光儀）來(lái)檢測(cè)。
（4）每天添加切削液和檢測(cè)使用濃度和pH值。
（5）加工結(jié)束后，用切削液軟管沖洗掉機(jī)床和夾具表面的切屑和粒渣。打開機(jī)床防護(hù)門，使機(jī)床加工區(qū)的潮濕空氣散去。
（6）切削液的凈化采用獨(dú)立的單機(jī)重力式紙帶過(guò)濾方式，去除切削液中的屑渣和浮油。
（7）定期徹底更換清洗機(jī)床冷卻系統(tǒng)，減少切削液中細(xì)菌生長(zhǎng)機(jī)會(huì)，保證加工質(zhì)量。
（8）在設(shè)置了切削液管理員一職后，加工過(guò)程中的積屑瘤的現(xiàn)象明顯改善，徹底杜絕了以前出現(xiàn)的因?yàn)榍邢饕旱臐舛冗^(guò)低，造成的機(jī)床和夾具生銹的現(xiàn)象，同時(shí)公司通過(guò)對(duì)切削液回收的管理，減少了環(huán)境的污染，節(jié)約了成本。
2. 分析切削液的凈化方式
加工實(shí)踐證明，將切削液中的雜質(zhì)（如鋁屑、粉末等）降低，可有效地延長(zhǎng)刀具壽命。由于人們的肉眼看不見小于40μm的微粒，所以當(dāng)切削液中的雜質(zhì)，尺寸小于20μm，常被人們所忽視，然而這些不可見的雜質(zhì)對(duì)金屬切削加工有著不可低估的影響。在切削加工時(shí)，它們將進(jìn)入到刀具前刀面與切屑以及刀具后刀面與工件接觸區(qū)的界面上，產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，使切削溫度增加，并使刀具壽命大大降低，同時(shí)使加工表面質(zhì)量變差，使加工表面產(chǎn)生刀紋粗的質(zhì)量缺陷。因此，為改善零件加工質(zhì)量，應(yīng)使用凈化的切削液。切削液的凈化，公司目前采用獨(dú)立的單機(jī)重力式紙帶過(guò)濾方式。
3. 概述切削液的回收處理
整個(gè)機(jī)加工過(guò)程中切削液的消耗，包括：①切屑攜帶。②加工零件攜帶。③變質(zhì)發(fā)臭的廢棄切削液。④機(jī)床循環(huán)使用的切削液因飛濺、霧化、蒸發(fā)，以及其他不可預(yù)知的產(chǎn)生的消耗。
（1）關(guān)于切屑攜帶的切削液的回收利用。切屑攜帶的切削液的狀況：每班次員工從CNC加工中心（數(shù)控車床）清理出來(lái)的鋁屑都是直接倒到鋁屑池中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，發(fā)覺每天倒到鋁屑池的鋁屑，經(jīng)過(guò)靜置后，存在于鋁屑上的切削液會(huì)流出，變成廢棄切削液直接排出流到雨水管道中，不但造成地下水污染，同時(shí)也會(huì)影響環(huán)境美觀。為有效減少污染和浪費(fèi)，設(shè)計(jì)了切削液回收池，我們?cè)阡X屑回收池傾斜的最底部安裝一條鍍鋅管作為切削液引管，將鋁屑上流出的切削液接到池外的地下切削液收集池中。
（2）清洗過(guò)零件的切削液廢水的利用。由于加工工藝的要求，零件加工后須用清水清洗一次，然后才用氣槍吹干凈，如果不用清水清洗，零件表面殘留的切削液會(huì)使零件吹凈時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)清洗時(shí)耗費(fèi)大量的清洗劑，加工中每個(gè)班次都要一次更換清洗過(guò)零件的廢水。清洗過(guò)零件的廢水，如果倒入機(jī)床中，則會(huì)使切削液的濃度降低，影響加工質(zhì)量，產(chǎn)生粗刀紋，甚至出現(xiàn)廢品，濃度過(guò)低甚至還會(huì)使機(jī)床臺(tái)面和夾具出現(xiàn)生銹的現(xiàn)象。會(huì)出現(xiàn)機(jī)床的切削液越用越多，濃度越用越低，三班連續(xù)下來(lái)如果都倒入機(jī)床容積箱，會(huì)出現(xiàn)漫出現(xiàn)象。如果將其舍棄，倒入下水管道，會(huì)產(chǎn)生污染。如何處理每天產(chǎn)生的清洗過(guò)零件的廢水，成為擺在管理者面前的一道課題。經(jīng)過(guò)測(cè)試，清洗過(guò)零件的廢水的平均濃度為0.5%的切削液，如果回用，既可以減輕污染環(huán)境的壓力，又可以變廢為寶，創(chuàng)造價(jià)值。在經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)后，采用了一定的處理，就達(dá)到了可以回用標(biāo)準(zhǔn)。具體實(shí)施方法如下，公司在生產(chǎn)線旁放置專門的容器（目前是采用用過(guò)的裝切削液原液的200L的鐵桶，將上蓋割去，方便使用），由員工將清洗過(guò)零件的廢水倒進(jìn)容器中，收集起來(lái)，并制訂了具體的制度措施，由當(dāng)班領(lǐng)班進(jìn)行監(jiān)督管理執(zhí)行，每天由切削液管理員根據(jù)具體的機(jī)床加工零件工藝需要的濃度，進(jìn)行取用配制，然后就可以再倒入具體的機(jī)床使用。
（3）變質(zhì)發(fā)臭的廢棄切削液的回收處理。結(jié)合公司每月底盤點(diǎn)日停機(jī)，對(duì)公司的機(jī)床分批次、定期徹底更換清洗機(jī)床冷卻系統(tǒng)。結(jié)合南方的氣候特點(diǎn)，機(jī)床的清理周期確定為3個(gè)月，減少切削液中細(xì)菌生長(zhǎng)機(jī)會(huì)。具體操作方法為，先將機(jī)床儲(chǔ)液箱內(nèi)的切削液通過(guò)機(jī)床泵抽到預(yù)備的容器內(nèi)，進(jìn)行沉淀、過(guò)濾、去油、殺菌、回用等切削液再生工藝，使之重新回用，同時(shí)將機(jī)床儲(chǔ)液箱抽出來(lái)，將儲(chǔ)液箱剩余的由于缺少流動(dòng)而變質(zhì)的切削液進(jìn)行徹底清理，對(duì)收集起來(lái)的變質(zhì)發(fā)臭的廢切削液進(jìn)行回收處理。
由于切削液中含有大量礦物油料及表面活性劑，過(guò)去由于對(duì)它的危害性認(rèn)識(shí)不足，所以都采用直接排放。含油污水造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，嚴(yán)重地影響了水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)灌溉和人們的生活用水。此外，廢切削液中的表面活性劑（乳化劑）由于其作用是使礦物油料高度分散在水中，所以更難清除，而且不少乳化劑有增加致癌物的作用，其危害性比分散的油污更為嚴(yán)重。
廢切削液回收處理的工藝過(guò)程大致為：廢切削液的集中去除雜質(zhì)破乳取油水質(zhì)凈化取水樣化驗(yàn)廢水排放，供再循環(huán)使用。廢切削液處理采用酸化法的工藝使油水分離，即破乳。也就是將切削液中的油滴從水的包圍中分離出來(lái)，并使油滴相互聚集，然后借助于重力分離作用，使油、水分離開來(lái)，分別采取措施處理。通過(guò)以上措施，有效地達(dá)到了減少污染和浪費(fèi)的目的。
4. 切削液使用的主要注意事項(xiàng)
為了保證切削液的質(zhì)量及延長(zhǎng)的使用壽命，切削液應(yīng)隨用隨配，不宜久藏。硬度過(guò)大的水不但會(huì)影響切削液的穩(wěn)定性和防銹性，并會(huì)加快細(xì)菌的繁殖。為此，需進(jìn)行軟化處理，如可加入洗滌蘇打Na2CO3?10H2O。用純凈水來(lái)配制切削液，使用中沒有殘留物，不腐蝕機(jī)床和工件，而且切削液不易變質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)。
5. 結(jié)語(yǔ)
每月質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明，在設(shè)置了切削液管理員一職后，通過(guò)對(duì)切削液系統(tǒng)的有效管理，加工質(zhì)量有了明顯提高，加工效率和刀具壽命也得到了極大的改善。加工過(guò)程中積屑瘤的現(xiàn)象明顯減少，徹底杜絕了以前出現(xiàn)的因?yàn)榍邢饕簼舛冗^(guò)低，造成機(jī)床和夾具生銹的現(xiàn)象。同時(shí)公司通過(guò)對(duì)切削液系統(tǒng)回收的管理，減少了環(huán)境的污染，并節(jié)約了成本。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床 射流 切削液 收集
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）10 -0225-02
1.引言
濕式切削中，切削液作為機(jī)械加工的重要輔料，主要有冷卻、、清洗和防銹四個(gè)主要作用。它可以延長(zhǎng)刀具的使用壽命，提高零件的加工精度和切削加工效率，降低工件表面粗糙度。同時(shí)切削液也是材料切削加工中的主要污染及成本增加的主要因素，它對(duì)環(huán)境的影響很大。
普通數(shù)控車床不是全封閉的（如圖1），在加工零件時(shí)，切削過(guò)程中由于切削溫度高，使切削液形成霧狀揮發(fā)，污染環(huán)境。有公司進(jìn)行了專門的綜合調(diào)查，對(duì)象是經(jīng)常與一種類型切削液（礦物油.乳油液或合成切削液）接觸的金屬切削機(jī)床操作工、不直接接觸切削液的裝配工人、從來(lái)未在機(jī)床工作過(guò)的三類受到切削液懸浮顆粒作用的工人，結(jié)果表明：大部分都患有呼吸系統(tǒng)的疾病，如一般性鼻炎.咳嗽，呼吸困難、慢性支氣管炎等，機(jī)床操作工人患這類疾病的人數(shù)比裝配工人多。而且礦物油常會(huì)引起氣喘、鼻炎和咳嗽，而合成切削液常引起慢性支氣管炎。因此，美國(guó)國(guó)家勞動(dòng)安全和保健機(jī)構(gòu)（NIOSH）制定了更加嚴(yán)格的環(huán)衛(wèi)標(biāo)準(zhǔn).要求空氣中有害物質(zhì)的容許含量由原來(lái)的5mg/m3降低為0.5mg/m3。且空氣中的有害物質(zhì)容許的顆粒直徑（PM）由原來(lái)的10μm下降到2.5μm。美國(guó)、歐洲等一些國(guó)家采取了旨在既確保操作人員健康又使機(jī)床使用安全的專門立法就有250條之多。
在我們的教學(xué)實(shí)訓(xùn)中，經(jīng)常使用到切削液進(jìn)行加工，如何減小對(duì)環(huán)境的污染，減小對(duì)老師和學(xué)生呼吸系統(tǒng)的傷害是擺在我們面前的一個(gè)難題。
2.方案設(shè)計(jì)
2.1 射流技術(shù)
噴射器是一種沒有運(yùn)動(dòng)部件、對(duì)工作介質(zhì)無(wú)嚴(yán)格要求的小型流體機(jī)械，大量的應(yīng)用于動(dòng)力、造紙、紡織、制冷、抽真空等多種工作場(chǎng)合。圖2給出了噴射器的結(jié)構(gòu)，它利用較高壓力的工作流體在噴嘴部分把壓力能轉(zhuǎn)
換為動(dòng)能，其出口處形成高速射流，同時(shí)在吸入室形成低壓區(qū)，抽吸被引射流體，工作流體與引射流體在混合室內(nèi)經(jīng)過(guò)質(zhì)量、能量的交換后形成單一均勻的混合流體，混合流體在擴(kuò)散管中進(jìn)行動(dòng)能向壓力能的轉(zhuǎn)化，達(dá)到一定的背壓后被排出。（如圖2所示）
射流的能量密集程度高，速度衰減較慢，利用空氣射流產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)壓效應(yīng)高效的抽吸霧狀切削液，然后利用射流的動(dòng)能將其排出。由于空氣在縮放噴嘴中加速形成超音速射流，壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，從而在噴嘴出口形成低壓區(qū)，將霧狀切削液抽入并使得切削液在“氣動(dòng)喉部”處達(dá)到音速，所以抽吸效率的高低與空氣在噴嘴出口處與油煙在吸入口處之間壓差密切相關(guān)，除此之外，因?yàn)閺膰娮炝鞒龅目諝馍淞鳟a(chǎn)生很強(qiáng)的剪切力，霧狀切削液在這個(gè)剪切力的帶動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，因而兩股流體的接觸面積也會(huì)對(duì)抽吸效率造成較大影響。
數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間配備有氣站，供生產(chǎn)實(shí)習(xí)的數(shù)控車床、數(shù)控加工中心等使用，我們可以充分利用壓縮空氣作為我們收集裝置的動(dòng)力來(lái)源，不需要額外的在機(jī)床上進(jìn)行電源的改造，減少成本和提高安全性。
噴射器的理論、最佳幾何尺寸關(guān)系以及各種工況下噴射器的特性曲線方程式已經(jīng)很完善，我們可以結(jié)合機(jī)床的尺寸和霧狀切削液的特性設(shè)計(jì)出合理的噴射器的幾何尺寸。
我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)兩級(jí)（多級(jí)）噴射裝置，在混合室或喉管處再增加一個(gè)吸入室，利用宏誘導(dǎo)作用，讓抽吸效率提高，同時(shí)達(dá)到降低能耗的目的。（如圖3所示）。
2.2 收集裝置實(shí)現(xiàn)的基本功能
我們可以在機(jī)床防護(hù)門上方安裝頂吸式霧狀切削液的收集裝置，利用壓縮空氣產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，在壓力差的作用，霧狀切削液攜帶大量的空氣被不斷吸入，在射口氣流的作用下水霧狀切削液沿著壁流動(dòng)，最后經(jīng)過(guò)流入廢屑槽，經(jīng)過(guò)濾后重新進(jìn)入流動(dòng)循環(huán)。
從工作原理可以看出。霧狀切削液收集裝置可以近似的認(rèn)為是點(diǎn)匯式抽吸（如圖4所示），點(diǎn)匯式抽吸的規(guī)律是距匯點(diǎn)不同距離的各等速球面上流量相等，隨著離開匯點(diǎn)距離的增大，流速呈二次方衰減，所以吸霧狀氣流的能量衰減很快導(dǎo)致實(shí)際能夠影響的吸風(fēng)區(qū)域很小。一般而言，抽吸的有效半徑只有400mm左右。由于防護(hù)門上方據(jù)卡盤中心軸線高度在450mm～500mm左右，霧狀切削液的回收率在70%～85%之間。
為了提高抽吸效率，可以通過(guò)改變收集裝置的結(jié)構(gòu)形狀和安裝方式（如圖所示），將進(jìn)氣口設(shè)置在側(cè)面，拉近了匯點(diǎn)與霧狀切削液源的距離，增強(qiáng)抽吸的效果。（如圖5所示）
目前的研究資料表明，若將切削液中的碎屑等雜質(zhì)從40μm降低到10μm以下，刀具的使用壽命可延長(zhǎng)1～3倍，另外，由于切削加工的需要不可避免地使用了含亞硝酸鹽、鉻酸鹽等有害物質(zhì)的切削液，那么在制造系統(tǒng)中就應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的廢液處理、凈化和相應(yīng)精密的過(guò)濾。我們可以在收集裝置的引流管附近增加過(guò)濾裝置，以達(dá)到延長(zhǎng)刀具壽命的目的。
2.3 與機(jī)床的連接
為了讓霧狀切削液收集設(shè)備與機(jī)床聯(lián)動(dòng)，可以設(shè)計(jì)成手動(dòng)開啟收集裝置或者機(jī)床程序自動(dòng)運(yùn)行時(shí)就能自行開啟。我們可以將相關(guān)的控制信號(hào)點(diǎn)連接至數(shù)控機(jī)床的PLC上，就像控制數(shù)控機(jī)床的外部設(shè)備一樣來(lái)進(jìn)行切削液收集裝置的使用。
以FANUC 0I TD 系統(tǒng)機(jī)床為例，如果通過(guò)手動(dòng)操作，設(shè)計(jì)中以X7.0為手動(dòng)開啟收集裝置的信號(hào)點(diǎn)，按一下按鍵，收集裝置開啟，再按一下按鍵，收集裝置自動(dòng)關(guān)閉。Y2.0信號(hào)點(diǎn)為裝置開啟指示。
如果要自動(dòng)開啟，可將上梯形圖中R7.4信號(hào)串聯(lián)在切削液開啟信號(hào)或自動(dòng)運(yùn)行開始信號(hào)上，就能實(shí)現(xiàn)收集裝置的自動(dòng)開啟，若要關(guān)閉，則可以關(guān)聯(lián)數(shù)控機(jī)床的介紹信號(hào)，如M09切削液關(guān)閉指令，M2、M30程序結(jié)束指令。
2.4 噪聲的控制
噪音是評(píng)價(jià)收集裝置性能的一個(gè)重要參數(shù)，GB/T17713-1997規(guī)定小于74 dB（A）。在收集裝置上利用射流技術(shù)后，就產(chǎn)生一個(gè)很大的噪聲源，除了在裝置上安裝隔音材料，設(shè)置消音器等常規(guī)技術(shù)手段外，還可以為進(jìn)一步降低噪聲還應(yīng)考慮葉輪流道內(nèi)氣流的流動(dòng)狀況，如增加紊流化裝置、導(dǎo)流葉片等，實(shí)施全方位的降噪和機(jī)床的防振處理。
3.總結(jié)與展望
噴射器技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，是比較成熟的技術(shù)，所以將其應(yīng)用霧狀液體收集器上技術(shù)可行，借鑒于這些成熟的工業(yè)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)適用于機(jī)床的水霧狀，油霧狀切削液收集設(shè)備并不困難。
通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)易收集裝置的設(shè)計(jì)，我們能夠在很大程度上減輕對(duì)車間環(huán)境的污染、減輕對(duì)老師和學(xué)生呼吸系統(tǒng)的傷害，達(dá)到綠色生產(chǎn)，安全生產(chǎn)的目的。
此外，我們還可以加強(qiáng)對(duì)收集設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的流場(chǎng)及動(dòng)力特性的研究，注重收集設(shè)備與機(jī)床的一體化設(shè)計(jì)，在進(jìn)行收集設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)如果能夠把機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)對(duì)空氣流動(dòng)的影響因素者慮進(jìn)去，進(jìn)行綜合性技術(shù)改造，在兩者之間形成一種互補(bǔ)關(guān)系。
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隨著社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，也出現(xiàn)了很多負(fù)面影響，其中最為突出的便是給環(huán)境帶來(lái)了破壞，這與我國(guó)提出建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)背道而馳，因此需要對(duì)于當(dāng)前的加工方式進(jìn)行改進(jìn)，建立起綠色的機(jī)械加工技術(shù)。同時(shí)在機(jī)械行業(yè)中運(yùn)用綠色加工方式也能夠延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，提高生產(chǎn)效率[1]。目前，已經(jīng)有很多從業(yè)工作者對(duì)于此進(jìn)行研究，并努力將之應(yīng)用到實(shí)踐中去，從而節(jié)約能源資源，減少對(duì)于環(huán)境的污染。
2綠色機(jī)械加工技術(shù)的特點(diǎn)
由于工業(yè)技術(shù)的發(fā)展給環(huán)境所產(chǎn)生了負(fù)面影響，同時(shí)粗狂式的生產(chǎn)加工方式也造成了能源資源的極大浪費(fèi)，因此為了在達(dá)到機(jī)械加工要求的前提下，可以有效避免對(duì)于環(huán)境的污染，提高能源利用效率，有專家學(xué)者專門研究出了一套綠色機(jī)械加工技術(shù)。綠色機(jī)械加工技術(shù)主要有：低污染、低能耗、高效率、對(duì)于人體傷害小等特點(diǎn)[2]。
2.1低污染
與之前的機(jī)械加工技術(shù)相比較，綠色機(jī)械加工技術(shù)不論是對(duì)于企業(yè)周邊環(huán)境還是對(duì)于整個(gè)人類生態(tài)系統(tǒng)而言，都可以在很大程度上降低污染程度。綠色機(jī)械加工技術(shù)主要是通過(guò)運(yùn)用冷風(fēng)以及自然冷卻法來(lái)對(duì)于加工件進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)冷卻液的循環(huán)再利用，這樣就可以極大地降低之前處理所用的化學(xué)試劑，實(shí)現(xiàn)了綠色可持續(xù)生產(chǎn)加工。此外，使用綠色機(jī)械加工的冷卻技術(shù)，在后期省去了很多處理這些廢液的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)相比，綠色機(jī)械加工技術(shù)使用的是不重磨鈷合金刀具，可以有效延長(zhǎng)刀具的使用壽命，不但節(jié)省了加工成本，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效益。
2.2高效率
由于綠色機(jī)械加工技術(shù)是對(duì)于先前較為落后的機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，因此這一新型加工技術(shù)不但具備傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有著很多獨(dú)特之處，應(yīng)用前景較為廣闊。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)中，為了達(dá)到加工目的，經(jīng)常會(huì)用到液、切削液等試劑，同時(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量的人力成本。根據(jù)調(diào)查顯示，在傳統(tǒng)的機(jī)械加工中，由于切削液的使用所造成的費(fèi)用支出占到了機(jī)械加工總成本的20%左右。而在運(yùn)用綠色機(jī)械加工技術(shù)之后，可以大大地降低切削液的使用量，提高切削液的使用效率。與此同時(shí)所帶來(lái)的受益是降低了切削液排放到河水、湖泊中所造成的魚類以及生物植被的死亡程度。
3綠色機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用
隨著我國(guó)大力發(fā)展生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略的提出，國(guó)家以及人民對(duì)于環(huán)境保護(hù)都越來(lái)越重視，因此企業(yè)也需要響應(yīng)國(guó)家號(hào)召。在這樣的發(fā)展背景之下，綠色機(jī)械加工技術(shù)也就得到了越來(lái)越多的青睞與重視，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，同時(shí)研究工作者們也都在積極研制新型綠色機(jī)械加工技術(shù)，對(duì)于技術(shù)手段不斷進(jìn)行改進(jìn)[3]。
3.1高速與超高速干式切削技術(shù)
切削速度、進(jìn)給速度相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工，以級(jí)數(shù)級(jí)提高，切削機(jī)理也發(fā)生了根本的變化。與傳統(tǒng)切削加工相比，高速切削加工發(fā)生了本質(zhì)性的飛躍，其單位功率的金屬切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%，刀具的切削壽命提高了70%，留于工件的切削熱大幅度降低，低階切削振動(dòng)幾乎消失。由于其在機(jī)械加工過(guò)程中沒有運(yùn)用冷卻液與劑，因此一時(shí)間得到了諸多研究工作者的青睞。但是這一切削技術(shù)總體來(lái)看還是難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，因?yàn)閺睦碚撋蟻?lái)講，干式的切削技術(shù)要具備冷卻與刀具的效果，要需要非常嚴(yán)格的生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)，涉及到很多理論計(jì)算，對(duì)于設(shè)備、刀具、切削手段以及工作環(huán)境的要求都非常嚴(yán)格。直到二十世紀(jì)三十年代，德國(guó)一位學(xué)者提出高速切削技術(shù)，才使得這一干式切削技術(shù)真正得以運(yùn)用。隨著高速切削加工的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，對(duì)新型刀具材料的研究、刀具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、數(shù)控刀具路徑新策略的產(chǎn)生和切削條件的改善等也有所提高。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于高速與超高速干式切削技術(shù)的研究資料并不多，其應(yīng)用也不太成熟，有待于進(jìn)一步發(fā)展。
3.2綠色機(jī)械加工切削液研制
由于傳統(tǒng)的切削液會(huì)使用很多化學(xué)試劑，會(huì)環(huán)境污染，因此需要研制出新型的切削液，降低化學(xué)試劑使用量，實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保、無(wú)污染機(jī)械生產(chǎn)。同時(shí)新型切削液的研制也是綠色機(jī)械加工技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是決定這一新型機(jī)械加工技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的前提。在綠色機(jī)械加工技術(shù)中，對(duì)于切削液的選擇主要包括三點(diǎn)：一是要依據(jù)機(jī)械加工要求，從材料性能、刀具、切削參數(shù)以及切削精度出發(fā)，合理選擇大概的切削液使用種類范圍；二是要根據(jù)不同切削液所能達(dá)到的性能、冷卻性能、是否有良好的乳化性、清洗性和穩(wěn)定性。以及對(duì)人體和周圍環(huán)境沒有公害而再次進(jìn)行分類選擇；三是對(duì)于已經(jīng)篩選出來(lái)的幾種切削液加以試驗(yàn)評(píng)估，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果最好的切削液進(jìn)行選擇運(yùn)用，從而得出綜合性能最優(yōu)的切削液。通常所選用的切削液主要有油基與水基兩種，而油基切削液溶液燃燒，存在著爆炸危險(xiǎn)，水基切削液則具有安全穩(wěn)定、易稀釋的優(yōu)點(diǎn)，因此在綠色機(jī)械加工技術(shù)中得以廣泛運(yùn)用。
3.3無(wú)污染冷卻技術(shù)
盡管干式切削技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，但是目前在機(jī)械類企業(yè)生產(chǎn)加工中的應(yīng)用狀況則并不樂(lè)觀，許多操作過(guò)程與技術(shù)都不太成熟。之前的機(jī)械加工方式又存在著諸多問(wèn)題，特別是對(duì)于環(huán)境的污染與破壞，因此開發(fā)無(wú)污染冷卻技術(shù)就顯得尤為重要，可以極大地彌補(bǔ)干式切削技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的不足。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，在這一切削技術(shù)中僅使用少量劑就能夠使得機(jī)械加工過(guò)程順利進(jìn)行下去，這一技術(shù)有著很好的市場(chǎng)前景。
4結(jié)束語(yǔ)
1.1快速成型技術(shù)
迅速成型措施就是說(shuō)現(xiàn)在生產(chǎn)行業(yè)中的一種新式設(shè)備生產(chǎn)工藝措施。這種措施是在設(shè)備生產(chǎn)以及設(shè)備制造設(shè)施的根本上形成的，能夠?qū)υO(shè)備樣本直接開展研究開發(fā)。設(shè)備生產(chǎn)業(yè)的制造程序中，迅速成型措施能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)作業(yè)，不用再使用其他的制造工具、生產(chǎn)措施來(lái)一起協(xié)助實(shí)現(xiàn)設(shè)備的生產(chǎn)。迅速成型措施能夠幫助技術(shù)工作者開展策劃成型時(shí)間的減少，對(duì)發(fā)展持續(xù)生產(chǎn)措施有著很大的促進(jìn)作用。迅速成性措施在開發(fā)設(shè)備生產(chǎn)思想的過(guò)程中，把以前所具有的設(shè)備學(xué)識(shí)在很大程度上進(jìn)行了延伸，推動(dòng)了設(shè)備生產(chǎn)措施的持續(xù)發(fā)展。迅速成型措施大多是在新商品研究開發(fā)的基本上，使用CAM、CAD手段開展常規(guī)設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)。
1.2沖壓技術(shù)
沖壓技術(shù)包括強(qiáng)磁場(chǎng)沖壓工藝技術(shù)和爆炸沖壓技術(shù)這兩種技術(shù)。兩種技術(shù)理念都是新時(shí)期最先進(jìn)的技術(shù)理念之一，兩種技術(shù)應(yīng)用的目的也是促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)中機(jī)械制造工藝技術(shù)的提高，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新。
1.2.1強(qiáng)磁場(chǎng)沖壓工藝技術(shù)。強(qiáng)磁場(chǎng)沖壓工藝技術(shù)顧名思義是靠磁場(chǎng)對(duì)鐵質(zhì)的磁性吸引，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物產(chǎn)生沖壓。強(qiáng)磁場(chǎng)沖壓工藝技術(shù)對(duì)沖壓條件有一定要求，即將被沖壓的金屬物放在磁鐵旁邊，強(qiáng)電流產(chǎn)生的電磁力會(huì)造成金屬不同程度的變形。由于文章的篇幅有限，在筆者此不對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)沖壓工藝技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程做過(guò)多闡述。
1.2.2爆炸沖壓技術(shù)。爆炸沖壓技術(shù)利用水壓作為沖壓最主要的材料，它實(shí)現(xiàn)了金屬資源的節(jié)約。爆炸沖壓技術(shù)按照機(jī)械制造傳統(tǒng)技術(shù)規(guī)定，完成水下工作時(shí)對(duì)金屬材料進(jìn)行沖壓。爆炸沖壓技術(shù)的主要工作原理是運(yùn)用水壓進(jìn)行沖炮，在炮中放置火藥，點(diǎn)燃炮時(shí)產(chǎn)生的沖量會(huì)對(duì)金屬材料產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖壓。爆炸沖壓技術(shù)成本低、綠色環(huán)保，是在傳統(tǒng)技術(shù)上的一種技術(shù)改進(jìn)。
1.3智能制造技術(shù)
智能生產(chǎn)措施一般是經(jīng)過(guò)生產(chǎn)工藝措施中的人工智能化措施和自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)措施開展設(shè)備生產(chǎn)。智能生產(chǎn)措施應(yīng)該算是較為高端的，和以往的設(shè)備生產(chǎn)工藝措施不同，智能生產(chǎn)措施更具信息化、設(shè)備生產(chǎn)中大多是憑借電腦的性能來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化設(shè)備作業(yè)。智能生產(chǎn)措施可以對(duì)設(shè)備生產(chǎn)程序中全部步驟開展具體的有目的性的解析，按照解析成果以及生產(chǎn)要求來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的設(shè)備生產(chǎn)操縱作業(yè)。經(jīng)常遇到的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)能夠運(yùn)用自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)措施實(shí)現(xiàn)體系中準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的計(jì)算以及解析，同時(shí)把精確的比較。智能化生產(chǎn)措施改善了以往設(shè)備生產(chǎn)中形成的資料，符合現(xiàn)在與時(shí)俱進(jìn)的設(shè)備生產(chǎn)措施改革要求。
2資源節(jié)約型機(jī)械制造工藝技術(shù)
2.1干式加工技術(shù)
干式加工技術(shù)與一般的加工技術(shù)相比，減少了刀具的使用程度，從機(jī)械制造成品上來(lái)看將切屑減少了，從而使制造成效大為提高。干式加工技術(shù)不但可以使制造成本大大減少，還能夠有效避免刀具和清洗用品對(duì)周邊環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，可以說(shuō)是真正意義上的資源節(jié)約型機(jī)械制造工藝技術(shù)。干式加工技術(shù)首先對(duì)機(jī)械加工中的相關(guān)材料進(jìn)行預(yù)算，能夠充分體現(xiàn)出減少資源消耗及節(jié)約制造用材的綠色環(huán)保理念。但是，根據(jù)干式加工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，該技術(shù)的操作應(yīng)用具有一定局限性，只可以在一定條件下實(shí)施，這種局限性使得干式加工技術(shù)無(wú)法在機(jī)械制造得到普遍應(yīng)用。
2.2準(zhǔn)干式加工技術(shù)
2.2.1“汽束”噴霧冷卻切削技術(shù)。“汽束”噴霧冷卻切削技術(shù)作為現(xiàn)階段機(jī)械制造行業(yè)最普遍應(yīng)用的技術(shù)，其技術(shù)原理是將空氣壓縮，根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)切削液進(jìn)行液化，以便切削液能夠更方便儲(chǔ)存，防止液化后的切削液過(guò)度消耗，起到了節(jié)約資源的作用。當(dāng)人們需要用到切削液時(shí)，再將液化過(guò)的切削液霧化，而這一過(guò)程能夠?qū)⒅車h(huán)境中的溫度降低，實(shí)現(xiàn)降低溫度的目標(biāo)。“汽束”噴霧冷卻切削技術(shù)很大程度上降低了環(huán)境污染，節(jié)約了資源消耗，對(duì)綠色制造工藝技術(shù)起到一定的推動(dòng)作用。
2.2.2風(fēng)冷卻切削技術(shù)。風(fēng)冷卻切削技術(shù)是在已有的機(jī)械制造工藝技術(shù)上利用降溫和等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改革得來(lái)的新技術(shù)。通過(guò)風(fēng)冷卻切削技術(shù)，機(jī)械制造可以做到空氣的冷卻和加工的，達(dá)到了資源節(jié)約型機(jī)械制造工藝技術(shù)應(yīng)用要求。
3結(jié)束語(yǔ)
【摘 要】簡(jiǎn)述了導(dǎo)電聚苯胺的出現(xiàn)、發(fā)展及防腐機(jī)理，介紹了導(dǎo)電聚苯胺防腐材料在民用機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用研究成果，解決了設(shè)備的防腐難題，為導(dǎo)電聚苯胺在設(shè)備防腐蝕中的應(yīng)用提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】導(dǎo)電聚苯胺；腐蝕防護(hù)
一、導(dǎo)電聚苯胺防腐機(jī)理分析
（1）傳統(tǒng)防腐機(jī)理。金屬防腐方法主要分為永久性和暫時(shí)性兩大類。對(duì)于某些金屬制件的長(zhǎng)期封存與短期防護(hù)等需要利用暫時(shí)性防腐的方法。防腐機(jī)理是根據(jù)吸附理論，防腐材料能在金屬表面吸附，使金屬的離子化傾向減少，從而減少了金屬表面原子的反應(yīng)能，使金屬表面趨于穩(wěn)定狀態(tài)。防腐材料中的防腐劑是具有極性的有機(jī)化合物，也是表面活性劑，作用機(jī)理是利用其在金屬表面吸附，隔絕了腐蝕介質(zhì)與金屬的接觸，達(dá)到防腐的目的。（2）聚苯胺特性。本征型聚苯胺簡(jiǎn)稱PAn，是一種活性聚合物，分別具有三種形態(tài)，還原態(tài)簡(jiǎn)稱LEB，中間態(tài)簡(jiǎn)稱EB，其分子中含有相等比例的氧化和還原鏈段，氧化態(tài)簡(jiǎn)稱PNB。三態(tài)之間可以相互可逆轉(zhuǎn)化。不同狀態(tài)的聚苯胺還可以通過(guò)適當(dāng)?shù)膿诫s方式獲得導(dǎo)電態(tài)聚苯胺，以加強(qiáng)其電子傳遞功能，其中最重要的是中性聚苯胺（EB）的質(zhì)子酸摻雜方式，摻雜后生成中間態(tài)鹽，簡(jiǎn)稱EBS，還原態(tài)鹽，簡(jiǎn)稱LEBS。（3）導(dǎo)電聚苯胺防腐機(jī)理。首先，導(dǎo)電聚苯胺的氧化還原電位低于銀而高于銅，遠(yuǎn)高于鐵的氧化還原電位。含有導(dǎo)電聚苯胺的防腐材料存在于鋼鐵表面上，使鐵表面電位上升，電位移向貴金屬方向；其次，在鋼鐵表面與含導(dǎo)電聚苯胺防護(hù)油脂之間生成了一層金屬氧化膜，這層膜使得鐵的電極電位處于鈍化區(qū)，可防止鋼鐵的進(jìn)一步腐蝕，該膜亦稱為鈍化膜；第三，導(dǎo)電聚苯胺是一種具有氧化還原能力的共軛高分子材料，其氧化態(tài)電位比鐵高，當(dāng)二者相互接觸時(shí)，在水和氧氣的參與下兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在界面處形成一層致密的金屬氧化膜，
二、導(dǎo)電聚苯胺防腐材料的研究
（1）導(dǎo)電聚苯胺防腐膏（油脂）。主要是以高粘度、低凝點(diǎn)的鋰基脂為基礎(chǔ)油，添加導(dǎo)電聚苯胺和輔助添加劑而組成的新型防護(hù)封存油脂。特別適用于石油化工設(shè)備、海洋船舶、石油工業(yè)輸送管線、海上石油鉆井平臺(tái)、船塢、高鹽堿地域使用的車輛和設(shè)施等許多防腐環(huán)境特別惡劣條件金屬制件的防腐。溫度適應(yīng)范圍-50℃～+55℃。可單獨(dú)、也可與1號(hào)或2號(hào)防銹油混合作庫(kù)存金屬制件長(zhǎng)期封存用油。也適用于低速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的防腐蝕，但不適合于作做高溫的機(jī)械。其性能使用方法與傳統(tǒng)防護(hù)油脂一樣，可采用涂敷、熱浸等。在涂覆防腐膏前，金屬表面必須擦拭干凈，特別是要去除銹跡。爾后均勻涂覆薄薄一層聚苯胺防腐膏，既可有效阻止空氣、水和鹽分發(fā)揮作用，遏制金屬生銹和腐蝕的過(guò)程。（2）導(dǎo)電聚苯胺防銹密封膠。是以環(huán)氧樹脂為主劑，添加導(dǎo)電聚苯胺及輔助添加劑而組成的新型高效防腐密封材料。可用于各種金屬構(gòu)件的螺栓密封防腐。特別適用于石油化工設(shè)備、海洋船舶、石油工業(yè)輸送管線、海上石油鉆井平臺(tái)、船塢等許多防腐環(huán)境特別惡劣條件的螺栓密封防腐。該膠的研制成功將是螺紋聯(lián)接件腐蝕防護(hù)技術(shù)的新突破。導(dǎo)電聚苯胺防銹密封膠使用方法：施膠前，要將螺栓和螺栓孔的螺紋用清洗劑去油污后晾干，再將此膠涂覆在螺栓和螺栓孔的螺紋表面上，涂膠量為0.5mm～1mm厚，然后將螺栓擰入螺栓孔、擰緊即可使用。（3）導(dǎo)電聚苯胺水箱防腐劑。目前車輛裝備水冷卻系統(tǒng)普遍腐蝕嚴(yán)重，有的部位銹透、穿孔。水箱及冷卻系統(tǒng)零部件腐蝕后易造成漏水，腐蝕產(chǎn)物、銹垢容易堵塞管路，影響對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果，甚至有可能出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)燒損的嚴(yán)重后果。將導(dǎo)電聚苯胺水箱防腐劑添加到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系采用的冷卻劑中，使水箱及冷卻系統(tǒng)零部件腐蝕速度明顯降低直至停止，也能起到抑制水垢形成作用。使用過(guò)程中，視冷卻劑損耗情況，由加水口處可一次性加入，也可隨時(shí)補(bǔ)加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用該防腐劑，將使水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的耐腐蝕壽命提高2～5倍，可以有效解決冷卻系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏”等問(wèn)題。該防腐技術(shù)的運(yùn)用預(yù)計(jì)是目前國(guó)內(nèi)外采用緩蝕劑技術(shù)解決發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)防腐蝕的理想方案。對(duì)解決應(yīng)急部隊(duì)長(zhǎng)期存放的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)防腐蝕問(wèn)題更有其顯著的應(yīng)用價(jià)值。（4）導(dǎo)電聚苯胺金屬切削液。為了減小工件、機(jī)床、刀具受周圍介質(zhì)的腐蝕，要求金屬切削液具有一定的防銹作用。防銹作用的好壞，取決于切削液本身性能和加入的防銹添加劑的作用。在氣候潮濕地區(qū)，特別是精密機(jī)加工設(shè)備及高精度零件需要，對(duì)防銹作用的要求顯得更為突出。在現(xiàn)行的切削液中加入導(dǎo)電聚苯胺等替代原配方中的防銹劑，可顯著提高切削液的防銹性能，延長(zhǎng)工件在工序間周轉(zhuǎn)的抗銹蝕時(shí)間，降低機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工時(shí)、費(fèi)用和勞動(dòng)強(qiáng)度。成本為市場(chǎng)中等價(jià)格，其科技含量處于國(guó)內(nèi)前沿水平。
三、結(jié)論
通過(guò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)比試驗(yàn)表明：上述防腐材料為提高車輛抗惡劣環(huán)境性能提供了新的技術(shù)手段；極大地提高了油脂、防銹膠、冷卻液及金屬切削液的防護(hù)性能，對(duì)其它防腐材料的開發(fā)具有重大促進(jìn)作用；改進(jìn)了車輛保養(yǎng)工藝手段、降低了工作強(qiáng)度及提高了車輛保養(yǎng)質(zhì)量和效率。解決了高溫、高濕、高鹽霧地區(qū)車輛防護(hù)與保養(yǎng)的難題，將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：鈦合金材料 切削加工 刀具材料 刀具幾何參數(shù)
中圖分類號(hào)：TG5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（a）-0128-01
鈦合金具有比重小、熱強(qiáng)度高、抗腐蝕性好等特性，但鈦合金零件的車削加工卻非常困難，加工效率低。所以怎么樣攻克鈦合金加工難，效率低。我們對(duì)鈦合金的性能在車削加工中的影響進(jìn)行了研究分析，得出了以下鈦合金車削加工策略，并在實(shí)際加工中取得了良好的效果。
1 鈦合金材料的類型及性能
1.1 鈦合金的類型
鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質(zhì)異晶體：882 ℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)α鈦，882 ℃以上為體心立方的β鈦。利用鈦的兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀蛊涞玫讲煌M織的鈦合金（titanium alloys）。按基本組織分為以下三類：α合金鈦，（α+β）鈦合金和β鈦合金，分別以TA、TC、TB表示。
1.2 鈦合金的性能
1.2.1 強(qiáng)度、熱強(qiáng)度高
鈦合金的密度大，強(qiáng)度高。因此鈦合金的比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料。鈦的熔點(diǎn)為166 ℃，具有較高的熱強(qiáng)度，可在550 ℃以下工作。
1.2.2 抗腐蝕性好
在500 ℃以下鈦合金，鈦合金易形成致密的氧化膜，故不易被進(jìn)一步的氧化。對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)；對(duì)堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。
1.2.3 導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小
鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)平均是工業(yè)純鈦的一半。彈性模量約為鋼的1/2，彈性模量小。
1.2.4 化學(xué)活性大
鈦的化學(xué)活性大，與大氣中O、N、H、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時(shí)，會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC；溫度較高時(shí)，與N作用也會(huì)形成TiN硬質(zhì)表層；氫含量上升，也會(huì)形成脆化層。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。
2 影響鈦合金切削加工的因素
（1）熱導(dǎo)系數(shù)小，散熱條件不好，導(dǎo)致切削溫度升高，加快刀具磨損，降低使用壽命。
（2）溫度達(dá)到600 ℃以上時(shí)，形成氧化層，對(duì)刀具具有強(qiáng)烈的磨損作用。
（3）鈦合金彈性模量小，加工時(shí)在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形，引起振動(dòng)，加大刀具磨損并影響工件的精度。
（4）鈦的化學(xué)活性大，在高的切削溫度下，易于相接觸的金屬發(fā)生親和，導(dǎo)致粘結(jié)、擴(kuò)散，加劇刀具磨損。
3 鈦合金材料切削加工普遍原則
根據(jù)鈦合金的特點(diǎn)和切削加工中的出現(xiàn)的問(wèn)題，加工時(shí)需要考慮以下因素：
（1）切削速度不宜太高。實(shí)驗(yàn)表明切削速度越高，切削溫度會(huì)隨之增加，直接影響刀具的磨損和壽命。因此，要選擇合適的切削速度。
（2）切削深度可較大。切削深度對(duì)切削溫度影響較小，所以在合理選擇切削速度的前提下，盡量增大切削深度，可以使刀具的刀尖在硬化層下工作，提高刀具的耐用度。
（3）工藝系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。機(jī)床主軸應(yīng)具有較小的間隙，跳動(dòng)量小；刀具伸出不易過(guò)長(zhǎng)，保持有足夠的強(qiáng)度；夾具夾緊力要適當(dāng)，不易過(guò)大防止變形。
（4）加注充分的冷卻液。由于鈦合金在加工過(guò)程中，溫度很高，化學(xué)活性大。在微量切削時(shí)，易出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，所以必須加注充分的切削液。常用的切削液有乳化液和極壓水溶性切削液。
4 刀具材料、幾何參數(shù)及切削用量的選擇
4.1 刀具材料的選擇
由于鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)小，塑性低，易出現(xiàn)加工硬化等，所以切削加工鈦合金時(shí)應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料，一般選用硬質(zhì)合金刀具。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YG8、YG3、YG8W、YG10H、YG6A、YS2T、YGRM和YD15等。
（1）粗加工時(shí)，應(yīng)選擇YG8、YG8W、YG10H、YG6A等。
（2）精加工時(shí)，切削量較小，可以選用YG8W、YD15等。
4.2 刀具幾何參數(shù)及切削用量選擇
以外圓車刀為例。
粗加工時(shí)，前角選擇3°～7°，后角為8°～15°，刀尖圓弧半徑為0.5～1.0 mm；切削速度25～38 m/min，切削深度3～5 mm，進(jìn)給量0.3～0.5 mm/r。
精加工時(shí)，前角選擇10°～15°，后角為8°～15°，刀尖圓弧半徑為0.3～0.5mm；切削速度50～75 m/min，切削深度0.2～0.5 mm，進(jìn)給量0.1～.0.15 mm/r。
4.3 其它參數(shù)選擇
（1）磨出0.05～0.1 mm的負(fù)倒棱，增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度。
（2）粗車時(shí)，刃傾角λ=-3°～-5°，精車時(shí)刃傾角λ=-3°～0°。
5 鈦合金車削時(shí)的注意事項(xiàng)
（1）由于鈦合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會(huì)降低工件的加工精度；工件安裝時(shí)夾緊力不宜過(guò)大，必要時(shí)可增加輔助支承。
（2）車削外圓時(shí)，刀具刀尖不能高于工件中心，防止出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象。
（3）不能使用含氫的切削液。 如果使用含氫的切削液，須采取安全防護(hù)措施，同時(shí)切削后應(yīng)及時(shí)用不含氯的清洗劑徹底清洗零件。
（4）在車削薄壁工件和精加工時(shí)，刀具的主偏角不易過(guò)小。
（5）經(jīng)清洗過(guò)的鈦合金零件，要防止油脂或指印污染，防止造成鹽的應(yīng)力腐蝕。
6 結(jié)論
綜合考慮鈦合金的性能對(duì)車削加工的影響，為了成功實(shí)現(xiàn)鈦合金的車削加工，關(guān)鍵是選擇合理的刀具材料；合理的刀具幾何參數(shù)；盡可能選擇低的切削速度、較大的切削深度以及進(jìn)給量，并加注充分的冷卻液，最終將會(huì)取得良好的加工效果。
參考文獻(xiàn)
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1.1選擇材料對(duì)商品使用時(shí)間成本的作用，明顯，物料的選擇在很大程度上對(duì)商品使用時(shí)間成本的每個(gè)構(gòu)成都存在著作用。項(xiàng)目實(shí)施中，在確保商品科學(xué)效用的根本上，盡管大多是選擇價(jià)格低廉的物料，能夠減少商品的使用時(shí)間成本；不過(guò)我們也要清楚，一些時(shí)候選擇成本盡管不低不過(guò)功能更佳的物料，因?yàn)樯唐纷陨眢w重少，增加運(yùn)用時(shí)間，降低修理成本、低消耗等很多部分的有利要素，從商品生命時(shí)間成本的方面思考，反而更合算。
1.2生產(chǎn)方式的選用是物料選用程序中一個(gè)關(guān)鍵的要素，就是要把構(gòu)造策劃、物料選用和要選用的生產(chǎn)方式當(dāng)做一個(gè)不可分的統(tǒng)一性來(lái)看。選擇物料時(shí)不光要想到配件在每一項(xiàng)生產(chǎn)程序中使用的成本，更關(guān)鍵是要進(jìn)行整體的思考全部的生產(chǎn)制造程序要使用的成本和。
2機(jī)器策劃規(guī)范化是提升商品品質(zhì)減少成本的關(guān)鍵方法
2.1機(jī)器配件是設(shè)備的根本構(gòu)造元素，針對(duì)機(jī)器配件策劃作業(yè)來(lái)講，規(guī)范化的影響很關(guān)鍵。（1）能夠使用最優(yōu)異的方式在專門制造的工廠中對(duì)需求量大的配件開展大量的、全面的生產(chǎn)，以提升品質(zhì)，減少成本。（2）統(tǒng)籌物料以及配件的功能目標(biāo)，可以開展對(duì)比，同時(shí)提升配件功能的可信度。（3）使用規(guī)范構(gòu)造和配件，能夠簡(jiǎn)易策劃作業(yè)，減少策劃時(shí)間，提升策劃品質(zhì)。
2.2做好策劃過(guò)程中的規(guī)范化作業(yè)減少商品成本的關(guān)鍵方式，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度下，制造商要按照市場(chǎng)的需要更改，持續(xù)改革商品種類，提升商品品質(zhì)，減少物料的使用，提升經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。要完成這些宗旨，都要遵循規(guī)范化，一定要使用規(guī)范化措施，做好商品策劃這一步驟，才可以增加單位在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)中能夠存活，增快新商品研發(fā)。
3影響機(jī)加工件表面層物理力學(xué)性能的因素
3．1表面層金相組織的變化
機(jī)器制造程序中，制造時(shí)使用的熱量很多已經(jīng)轉(zhuǎn)變成熱能提升了生產(chǎn)外表的溫度，如果溫度提升到金相分子改變的邊緣時(shí)，外表的金相分子就會(huì)出現(xiàn)改變。普遍的切削制造，切削熱幾乎都隨切屑流失，所以作用不大。不過(guò)對(duì)磨削制造來(lái)講，因?yàn)閱挝幻娣e上出現(xiàn)的切削熱量是普遍切削方式的幾十倍，切削位置的高溫就會(huì)導(dǎo)致外表金相的改變。影響磨削燒傷的因素有：（1）砂輪材料。對(duì)于硬度太高的砂輪，鈍化磨料顆粒不易脫落，砂輪容易被切削堵塞。因此，一般用軟砂輪好。（2）磨削用量當(dāng)磨削深度增大時(shí)，工件表面及表面下不同深度的溫度都將提高，容易造成燒傷；當(dāng)工件縱向進(jìn)給量增大時(shí)，磨削區(qū)溫度增高，但熱源作用時(shí)間減小，因而可減輕燒傷。但提高工件速度會(huì)導(dǎo)致其表面粗糙度值增大。提高砂輪速度可彌補(bǔ)此不足。實(shí)踐證明，同時(shí)提高工件速度和砂輪速度可減輕工件表面燒傷。（3）冷卻方式采用切削液帶走磨削區(qū)熱量可避免燒傷。但由于旋轉(zhuǎn)的砂輪表面上產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流層，切削液不易附著，以致沒有多少切削液能進(jìn)入磨削區(qū)。因此，可采用高壓大流量的冷卻方式，一方面可增加冷卻效果，另一方面可以對(duì)砂輪表面進(jìn)行沖洗，使切屑不致堵塞砂輪。
3．2加工表面的冷作硬化
加工過(guò)程中表面層金屬產(chǎn)生塑性變形，使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲，并產(chǎn)生晶粒的拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，引起材料的強(qiáng)化，其強(qiáng)度和硬度均有所提高，這種變化的結(jié)果稱為冷作硬化。加工表面層冷作硬化指標(biāo)以硬化層深度、表面層的顯微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化層的深度也越大。影響冷作硬化的主要因素：（1）切削用量。切削速度增大，刀具與工件接觸擠壓時(shí)間短，塑性變形小。速度大時(shí)溫度也會(huì)增高，有助于冷硬的恢復(fù)，冷硬較弱。進(jìn)給量增大時(shí)切削力增加，塑性變形也增加，硬化加強(qiáng)。但當(dāng)進(jìn)給量較小時(shí)，由于刀具刃口圓角在加工表面單位長(zhǎng)度上的擠壓次數(shù)增多，硬化程度也會(huì)增大。（2）刀具。刀具刃口圓弧半徑增加，對(duì)表層擠壓作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨損增加，對(duì)已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可減小塑性變形，使冷硬減小。（3）工件材料。工件材料的硬度越低，塑性變形越大，切削后冷作硬化現(xiàn)象越嚴(yán)重。
3．3表面層的殘余應(yīng)力
切削過(guò)程中金屬材料的表層組織發(fā)生形狀和組織變化時(shí)，在表層金屬與基體材料交界處將會(huì)產(chǎn)生相互平衡的彈性應(yīng)力，該應(yīng)力就是表面殘余應(yīng)力。表面層的殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，主要有以下三種原因：（1）冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力。在切削力作用下，已加工表面發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，表面層金屬體積發(fā)生變化，此時(shí)基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態(tài)。切削力去除后，基體金屬趨向恢復(fù)，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層的限制，恢復(fù)不到原狀，因而在表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。（2）熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力。工件被加工表面在切削熱的作用下產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)基體金屬溫度較低，因此表層產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。當(dāng)切削過(guò)程結(jié)束時(shí)，表面溫度下降，由于表層已產(chǎn)生熱塑性變形并受到基體的限制，因而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。（本文來(lái)自于《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》雜志。《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》雜志簡(jiǎn)介詳見。）
4結(jié)束語(yǔ)
1．1鋁合金材料的性能分析
經(jīng)常用的鋁合金材料是2A12－T4。2A12合金在A1－Cu－Mg系三元狀態(tài)圖中位于α(A1)+θ(Cual2)+S(Al2CuMg)相區(qū)的右側(cè)，其強(qiáng)化相是S相，其次是θ相。由于S相的時(shí)效強(qiáng)化效果比θ相強(qiáng)，因而2A12－T4比標(biāo)準(zhǔn)的硬鋁具有更高的強(qiáng)度和屈服極限及良好的耐熱性。零件在加工過(guò)程中，切削刃在相對(duì)較硬的S相上切削，同時(shí)單邊切削使工件原有的應(yīng)力平衡被打破，且內(nèi)部組織的平衡狀態(tài)極不穩(wěn)定，有恢復(fù)到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的強(qiáng)烈傾向。零件的殘余應(yīng)力要重新分布到完全松弛，使工件發(fā)生變形而達(dá)不到預(yù)期的加工精度。鋁合金材料的塑性、韌性好，粘附性強(qiáng)，切屑不易分離，切削過(guò)程中容易粘附在刀刃上產(chǎn)生積屑瘤。鋁的線膨脹系數(shù)(0．0000238)比鋼的線膨脹系數(shù)(0．00001)大將近2．4倍。在切削加工過(guò)程中，熱變形較大。
1．2切削加工中殘余應(yīng)力分析
a)刀具在切削過(guò)程中，工件受到刀具的擠壓，使材料表層金屬在切削方向產(chǎn)生塑性變形，而在切削后受到與之相鄰的里層為變形金屬的牽制，從而在表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，里層金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。應(yīng)力的綜合作用是使零件產(chǎn)生變形。b)在切削過(guò)程中塑性變形與摩擦，使工件加工表面有較高的溫度，里層金屬的溫度較低。溫度高的表層金屬體積膨脹，將受到里層金屬的阻擋，從而使表層金屬產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，使表層金屬產(chǎn)生壓縮塑性變形。切削后工件表面溫度冷卻到室溫時(shí)，使體積收縮，并受到里層金屬的牽制，使表層金屬產(chǎn)生拉應(yīng)力，里層金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，引起零件變形。c)切削加工中切削熱的分析被切削的金屬在刀具的作用下，產(chǎn)生彈性和塑性變形而耗功，這是切削熱產(chǎn)生的一個(gè)重要來(lái)源。此外，切屑與前刀面，工件與后刀面直接的摩擦也要耗功，也產(chǎn)生出大量的熱量。因此，切削時(shí)共有3個(gè)發(fā)熱區(qū)域，即剪切面、切屑于前刀面接觸區(qū)、后刀面與過(guò)渡表面接觸區(qū)。所以，切削熱的來(lái)源就是切屑變形功和前、后刀面的摩擦功。影響切削溫度的主要因素:切削溫度主要受切削用量、刀具幾何參數(shù)、切削速度、工件材料、刀具磨損和切削液的影響。1)切削用量的影響:切削速度對(duì)切削溫度影響最大，隨切削速度的提高，切削溫度迅速上升。而吃刀量ap變化時(shí)，散熱面積和產(chǎn)生的熱量亦作相應(yīng)變化，故ap對(duì)切削溫度影響最大。2)刀具幾何角度的影響:切削溫度θ隨前角γ0的增大而降低。這是因?yàn)榍敖窃龃髸r(shí)，單位切削力下降，使產(chǎn)生切削熱減小的緣故。但前角大于25°～30°后，對(duì)切削溫度的影響減小，這是因?yàn)樾ń亲冃《股狍w積減小的緣故。主偏角Kr減小時(shí)，使切削寬度aw增大，切削厚度ac減小，故切削溫度下降。刀尖圓弧半徑re在0～0．5mm范圍內(nèi)變化，基本上不影響切削溫度。因?yàn)榈都饣《劝霃降脑龃螅瑫?huì)使塑性變形增大，但另一方面這兩者都能使刀具的散熱條件有所改善，傳出的熱量也有所增加，兩者趨于平衡，所以對(duì)切削溫度影響很小。3)刀具磨損的影響:刀具后角的磨損值達(dá)到一定數(shù)值后，對(duì)切削溫度的影響大;切削速度愈高，影響就愈顯著。
2鋁合金零件的加工工藝探討
1)加工基準(zhǔn)選擇
加工基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)一致，且工藝上應(yīng)充分考慮加工中零件的穩(wěn)定性、定位準(zhǔn)確性和夾緊可靠性。
2)粗加工
由于鋁合金零件加工尺寸精度和表面粗糙度不容易達(dá)到高精度要求，在加工過(guò)程中，首先對(duì)各加工面的加工余量，尤其是形狀復(fù)雜的薄壁零件，在精加工前先進(jìn)行粗加工。結(jié)合鋁合金材料的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，工件在加工的過(guò)程中，工件表層經(jīng)過(guò)反復(fù)摩擦，會(huì)使工件表層晶粒變形、錯(cuò)位，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，同時(shí)切削熱也引起切削變形，增大加工后的尺寸誤差，甚至引起工件變形。因此對(duì)一般平面的粗加工，采用銑、刨加工。通過(guò)選用低轉(zhuǎn)速、大切削深度、適當(dāng)進(jìn)給量的方法，保證加工的尺寸精度;對(duì)于特殊形狀的部位，采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行粗加工，同時(shí)加冷卻液對(duì)工件進(jìn)行冷卻，以降低切削熱對(duì)加工精度的影響。并增加人工時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，減少由于零件加工后應(yīng)重新分布所引起變形。在粗加工中應(yīng)加大吃刀量，適當(dāng)減少進(jìn)給量。進(jìn)給量和被吃刀量的增加，都會(huì)使切削力和摩擦力增加，切削溫度上升。但被吃刀量對(duì)于切削溫度的影響小于進(jìn)給量。加大吃刀量，可以改善傳熱情況。
3)精加工
為保證鋁合金零件的成品尺寸精度及表面粗糙度，選用精度較高的設(shè)備完成零件的精加工工序。一般選用數(shù)控設(shè)備來(lái)完成。在精加工過(guò)程中，由于加工余量較小，采用較高的切削速度和小進(jìn)刀量。在刀具選擇上，選用較大的后角以保證刀具有足夠的剛度，減小由于切削震動(dòng)造成的加工精度降低。工件裝夾過(guò)程中，盡量減少裝夾次數(shù)，實(shí)行一次定位成型，施加較小的夾緊力，以減小裝配誤差。在加工中，高速切削會(huì)產(chǎn)生大量切削熱，盡管切屑能帶走大部分熱量，但在刃前區(qū)仍能產(chǎn)生極高溫度，由于鋁合金熔點(diǎn)偏低使得刃前區(qū)常常處于半熔化狀態(tài)，使工件在切削點(diǎn)處的強(qiáng)度受高溫影響大幅度下降，容易產(chǎn)生鋁合金零件在加工過(guò)程中形成凸凹缺陷。因此，在精加工過(guò)程中，通常選用冷卻性能好、性能好，粘度低的切削液。在刀具的同時(shí)，及時(shí)帶走切削熱，降低刀具及零件加工面的溫度，減少零件溫度變形。
4)刀具的合理選擇
與黑色金屬相比，鋁合金材料在切削過(guò)程中產(chǎn)生的切削力比較小，可以采用較大的切削速度，但容易形成積屑瘤。鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)高，切削時(shí)由于切屑和零件傳導(dǎo)出的熱量較多，切削區(qū)溫度較低，所以刀具的耐用度較高，但零件本身溫升較快，容易引起變形。因此選擇適合的刀具材料，選擇合理的刀具角度，并提高刀具表面粗糙度，對(duì)降低切削力和切削熱十分有效。加工鋁合金材料刀具應(yīng)選用YG類硬質(zhì)合金刀具、聚晶復(fù)合金剛石刀具(PCD)以及天然金剛石刀具。加工鋁合金不能采用Al2O3基陶瓷刀具，因?yàn)檠趸说难趸X切屑(Al2O3)與該刀具材料相同，切削時(shí)容易產(chǎn)生化學(xué)親和力而產(chǎn)生粘結(jié)于積屑瘤，造成摩擦阻力增大而是刀具磨損加快。
5)利用熱處理及冷處理解決加工變形
消除鋁合金材料加工應(yīng)力的熱處理方法有:人工時(shí)效、再結(jié)晶退火等。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件工藝路線一般采用:粗加工、人工時(shí)效(熱處理)、精加工。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件工藝路線一般采用:粗加工、人工時(shí)效(熱處理)、半精加工、人工時(shí)效(熱處理)、精加工。對(duì)于精度要求高的零件在粗加工和半精加工后安排人工時(shí)效(熱處理)工序的同時(shí)，可以在零件精加工工序后再安排一次穩(wěn)定化熱處理工序，防止零件在放置、安裝、使用過(guò)程中發(fā)生微小的尺寸變化。消除鋁合金材料加工盈利的冷處理方法:振動(dòng)時(shí)效、人工校形、自然時(shí)效以及冷凍處理。振動(dòng)時(shí)效是利用機(jī)械的方法使零件產(chǎn)生震動(dòng)，使加工中產(chǎn)生的應(yīng)力得以釋放或重新分布達(dá)到穩(wěn)定零件尺寸的目的。人工校形是指零件加工變形后，由人工施加一定的壓力對(duì)變形零件校形，并通過(guò)不斷施加外力打到內(nèi)應(yīng)力釋放的目的。冷凍處理就是利用低溫處理改善材料基體組織結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化基體組織，增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性;同時(shí)與熱處理的再結(jié)晶退火相結(jié)合，高低溫相互沖擊，已達(dá)到更好的零件尺寸精度。
3結(jié)語(yǔ)
一、清潔生產(chǎn)技術(shù)與機(jī)械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，資源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，可持續(xù)發(fā)展日益成為所有國(guó)家和企業(yè)戰(zhàn)略決策的焦點(diǎn)。我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)之所以缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展緩慢，究其根本原因之一就是它還停留在資源―產(chǎn)品―污染排放單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)中。機(jī)械產(chǎn)品及制造中耗能耗材現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品成本高，環(huán)境污染問(wèn)題突出，制約了機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展。因此，提高機(jī)械產(chǎn)品科技含量，提升機(jī)械制造業(yè)的檔次，引入清潔生產(chǎn)技術(shù)，這將是機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必由之路。
清潔生產(chǎn)基本的思路是對(duì)污染的控制和預(yù)防。不僅要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程中的無(wú)污染，而且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品在使用過(guò)程中也不應(yīng)對(duì)環(huán)境造成損害，不但含有技術(shù)上的可行性，還包括經(jīng)濟(jì)上的可盈利性，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的三統(tǒng)一。它是通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原料選擇、工藝改革、技術(shù)管理、生產(chǎn)過(guò)程內(nèi)部循環(huán)利用等環(huán)節(jié)的科學(xué)化與合理化，使機(jī)械產(chǎn)品及制造最終產(chǎn)生的污染物最少。對(duì)生產(chǎn)而言，包括節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒有害材料，減少?gòu)U物的數(shù)量和毒性；對(duì)產(chǎn)品而言，則是要減少?gòu)脑牧系阶罱K處理整個(gè)產(chǎn)品生命周期對(duì)人的健康和環(huán)境的不利影響；對(duì)服務(wù)而言，清潔生產(chǎn)技術(shù)要求將環(huán)境因素納入設(shè)計(jì)和所供給的服務(wù)中。可以說(shuō)，清潔生產(chǎn)技術(shù)真正體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，保障經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展與環(huán)境、資源的利用相協(xié)調(diào)。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前在機(jī)械產(chǎn)品及制造中采用的清潔技術(shù)大致如下：
（一）虛擬樣機(jī)技術(shù)
該技術(shù)是將產(chǎn)品研發(fā)中多輪次的物理樣機(jī)試制定型。改為在虛擬樣機(jī)環(huán)境下，利用軟件技術(shù)去建立機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，在屏幕上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何、功能、制造等方面交互建模與仿真分析。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，能在未作任何機(jī)械切削之前，就可快速試驗(yàn)多種設(shè)計(jì)方案，直到獲得最優(yōu)化方案為止。這不僅縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，更重要的是減少了樣機(jī)試驗(yàn)中材料、能源、人力上的消耗。
（二）切削液的過(guò)濾、分離、凈化、節(jié)能技術(shù)
在切削過(guò)程中，為減少?gòu)U液對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)切削液進(jìn)行過(guò)濾、分離凈化處理，破壞廢液中乳化液的穩(wěn)定性，使油料在特定裝置中進(jìn)行油水分離，并回收利用；也有采用噴霧冷卻技術(shù)，該技術(shù)可以大大減少切削液的消耗，也能提高刀具使用壽命，既降低了成本，也保護(hù)了環(huán)境。
（三）清潔能源
電能、液化石油氣、天然氣、風(fēng)能、水能都是清潔能源。機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力源和機(jī)械產(chǎn)品本身的動(dòng)力源應(yīng)當(dāng)充分利用這些資源。盡可能地做到對(duì)環(huán)境的零污染。
（四）快速成型技術(shù)
該技術(shù)是應(yīng)用材料堆積成型原理，采用分層實(shí)體制造和熔化沉積制造等，可快速制造出各種形狀復(fù)雜的機(jī)械零件，突破了傳統(tǒng)機(jī)械加工過(guò)程中去除材料的機(jī)加工方法。因而可大大節(jié)約原材料和能源。
（五）粉末冶金技術(shù)
該技術(shù)用于機(jī)械零件的加工，屬于少切削或無(wú)切削加工技術(shù)，由于粉末冶金技術(shù)沒有或很少有金屬切削固體廢棄物，也不產(chǎn)生傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝中大量廢油和廢切削液。因此，這項(xiàng)技術(shù)在節(jié)材、節(jié)能、高效益、高精度等方面具有很高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。在清潔技術(shù)中應(yīng)得到高度重視和推廣。
（六）其他機(jī)械工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)
如真空加熱油冷淬火、常壓和高壓氣冷淬火技術(shù)、真空清洗干燥技術(shù)、機(jī)電一體化晶體管感應(yīng)加熱淬火成套技術(shù)、無(wú)毒無(wú)害焊接技術(shù)和無(wú)毒無(wú)害化電鍍防護(hù)層技術(shù)等等。
二、我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀
據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品及制造在生產(chǎn)過(guò)程中很多都是耗能大、介質(zhì)多、負(fù)荷重、工藝陳舊、環(huán)境污染嚴(yán)重，尤其是工業(yè)三廢問(wèn)題，嚴(yán)重制約了清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施。特別是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為了追逐眼前的經(jīng)濟(jì)利益，上述問(wèn)題更為突出。
機(jī)械行業(yè)不僅是耗能耗材的大戶，而且也是排污的主要行業(yè)之一。特別是金屬熱加工行業(yè)，包括鑄造、鍛壓、熱處理、焊接、電鍍和噴漆等，是量大面廣的行業(yè)，它所產(chǎn)生的廢物種類多，數(shù)量大，造成的直接或間接污染不可忽視。治理“三廢”問(wèn)題，就是機(jī)械制造行業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)的重點(diǎn)。
所謂三廢是指廢氣、廢液、固體廢棄物。我們知道，大部分機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，從毛坯到最終的整機(jī)裝配，要經(jīng)過(guò)鑄、鍛、焊、鉚、車、鉗、熱處理等工藝過(guò)程，在這些工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵和有毒有害氣體。尤其在鑄造加工過(guò)程中，則會(huì)散發(fā)大量粉塵與有毒有害的可吸入顆粒物，這些物質(zhì)都將直接污染廠區(qū)環(huán)境、危害人的身心健康。目前，我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品及制造業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比科技含量較低，工藝技術(shù)落后，鑄鍛工藝所產(chǎn)生的粉塵與廢氣對(duì)大氣環(huán)境的污染更為嚴(yán)重。另外，我國(guó)油品質(zhì)量較低，在機(jī)加工過(guò)程中，加重了顆粒物和有毒有害氣體的排放，從而加劇了對(duì)環(huán)境的污染。機(jī)械產(chǎn)品加工中的廢液大部分來(lái)自金屬切削過(guò)程中的切削液。這些使用過(guò)的廢乳化液，含有大量的油和化學(xué)添加劑，它被直接排放、散失或被燃燒都將嚴(yán)重污染環(huán)境。此外在眾多設(shè)備中的燃燒系統(tǒng)、系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)也將會(huì)產(chǎn)生大量的廢油。這些廢液和廢油對(duì)廠區(qū)環(huán)境和人體危害是十分嚴(yán)重的。三廢中的固體廢棄物是在機(jī)加工過(guò)程中的切屑、廢渣、廢品及金屬和非金屬邊角料等。若不加以及時(shí)妥善處理不僅侵占了有限的空間，倘若露天堆放，遭日曬風(fēng)化雨淋，其污水有毒有害氣體也會(huì)污染環(huán)境。因此，固體廢棄物既污染環(huán)境，又造成資源、能源的浪費(fèi)。總之，“三廢”問(wèn)題正是制約機(jī)械行業(yè)進(jìn)一步上臺(tái)階的一個(gè)重要方面。
三、推進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品及制造行業(yè)清潔生產(chǎn)的對(duì)策建議
清潔生產(chǎn)的主要目標(biāo)在于：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程污染的最優(yōu)控制，形成低投
入、低消耗、低排放和效率的節(jié)約型增長(zhǎng)方式。因此，在發(fā)展清潔生產(chǎn)技術(shù)的過(guò)程中，必須重視環(huán)境污染的控制、資源再生、創(chuàng)造清潔工藝、開發(fā)節(jié)能降耗技術(shù)，科學(xué)管理協(xié)調(diào)發(fā)展。可以說(shuō)，清潔生產(chǎn)將是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的突破口與切入點(diǎn)。
（一）更新傳統(tǒng)觀念，樹立清潔生產(chǎn)意識(shí)
應(yīng)當(dāng)將清潔生產(chǎn)的觀念、內(nèi)涵和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行廣泛的宣傳、教育和培訓(xùn)，提高機(jī)械產(chǎn)品及制造行業(yè)的科技人員、職工、企業(yè)管理者和企業(yè)家的參與程度，認(rèn)清清潔生產(chǎn)對(duì)企業(yè)生存發(fā)展的重要性和對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展肩負(fù)的重大責(zé)任，把提高資源利用效率和環(huán)境影響因素納入企業(yè)發(fā)展之中。
(二)科技創(chuàng)新，規(guī)范管理
清潔生產(chǎn)需要科技創(chuàng)新和先進(jìn)技術(shù)的支持，同時(shí)也需要規(guī)范管理和嚴(yán)格的制度來(lái)保證。要在機(jī)械制造行業(yè)順利實(shí)施清潔生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，需要提高全行業(yè)人員的整體素質(zhì)，用法律、法規(guī)的形式強(qiáng)化清潔生產(chǎn)，制造清潔產(chǎn)品。在機(jī)械制造行業(yè)積極引進(jìn)節(jié)能、降耗新技術(shù)和無(wú)污染或少污染的科研成果。
（三）技術(shù)開發(fā)推廣與引進(jìn)吸收相結(jié)合
機(jī)械制造業(yè)作為工業(yè)部門的主要代表，它的迅速發(fā)展不可避免地帶來(lái)對(duì)資源的消耗和對(duì)環(huán)境的污染。為了保護(hù)環(huán)境，減少污染，要盡可能創(chuàng)造工藝條件，應(yīng)用節(jié)能降耗減少污染的工藝技術(shù)，消除或減少在鑄造、鍛造、鉚焊、切削和熱處理等工藝過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵和有毒有害物質(zhì)，并對(duì)廢氣、廢液、固體廢棄物應(yīng)用化學(xué)和生物處理技術(shù)，進(jìn)行無(wú)害化處理。例如，改鉚接為焊接，改鍛壓為液壓，改切削、沖壓工藝為粉末冶金技術(shù)或快速成型工藝技術(shù)，切削液的凈化再利用等，也要大力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備。
（四）合理選材、減少污染
在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，在保證使用性能和可靠性的前提下，應(yīng)優(yōu)先選擇那些低能耗，少污染，可回收利用的材料，盡可能少用或不用有毒有害的原材料，以利于產(chǎn)品的報(bào)廢回收和減少加工過(guò)程中的環(huán)境污染。例如，一方面盡量少用短缺或稀有原材料；另一方面在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中杜絕使用有毒有害材料，應(yīng)盡可能尋找其替代材料。政府要制定充分利用廢物資源的經(jīng)濟(jì)政策，在稅收和投資等環(huán)節(jié)上對(duì)綠色消費(fèi)、廢物回收等采取經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施。
（五）完善政策，強(qiáng)制淘汰
在機(jī)械制造行業(yè)中，走邊發(fā)展邊治理的發(fā)展模式，已是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。發(fā)達(dá)國(guó)家在工業(yè)化過(guò)程中的“先污染、后治理”的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)就是前車之鑒，生態(tài)環(huán)境一旦遭到破壞，再重新治理維持其生態(tài)平衡就十分困難。因此，國(guó)家及政府部門應(yīng)加大對(duì)環(huán)保機(jī)械工業(yè)的政策和資金的支持力度。從法律制度上確保機(jī)械制造行業(yè)對(duì)區(qū)域環(huán)境的無(wú)污染或少污染。同時(shí)要實(shí)行有利于資源節(jié)約的價(jià)格和財(cái)政政策，對(duì)機(jī)械制造行業(yè)中的一些規(guī)模小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、企業(yè)素質(zhì)差、產(chǎn)品科技含量低、產(chǎn)品質(zhì)量差、科研能力薄弱、污染嚴(yán)重的企業(yè)應(yīng)加大整改力度，強(qiáng)制淘汰。不要為眼前的一點(diǎn)經(jīng)濟(jì)利益姑息遷就，任其作為。
（六）以人為本、和諧發(fā)展
噪音、振動(dòng)、高溫、高壓等是機(jī)械產(chǎn)品及制造行業(yè)的突出問(wèn)題。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中盡可能采取必要的隔振、減振、吸聲、消音措施和裝置或是從設(shè)備到工藝采取適當(dāng)措施減少?zèng)_擊、振動(dòng)、噪音的產(chǎn)生；同時(shí)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、使用過(guò)程中應(yīng)采取有效措施，杜絕和避免高溫、高壓、有毒有害等危險(xiǎn)因素，為機(jī)械制造行業(yè)的從業(yè)人員創(chuàng)在一個(gè)和諧、舒適的工作環(huán)境。
[參考文獻(xiàn)]
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