保护地球环境是21世纪{zy}先考虑的课题。在机械加工领域，一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。其中，对节约能源和减少废物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技术的研究，正在加速进行。在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化，并取得令人满意的效果。但在铝件特别是铝件的孔加工方面，由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化，这一问题有待于进一步研究解决，目前铝件的孔加工采用干式加工的实例还不多。

　　数年前，日本アイシン精机株式会社开始对铝件的半干式切削加工技术进行了研究，其研究成果已在6种产品、7条生产线上使用。本文将该公司的研究成果及实用化实例介绍如下。

　　环保技术的发展动向

　　在机械加工领域，有各种各样的环保技术，大体上可分为节约能源、减少废弃物、确保工作环境安全、舒适性三大类(见图1)。

　　在节约能源方面有：减少液压管路的阻力而使切削液的规格减小和无液压化等。通常情况下，工作中即使的额定功率很小，但它消耗的功率一般都很大，特别是切削液所消耗的功率要占总功率的60%以上(见图2)，因此，前述技术对节约能源是切实有效的。

　　减少废弃物主要是指减少切削液的废液量。各公司都在致力于切削液的长效化和重复循环使用等技术的开发与应用。在切削液长效化(长寿命化)方面，切削液的合成化是开发的项目之一。由于合成切削液是以化学合成的油剂为基液来使用的，因此，应充分注意它和水的亲和性，能够人为地设计分子量等。由于钙等的金属离子与其它油的混合而导致界面活性剂的恶化，所以油水分离等都是可控制的有利一面；同时也应充分注意对设备的不利影响(如滑动部分润滑液被洗掉及泄漏对电气系统的影响)和废水可处理性。

　　在确保工作环境安全及舒适性方面，该公司最近正致力于切削液的氯游离化的研究。氯系化合物作为高压润滑油添加剂含在高负荷用切削液中，在高温切削和废油燃烧处理时，可产生剧毒物，因此，氯系切削液已从JIS标准中废除。目前各切削液生产厂家正在进行氯游离化的研究开发，以不断完善与原有切削油性能相同的新型切削液。

　　干式切削加工技术开发的主要思路

　　该公司考虑到铝制工件较多，一些孔加工刀具制造厂家和科研机构对干式切削加工技术的开发实例很少，从而决定自行研究开发，把铝件的钻削、攻丝、铰削和镗削加工方法作为研究开发的目标。

　　在干式切削加工中，选择了润滑、冷却和排屑性能优良的半干式切削加工，雾状切削剂供给方式把外部混合内部供给方式作为研究开发的主要内容(见图3)。外部混合方式与赫克斯公司等提倡的内部混合方式比较，其可供给的喷雾量少。但作为技术核心的喷雾生成部分开发的自由度大、主轴内部结构不需做大的改动，因此，可在所有制造厂家生产的设备上采用。

　　关于切削加工效率(进给速度F)和加工精度，目前还处于研究阶段，最终结果是效率和精度应优于湿式切削。该公司是以国内外的标准检查程序为基准来设定目标值。

　　技术开发

　　喷雾的生成及供给技术

　　通过对所有切削加工方法的分析表明，喷雾的生成和供给技术十分重要。该技术的相关课题见下表。

　　表 喷雾生成供给的课题 分类 项目

　　喷雾生成 不受刀具规格影响的稳定的喷雾生成；

　　提高喷雾生成量；

　　控制喷雾量和喷雾压力

　　喷雾供给 控制管道内喷雾的凝结；

　　降低喷雾压力损失

　　维修保养和管理 喷雾生成状态监控、异常状态检测

　　一般情况下，喷雾是在文丘里(Venturi)喷管部分借助空气压力把油吹散而生成的。喷雾的生成能力主要与文丘里喷管前后的空气压力差(以下称差压)有关。但由于小直径刀具的油孔(以下为O/H)直径小而不能确保充足的差压，喷雾量下降很大。为克服这一缺点，有时将部分喷雾(只限空气部分)排放，以确保足够的差压，但要浪费空气。此外，由于是离散控制，不能进行每种刀具的准确控制，由于O/H断面积不同而导致差压发生变化，喷雾量就很不稳定。为解决这一问题，开发出靠从横向吹散油剂的结构，以确保即便在较小差压条件下，也能获得大喷雾能力的特殊的文丘里和即便在不同O/H断面积条件下，也能保持差压恒定(稳定)的新技术(见图4)，该技术的特点是不受刀具规格的限制，能稳定地确保喷雾润滑剂的供给。此外，该技术在废除弯管接头配管后，采用空气增加器和中间缓冲措施，实现了{zd0}限度地减少喷雾润滑剂的压力损失及润滑剂的凝结，提高了排屑性能。

本文转载 中国工业