據（jù）美國工業有害廢物來（lái）源統計表明: 在工業化生產中金屬加工業產生（shēng）的廢料約（yuē）占工業廢物來源的5 % , 排第（dì）4 位。同時, 切削加工中切削液的處理,既（jì）會增（zēng）加成本, 又會造成環境汙染。據美國企業的統計, 在切削加工采用集中（zhōng）冷卻的係統中, 切（qiē）削液（yè）占總加工成本的14% ~ 16% , 刀具成本隻占2% ~4%。據測算, 如果20%的切削加工（gōng）采用幹式加工,總的（de）加工成本（běn）可降低1. 6% , 同時帶來的是減少對廢切削液的處理（lǐ）以及減少對環境的汙染。因此, 采用幹（gàn）式切（qiē）削技（jì）術是金屬切削加工的發展趨（qū）勢（shì）之一,體現了社會可持續發展的呼喚——綠色製造。近年（nián）來, 特別是工業發達國家, 非常重視幹式切削, 為了貫徹環境保護政策, 更是大力研究（jiū）、開發和實施這種新型加工方（fāng）法。到2003 年, 德國製造業已有20%機床上采用了（le）幹式切削技術, 日本也非常重視幹式切削技術的研究及推廣應用, 取得了一定的成果。而國（guó）內, 對幹式切削技術（shù）的研究目前還處在初期階段, 並僅（jǐn）應用於一般（bān）切削加工中, 為了順應世界切削技術的發展（zhǎn）趨（qū）勢, 深孔加工也（yě）應加快對幹（gàn）式切削（xuē）技術的研究, 有必要將幹式（shì）切削技術應用於深孔加工中, 以提高經濟效益及減小其對環境的汙染。

      1 深孔切削加（jiā）工中的潤滑冷卻

      由於石（shí）油、航空、軍工、以及工程機（jī）械（xiè）等行業（yè）大（dà）量使（shǐ）用深孔類零件。因此, 這些行業（yè）的製造（zào）廠一般都建（jiàn）有（yǒu）具有一定生產規模的深孔（kǒng）加工車間, 每年（nián）都有（yǒu）較大的深孔（kǒng）加工零件的生產批量及產值。

      深孔加工難度較大、技術含量較（jiào）高、專業化較強、加工成本較高。深孔加工不同於傳統的用麻花鑽（zuàn）鑽孔的加工方（fāng）式, 一般要采用專用的（de）深孔鑽頭( 如槍鑽、內排屑深（shēn）孔鑽等, 專用的深孔加工機床。在加工中（zhōng）, 要使用大量的循環切（qiē）削液( 如深孔切削液（yè）、切削油、機油等) , 用切削液來（lái）完成排屑及冷卻潤滑刀具, 消耗（hào）量較大( 主要被切屑帶走) ; 尤其是中、大直徑的深孔加工( 孔徑d ≥Φ30mm, 主要是使用內排屑（xiè）深孔鑽頭) , 所消耗的切削液成本（běn）約（yuē）占到總（zǒng）加工成本的15% ~ 20%。切削液的使用, 還會對加工場（chǎng）所造成油汙染, 而帶油（yóu）切屑的處（chù）理, 又會造成對空氣及環境的汙染。因此如何降（jiàng）低成本及減少（shǎo）環境汙染,是深孔加工技術研究的一個重（chóng）要課題。

      2 亞幹式深孔加工方案的選取

      在深孔加工中, 由於單位時間內（nèi）所產生的切屑量大, 切（qiē）削溫度高, 並處於封閉式加工狀態, 因此及時順利地排屑（xiè）及冷卻（què）潤（rùn）滑刀具是深孔加（jiā）工的必備條（tiáo）件（jiàn）。所以在深孔加工中, 主要采取措施, 使切削油產生衝刷力或吸力或衝力和吸力的綜合作用來完成排屑和冷卻潤滑。

      而對於幹式切削, 目前國內外所研究和經常采用的方法有: 風冷卻、液氮冷卻、亞幹式切削、水蒸氣冷（lěng）卻以及低溫射流等冷卻潤滑技術（shù）, 這些方（fāng）法的應用, 都有著良好的切削（xuē）效果。但從所查詢的資料看（kàn）,基本上都是應用於車削或銑削加工（gōng）中, 未見有（yǒu）應用（yòng）於深（shēn）孔加工中的報道。

      深孔加工的切削狀態更加惡劣, 切削力更大, 排屑難度遠大於（yú）普通車削和銑削加工。因此, 上述這些方法是否適用（yòng）於深（shēn）孔加工, 如何選擇一種合理（lǐ）且適用於（yú）深孔（kǒng）加工的潤滑冷卻方（fāng）法是我們采用幹式深( 即完全幹式) 在目前技術條件下還難以實現, 這是由於深孔加工中刀具（jù）是依靠導向（xiàng）塊完成自導向（xiàng）作用, 而導向塊與孔壁之（zhī）間會產生較大的摩擦。在普通（tōng）深孔鑽削中（zhōng）, 切削油會在導向塊（kuài）與孔壁之間形成一油膜, 起潤滑作用, 減小導向塊的摩擦。如無（wú）油膜, 導向塊將會很快磨損（sǔn）和（hé）撕裂, 從而造成切削振動及打刀。另外, 深孔加工中產生（shēng）的切削熱遠大於普通車削加工, 並且又不（bú）能采用普通幹式車削加工中通過提高切削速度以加快散熱的方（fāng）法( 會造成無法排屑及刀具急劇（jù）磨損) 。

      因此, 在當前技術條件下, 選擇亞幹式（shì）切削方式進行深孔切削加工的研究, 即采用將部（bù）分切削液霧（wù）化並與氣體形成氣油混合或氣液( 水基) 混合的方式進行潤滑冷卻。根據（jù）對（duì）常用（yòng）的幹（gàn）式、亞幹式切削技術特點分析, 結（jié）合深孔加工的特點, 擬采用低溫冷風法冷卻和油氣噴射（shè）法潤滑冷卻相結合, 提（tí）出低溫冷風油霧噴射法亞幹式深孔切（qiē）削（xuē）加工方法（fǎ）, 其加工（gōng）係統如圖1 所示。

      3 亞幹式深孔加工的（de）關鍵技術及解決方法（fǎ）

      3. 1 亞幹式深孔加（jiā）工的冷（lěng）卻潤（rùn）滑排屑方法

      低溫冷風油霧噴射法亞幹式深孔切削加工方法的基本原理是將壓縮（suō）空氣通過冷（lěng）卻裝置冷卻到（dào）- 10 e ~ - 40 e , 通過深孔鑽床上的進氣( 授油器) 裝置將高壓冷風經鑽杆外壁（bì）和被加工孔孔壁之間輸送到鑽頭（tóu）的切（qiē）削部位, 冷卻（què）深孔鑽並將鑽（zuàn）削切屑從鑽杆內孔向後排出。為了潤滑刀（dāo）具（jù）, 還在進氣裝置進風口處裝了一個（gè）微量（liàng）油霧（wù）化裝置, 使得壓縮冷風夾帶著霧化油粒進入切削區, 起到（dào）潤滑鑽頭及（jí）形成油膜的作用。同時為加快（kuài）切屑的排出, 在鑽（zuàn）杆（gǎn）聯（lián）結器中, 設計有負壓裝置, 由另一空氣壓縮機將空氣壓入負壓裝置, 在鑽杆尾部產生一個負壓區（qū）, 從而對鑽杆（gǎn）孔（kǒng）中的切屑產生向鑽杆尾部的吸力, 使切屑在（zài）前推後吸的（de）作用（yòng）下加快（kuài）流動, 如圖2 所示。這（zhè）相當於濕式深孔加工技（jì）術中成熟應用的DF 係統。應用該方法所要解決的關鍵技術主要有:

      1) 大容量低溫冷風技術, 可快（kuài）速製冷並提供較（jiào）大容量的冷風( 應有比幹式車（chē）削時（shí）更多、更大（dà）壓力的冷風) 。

      2) 油( 液) 霧（wù）化技（jì）術, 可產生較大噴射力的霧化（huà）油, 並與（yǔ）冷風混合（hé）後（hòu）仍（réng）具有良好的霧（wù）化潤滑作用。

      3) 低溫油（yóu）氣混合物的輸送技術, 應有（yǒu）輸送效果（guǒ）好、深孔加工鑽削區可得到霧化的良好的油氣潤（rùn）滑和排屑能力。

      3. 2 亞幹（gàn）式深（shēn）孔加工的鑽削刀具技術

      在深孔加工中, 鑽削刀具的（de）切削條件要比普通車削（xuē）惡劣得多, 其切削力較大、切削溫度較高（gāo）, 並且由於（yú）是封閉式加工, 刀具的磨損較快（kuài）, 且容易堵屑。因此, 通常不宜采用高速大進給的切削加工方法（fǎ）( 幹式車削加工所采用) , 以免刀具磨損（sǔn）過（guò）快及排屑不暢。在普通深孔加工中, 加工鋼類零（líng）件一般采用YT 類刀片材料( 如YT798, YW1 等) , 加工鈦合金則采（cǎi）用YG 類材料（liào）( 如YG8 等) , 這（zhè）兩類材料基本可（kě）滿足加工要（yào）求, 並有著良好的加工效果。而對於亞幹（gàn）式深（shēn）孔加工而（ér）言, 刀具( 內（nèi）排屑深孔鑽頭) 所（suǒ）承受的切削溫度更高, 其（qí）刀片應具有（yǒu）更優良的耐熱性及耐磨性, 因此普通的刀片材料可能無法滿足加工要求, 這就要求選用（yòng）更高耐熱性的刀片材料( 如YD15等) , 並進（jìn）行切削試驗以優選出合理的刀片材料。

      亞幹式鑽削刀具的關鍵技術有:

      1) 刀片材料的優選, 既要有良好的耐熱性（xìng）及耐磨性, 又要有一定的抗衝擊（jī）強度, 同時還應具有良（liáng）好的（de）性價比（bǐ）及可實用性。

      2) 鑽頭幾何參數的（de）設計, 應充分（fèn）考慮（lǜ）亞幹式切削及深孔加工的特點, 合（hé）理選擇幾何參數。

      3) 進行亞幹（gàn）式（shì）深孔的鑽削試（shì）驗, 以不同切削條件下（xià）的鑽削試（shì）驗來測試和確定刀（dāo）具的切削性能。

      3. 3 適於亞幹式深孔加工的切削液的研究

      在幹式深孔加工（gōng）中如（rú）果完全不（bú）使用切削（xuē）液（yè）, 其加工難度（dù）非常大, 且刀具會產生急劇磨損。因此, 應考慮采用少量（liàng）切削油或切削液, 在進行了（le）霧化處（chù）理後與冷風混合輸送到切削區, 冷卻潤滑刀具。這就（jiù）要求切（qiē）削油（yóu）( 液) 具有良好的霧化效果以及（jí）可以形成有極壓性能的油膜。為此, 也就提出（chū）了適應於亞幹式深孔加工的切削液的研究問題。由於（yú）深孔加工的加（jiā）工特點, 導向塊與孔壁之間摩擦較大, 因此應具有一定的油膜（mó）和（hé）潤滑層以減少導向塊的磨損。普通的（de）水基切削液( 無論（lùn）是國（guó）內還是國外（wài）生產的（de）) 經普通深孔加工試驗均無法滿足這一要求, 雖然它們的霧化及冷卻效果很好。而油類切削液( 專用深孔切（qiē）削油或機械（xiè）油) 雖（suī）能滿足油膜及潤滑的要求, 但其霧化效果欠佳。因此, 研究一種既可形成油膜又有良（liáng）好霧化效果的混合型深孔切削液是實現（xiàn）亞幹式深（shēn）孔加（jiā）工的必（bì）要條件之一。

      亞（yà）幹式深孔加工切（qiē）削液（yè）的關鍵技術有:

      1) 切削液配方（fāng）的研製, 可針對幹式深（shēn）孔加工的特點, 添加相（xiàng）應（yīng）的極壓添加劑, 並能實現良好（hǎo）的霧化（huà）效果。

      2) 切削液的試驗（yàn）分析, 主要從刀具耐用度、可霧（wù）化性以及實用性等方麵進行試驗分析研究。

      3. 4 亞幹式深孔加工切削性能的（de）測試及分析

      在亞幹式深孔加工中, 由於冷卻及排屑方式與濕式（shì）深（shēn）孔加工發生變化, 因此其（qí）切削機理（lǐ）及刀具的（de）切削性能也都會發生變化, 可（kě）通過兩種方式的對（duì）比測試來進行分析。主要采（cǎi）用（yòng）檢測在各種切削條件（jiàn）下及加工不同材（cái）料的切削機理（lǐ）變化, 並與濕式深孔加工方式下的切削力進行對比分析, 測試內容包括切削（xuē）力( 扭矩及軸向力) 、斷屑及排屑效果（guǒ）以及刀具耐用度等（děng）方麵, 同時（shí）還應對（duì）工件內孔表麵進行質量檢測及對比分析。

      為了能更好的推廣及應（yīng）用亞幹（gàn）式深孔加工技術, 還應對亞幹式深（shēn）孔加工的（de）綜合效益進行測試及分析, 其主要從兩（liǎng）方麵內容進行: 一是從長期的經濟效益上（shàng）衡量, 包括（kuò）前期的設備投入、後期切削（xuē）油的減少使用、刀具成本的增減、能（néng）耗的增減; 二是從社會效益方麵分析, 包括工作環境的（de）改善、操作人員的勞動（dòng）保護、切屑處理（lǐ）的費用、對環境的汙染等。

      4 結語

      亞幹式深孔加工與傳統深孔（kǒng）加工方（fāng）法相比不僅能減（jiǎn）小深孔加工的能耗, 降低（dī）加工成本, 提高綜合效益（yì）, 而且能減小對工（gōng）作場所及環境的（de）汙（wū）染。隨著環保意識日益提高, 人們越來越重視（shì）各種節能技術, 該技術必然（rán）有著廣闊的推廣應用前景。