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摘要：干切削作为21世纪的一种清洁、高效、安全的新的切削方法，不仅可以降低切削成本，而且可以避免切削液对环境的污染、对操作者的伤害。本文论述了干切削发展的时代背景、内涵和其关键技术。
关键词：数控机床；干切削；涂层技术；刀具
仅仅20年前，切削液是便宜的，且多数占加工成本的比重少于3%。所以很少有机械加工厂对它们过多关注。在那时以后，随着时间的推移，发生了戏剧性的变化：如今的切削液费用估计达每年几十亿美圆，且占生产成本比重高达15%。现在，机加工行业无时不刻都在为他们的切削液担忧。
一、干切削发展的时代背景：
随着社会的发展，世界各国在自然环境的保护、生态平衡等方面取得了高度共识，可持续性发展与环境保护已成为全球的共同行动纲领。切削液对环境的污染、对操作者健康有很大的伤害。而随着高速加工技术的发展，切削液用量越来越大，而高速切削派生的干切削就是要对传统切削工艺的重大改进，为新世纪提供一种清洁、高效、安全的新的切削方法，高速下的干切削、准干切削等新型切削工艺已经显示出强大的生命力，绿色制造是可持续发展的必由之路。
二、干切削加工的内涵：
干切削加工就是在切削过程中，在刀具与工件及刀具与切屑的接触区不用切削液的加工工艺方法。
干切削不是简单地停止使用切削液，而是要在停止使用切削液的同时，保证高效率、高产品质量、高的刀具使用寿命及切削过程的可靠性。 不使用切削液的干切削并不能简单实现，因为切削液起着三个重要作用：（1）吸收和带走大量切削热，使传入刀具和工件的切削热非常少；（2）在刀具与工件以及刀具与切屑接触界面上形成润滑膜，既减少摩擦又抑制切屑粘连到刀具上；（3）把切屑迅速冲走。
干切削技术是一项庞大的系统工程，需要从刀具技术、机床结构和工艺过程等各方面采取一系列的措施。
与相同条件下的湿切削相比，干切削缺点： （1）切削加工能耗增大，切削温度增高； （2）刀具/切屑接触区的摩擦状态及磨损机理发生改变，刀具磨损加快； （3）切屑因较高的热塑性而难以折断和控制，切屑的收集和排除较为困难； （4）加工表面质量易于恶化。
三、干切削加工的关键技术：
干切削技术是一项庞大的系统工程，需要从刀具技术、机床结构和工艺过程等各方面采取一系列的措施。
1、干切削加工刀具：
干式切削刀具必须满足以下条件： （1）刀具材料应具有良好的耐热性和耐磨性；（2）切屑与刀具之间的摩擦系数应尽可能小；（3）刀具的槽型应保证排屑流畅、易于散热；（4）刀具应具有较高的强度和抗冲击韧性。下面分别从刀具材料、涂层和几何形状三个方面讨论。
1）采用新型的刀具材料
干切削不仅要求刀具材料具有极高的红硬性和热韧性，而且还必须有良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性。目前应用于干式切削加工的刀具材料主要是：超细硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石等超硬度材料。
2）采用涂层技术
涂层有类似于冷却液的功能，它产生一层保护层，把刀具与切削热隔离开来，使热量很少传到刀具，从而能在较长的时间内保持刀尖的坚硬和锋利。
3）刀具几何形状设计
干切削刀具通常以月牙洼磨损为主要失效原因，这是因为加工中没有切削液，刀具和切屑接触区域的温度升高所致。因此，通常应使刀具有大的前角和刃倾角，前角增大后，刀刃强度会受影响，此时应配以前刀面加强单元。
2、干切削的机床结构：
这种机床应该刚性足、功率大、能快速有效地排屑，同时能利用软件系统补偿温度对加工的影响。设计干切削机床应考虑的两个特殊问题：A 切削热的迅速散发；B 切屑及灰尘的快速排出。
3、干切削的工艺技术：
工件材料在很大程度上决定了实施干切削的可能性。改善材料的可加工性、减少切削过程中的变形和摩擦产生的热量，是发展干切削的一项关键技术措施。 现已经采用的干切削加工工艺有：低温冷风干切削技术；高速干切削技术；低温干切削技术；静电冷却干切削技术；准干切削技术等。 四、总结与展望：
干切削作为一种新的切削工艺与高速切削是相辅相成的。它已经对传统切削工艺造成了极大的冲击。它不仅降低了切削成本，也避免了环境的污染。怎样在高温下保护刀具，延长刀具寿命是干切削的难点。
干切削技术是一项系统工程，涉及刀具、机床、工艺、材料和生产管理诸多方面的改革和创新。必须强调一点，干切削是把切削刀具、加工中心结构参数和加工策略等要素综合于一体的加工新工艺。
针对不同的切削条件和切削材料应充分权衡以上三要素在可节约的加工成本和可得到的加工效果間的利弊，然后制定正确的加工方案。各种超硬、耐高温刀具材料及其涂层技术的迅猛发展，为干切削技术的发展创造了极为有利的条件；最小量润滑装置的有效应用和各种带中心小孔的孔加工标准刀具的出现，再与新型机床相结合，必将促进干切削技术的迅猛。
参考文献
[1] 张伯霖，夏红梅，黄晓明.干切削的关键技术.机电工程技术，2001.2.广州：广东工业大学
[2] 艾兴，高速切削加工技术[M].北京：国防工业出版社，2003.
[3] 罗勇、张伯霖，刘玉荣.干切削及其关键技术.全国生产工程第八届大会论文集北京：机械工业出版社，1999.151-156.
[4] 叶伟昌.干切削刀具及应用.机械工程师，2000.6.江苏：淮阴工学院.
关键词：数控机床；干切削；涂层技术；刀具
仅仅20年前，切削液是便宜的，且多数占加工成本的比重少于3%。所以很少有机械加工厂对它们过多关注。在那时以后，随着时间的推移，发生了戏剧性的变化：如今的切削液费用估计达每年几十亿美圆，且占生产成本比重高达15%。现在，机加工行业无时不刻都在为他们的切削液担忧。
一、干切削发展的时代背景：
随着社会的发展，世界各国在自然环境的保护、生态平衡等方面取得了高度共识，可持续性发展与环境保护已成为全球的共同行动纲领。切削液对环境的污染、对操作者健康有很大的伤害。而随着高速加工技术的发展，切削液用量越来越大，而高速切削派生的干切削就是要对传统切削工艺的重大改进，为新世纪提供一种清洁、高效、安全的新的切削方法，高速下的干切削、准干切削等新型切削工艺已经显示出强大的生命力，绿色制造是可持续发展的必由之路。
二、干切削加工的内涵：
干切削加工就是在切削过程中，在刀具与工件及刀具与切屑的接触区不用切削液的加工工艺方法。
干切削不是简单地停止使用切削液，而是要在停止使用切削液的同时，保证高效率、高产品质量、高的刀具使用寿命及切削过程的可靠性。 不使用切削液的干切削并不能简单实现，因为切削液起着三个重要作用：（1）吸收和带走大量切削热，使传入刀具和工件的切削热非常少；（2）在刀具与工件以及刀具与切屑接触界面上形成润滑膜，既减少摩擦又抑制切屑粘连到刀具上；（3）把切屑迅速冲走。
干切削技术是一项庞大的系统工程，需要从刀具技术、机床结构和工艺过程等各方面采取一系列的措施。
与相同条件下的湿切削相比，干切削缺点： （1）切削加工能耗增大，切削温度增高； （2）刀具/切屑接触区的摩擦状态及磨损机理发生改变，刀具磨损加快； （3）切屑因较高的热塑性而难以折断和控制，切屑的收集和排除较为困难； （4）加工表面质量易于恶化。
三、干切削加工的关键技术：
干切削技术是一项庞大的系统工程，需要从刀具技术、机床结构和工艺过程等各方面采取一系列的措施。
1、干切削加工刀具：
干式切削刀具必须满足以下条件： （1）刀具材料应具有良好的耐热性和耐磨性；（2）切屑与刀具之间的摩擦系数应尽可能小；（3）刀具的槽型应保证排屑流畅、易于散热；（4）刀具应具有较高的强度和抗冲击韧性。下面分别从刀具材料、涂层和几何形状三个方面讨论。
1）采用新型的刀具材料
干切削不仅要求刀具材料具有极高的红硬性和热韧性，而且还必须有良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性。目前应用于干式切削加工的刀具材料主要是：超细硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石等超硬度材料。
2）采用涂层技术
涂层有类似于冷却液的功能，它产生一层保护层，把刀具与切削热隔离开来，使热量很少传到刀具，从而能在较长的时间内保持刀尖的坚硬和锋利。
3）刀具几何形状设计
干切削刀具通常以月牙洼磨损为主要失效原因，这是因为加工中没有切削液，刀具和切屑接触区域的温度升高所致。因此，通常应使刀具有大的前角和刃倾角，前角增大后，刀刃强度会受影响，此时应配以前刀面加强单元。
2、干切削的机床结构：
这种机床应该刚性足、功率大、能快速有效地排屑，同时能利用软件系统补偿温度对加工的影响。设计干切削机床应考虑的两个特殊问题：A 切削热的迅速散发；B 切屑及灰尘的快速排出。
3、干切削的工艺技术：
工件材料在很大程度上决定了实施干切削的可能性。改善材料的可加工性、减少切削过程中的变形和摩擦产生的热量，是发展干切削的一项关键技术措施。 现已经采用的干切削加工工艺有：低温冷风干切削技术；高速干切削技术；低温干切削技术；静电冷却干切削技术；准干切削技术等。 四、总结与展望：
干切削作为一种新的切削工艺与高速切削是相辅相成的。它已经对传统切削工艺造成了极大的冲击。它不仅降低了切削成本，也避免了环境的污染。怎样在高温下保护刀具，延长刀具寿命是干切削的难点。
干切削技术是一项系统工程，涉及刀具、机床、工艺、材料和生产管理诸多方面的改革和创新。必须强调一点，干切削是把切削刀具、加工中心结构参数和加工策略等要素综合于一体的加工新工艺。
针对不同的切削条件和切削材料应充分权衡以上三要素在可节约的加工成本和可得到的加工效果間的利弊，然后制定正确的加工方案。各种超硬、耐高温刀具材料及其涂层技术的迅猛发展，为干切削技术的发展创造了极为有利的条件；最小量润滑装置的有效应用和各种带中心小孔的孔加工标准刀具的出现，再与新型机床相结合，必将促进干切削技术的迅猛。
参考文献
[1] 张伯霖，夏红梅，黄晓明.干切削的关键技术.机电工程技术，2001.2.广州：广东工业大学
[2] 艾兴，高速切削加工技术[M].北京：国防工业出版社，2003.
[3] 罗勇、张伯霖，刘玉荣.干切削及其关键技术.全国生产工程第八届大会论文集北京：机械工业出版社，1999.151-156.
[4] 叶伟昌.干切削刀具及应用.机械工程师，2000.6.江苏：淮阴工学院.