绿色切削加工技术是一种充分考虑环境和资源问题的加工技术，它要求在整个加工过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。目前国内外对绿色切削的研究主要集中在干式切削、低温切削、绿色湿式切削等几个方面。 主要内容： 干式切削是指在机械加工中为了保护环境和降低成本而有意识地减少使用或不使用切削液的加工方法。干式切削分为两种，一种为完全不使用切削液的干式切削，另一种为用气体混合微量润滑剂代替切削液的准干式切削，其使用的是最小量润滑（Minimal Quantity Lubrication，MQL)技术。 采用MQL技术的准干式切削适用于无法完全实现干切削的情况，如磨削加工及难加工材料的切削加工。采用准干切削加工后，刀具、工件和切削都保持干燥，切削无需处理便可回收利用。 由于干式切削的温度比湿式切削高得多，为实现干式切削，要求刀具材料必须具有较高的红硬性、耐磨性、热韧性和热化学稳定性，并且切屑、工件与刀具之间的摩擦系数应尽可能小。刀具结构应便于排屑，刀具强度和冲击韧性要高。目前适用于干式切削的刀具材料有超细颗粒硬质合金、金刚石、立方氮化硼、涂层硬质合金等。 由于采用干式切削有利于环境保护和降低加工成本（可节省加工费用10％-15％），因此干式切削加工技术的研究开发日益受到重视，目前欧洲约10％-15％的批量机械加工已采用干式或准干式切削技术。 低温切削是利用低温流体如液态氮、液态二氧化碳和冷风等碰向加工系
统的切削区域，造成切削区的局部低温或超低温状态，利用工件在低温条件下产生的低温脆性，提高工件的切削加工性、刀具寿命和工件表面质量。根据冷却介质的不同，低温切削可分为冷风切削和液氮冷却切削。绿色湿式切削是指使用高性能、长寿命、低污染、可降解的新型绿色切削液，最大限度地减少切削液的用量和废液的排放，增加切削液的循环使用次数，并对其实施无害化处理，从而达到绿色环境要求的切削加工方式。目前绿色湿式切削的研究主要集中在：高性能、长寿命、低污染切削液的开发、最小润滑技术的研究、冷却液净化处理技术的研究等。 干式切削技术现已成熟应用于有色金属及其合金和铸铁的加工中，但在钢材尤其是高强度钢的干切削应用方面仍存在问题，主要表现为刀具磨损严重，对刀具的材料和结构要求较高，成本大。同时，在于切削中还普遍存在粉尘和切屑处理比较困难、机床易生锈等问题。
纳米技术在环境保护中的应用 纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。 纳米技术研究在0．1．100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料 是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围。或以其为基本单位所构成的材料。纳米 材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生 深远的影响。 一．纳米技术在水处理中的应用 1）纳米催化剂 目前用于水处理的纳米催化剂，主要指光催化剂，如Ti02,Cd5,ZnO等，其中TiO:因其活性高、稳定性好、对人体无害而最受重视。Matthews等P1曾对水中34种有机污染物的光催化降解进行研究，结果表明该方法可将水中的烃类、卤代物、轻酸盐表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等污染物转化成CO;和H2O等无害物质。利用纳米光催化剂光催化降解有机废水是其最重要的用途之一纳米TiO:玻璃薄膜光催化剂，可将玫瑰红B催化降解为C02,H 20及一些其它的简单无机物。用溶胶一箭胶法制备的8层粒径为21.2nm的锐钦矿T102(存在于玻璃薄膜中)，在(28-0.5)℃和振摇条件下，可使初始浓度为9.87 x 10“一10.46‘10 6的玫瑰红B在150min内的降解率达到80%多(以高压汞灯为光源)，反应速率对时间和浓度均为一级反应[21。用纳米二氧化钦粉末催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸钠水溶液，在多云的条件下，光照12h,浓度为0.5mg/L的苯酚已降解为零，浓度为lmg几的十二烷基苯磺酸钠也基本降解137。采用纳米二氧化钦催化降解技术来处理纺织工业污水，省钱、高效、节能，最终能使有害有机物完全矿化，且不存在二次污染 2）处理无机污染废水 污水中的重金属对人体的危害很大，重金属的流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力同。如纳米TiO：能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面，井将其还原为细小的金属晶体，既消除了废水的毒性，又回收了贵重金属。 3）处理有机污染废水 大量研究表明纳米TiO：等作为光催化剂，在阳光下催化氧化水中的有机污染物。使其迅速降解。至今为止己知纳米TiO：能处理80余种有毒污染物，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质图。例如Pintar等在间歇式反应器中纳米Ru／TiO：作催化剂，对酸性或碱性牛皮纸漂白废水进行光催化降解，废水中的有机总碳TOC的去除率可达到99．6％，并使废水完全脱色。经光催化湿空气氧化处理后的工厂废水对弧菌的毒性的实验表明，用该方法处理后的工厂漂白废水完全可以进一步生物降解。 4）自来水的净化处理 新型纳米级净水剂r7的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂AI：0，的10～20倍，能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置，有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后，可以100％除去水中的细菌、病毒。得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病毒的直径比纳米大，在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时，会被过滤掉，水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。 二。纳米材料在大气污染治理方面的应用 1）空气中硫氧化物的净化 二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体，如果在燃料燃烧的同时加
绿色环保切削的技术分析 1.传统切削液供给系统的构成及缺陷 切削液系统是切削加工系统的重要组成部分。切削液系统主要包括切削液供给系统和切削液。传统的压力供液式喷雾冷却系统(见图1)通常由以下部分构成：①切削液泵(冷却泵) ：按要求的压力和流量向切削区供给切削液；②切削液箱：储存待用切削液及沉淀用过的切削液；③输送装置(管道、喷嘴等)：将切削液送达加工区；④净化(过滤)装置：从切削液中去除切削过程中产生的切屑及其它机械杂质，使加工区使用的切削液保持清洁；⑤防护装置(防护罩、挡板等)：防止切削液四处飞溅并浸入机床部件内。 对照绿色制造理论的相关要求，传统的切削液供给系统存在以下缺陷： 使用成本高 据德国公司的统计资料，切削加工中使用切削液的费用约占制造总成本的 7%~17%，其中切削液供给系统的使用成本(包括系统的清洗、维护费用及附属环保设备费用)占有较大比例。 切削液用量不易控制 传统的切削液供液方法(如浇注法、压力喷射法、喷雾法等)是通过用较大压力和流量的切削液覆盖切削区来起到润滑、冷却、冲洗等作用。当加工条件发生变化时(如更换工件、刀具等)，不易对切削液用量进行调整与控制。 资源消耗大 传统切削液供给系统使用的冷却泵、液压阀、喷嘴等零部件精度不高，难以实现对切削液供给方式和供给量的精确控制，达不到微量、均匀、连续、精确供给润滑液的要求，从而需要消耗大量资源。 环境污染严重 传统的切削液供给系统主要采用切削液内循环方式，其净化装置在切削加工过程中净化效率较低，废液和切屑造成的环境污染程度较严重，相应的治理费用
较高。 管路清洗难度大 传统切削液供给系统中的管线材料主要为不锈钢、铜、橡胶等，地沟则由水泥抹成，不适合进行化学清洗。切削液流经管线时间较长后会形成具有一定机械强度的黑色垢层，给清洗工作造成困难。 2. 切削液的构成及环境影响 切削液可分为水基和油基两大类。水基切削液具有较强的冷却能力，其主要成分为水、化学合成液或乳化液，通常添加有防锈剂、极压添加剂等；油基切削液具有较好的润滑性能，其主要成分为各种矿物油、动物油、植物油或复合油，可视需要添加极压添加剂、油性添加剂等。 切削液的环境影响主要表现在以下方面： 对生态环境的影响 切削液对生态环境的危害主要表现为废切削液(废油、废液)对水资源的污染。在切削加工中产生的废油、废液如未经有效处理而直接排放，将会造成严重的水污染。此外，切削加工中使用的切削液会或多或少存留在切屑上，大量堆积的切屑上带有的切削液会污染土壤；对切屑再生利用时切削液的有毒、有害成分也会污染环境。 对人体健康、安全、卫生的影响 切削液对人体的危害主要表现为：①切削液中的某些添加剂(如常用作杀菌添加剂的苯酚类物质)对人体具有毒性；②切削液中矿物油、表面活性剂的脱脂作用以及防腐、杀菌添加剂的刺激性会使人体皮肤干燥、脱脂、开裂，甚至引起红肿、化脓等；③油基切削液中的矿物油、水基切削液中的碱性物质对人的呼吸器官具有一定危害作用。 对安全生产的影响 由于切削液中含有各种添加剂，在其使用过程中容易使设备产生腐蚀、生锈，油基切削液则易引发火灾等，对安全生产造成威胁。 2 切削液系统的优化策略
国内外先进切削加工理论 1 引言 20世纪80年代以来，随着全球化市场竞争日趋激烈，为争取技术优势，各国纷纷开展先进制造技术的研究与开发。伴随着信息技术的不断发展，先进制造技术一方面发展了以数控机床为基础的自动化加工技术，另一方面发展了各种新的加工方法和加工工艺，比较典型的有(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削技术等。微机械(或微型装置)是另一个新型研究领域，其加工技术的开发具有巨大的产业化应用前景。虚拟切削加工技术是在计算机上借助虚拟现实、立体建模和仿真技术，检验产品的设计合理性和可加工性，对产品的加工过程进行模拟与仿真，预测产品的加工质量、制造周期、使用性能等，以便及时修改设计，缩短产品的研制周期，获得最佳产品质量、最低生产成本和最短开发周期。本文主要综述(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削、虚拟切削加工技术的主要研究内容及其关键技术。 2 高速切削加工技术 提高切削速度一直是切削加工领域十分关注并为之不懈努力的重要目标。虽然目前国内外专家尚未对高速切削的切削速度的界定达成共识，但通常认为高速切削的切削速度比常规切削速度高5~10倍以上。 高速切削加工技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC 控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件与软件技术综合应用的基础上发展起来的。因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，高速切削加工技术体系(见图1)是机床、刀具、工件、加工工艺、切削过程监控、切削机理等诸多方面的有机集成。 高速切削加工具有以下特点：①切削力随着切削速度的提高而下降；②切削产生的热量绝大部分被切屑带走；③加工表面质量提高；④在高速切削范围内机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围。以上特点有利于提高生产效率；有利于改善工件的加工精度和表面质量；有利于减少模具加工中的手工抛光；有利于减小工件变形；有利于使用小直径刀具；有利于加工薄壁零件和脆性材料；有利于加工较大零部件；可替代其它加工工艺(如磨削)，获得显著的经济效益。但是，随着切削速度的提高，刀具寿命会下降。 目前，航空制造业(尤其是大型整体铝合金薄壁飞机结构件的加工)、模具制造业、汽车制造业等行业均已积极采用高速切削加工技术。在实际生产应用中，应根据具体加工情况合理选用高速机床和加工工艺，不同的生产领域和加工对象对高速机床的性能要求和适用的工艺方法是有区别的。适于高速切削加工的
纳米材料的特性及其环境保护的应用 黄翔化学工程学院材料091 摘要概述纳米材料的特性及其环境保护的应用。纳米材料具有表面与界面效 应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。根据纳米材料的吸附和光催化作用，综述了纳米材料在废水处理、废气处理、固体垃圾处理、环境监测等方面的应用。关键词纳米材料特性环境保护吸附 纳米技术是20 世纪80 年代迅速发展起来的一门交叉性综合学科，包括纳米材料和纳米结构两部分。纳米材料是指平均粒径在纳米量级（1～100nm）范围内的固体材料的总称。纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。人们发现，当物质被粉碎到纳米微粒时，所得的纳米材料不仅光、电、磁特性发生变化，而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新的特性。发展纳米技术已成为世界性的重大科学技术活动。 Application of Nano-material in Environment Protection Abstract: The adsorption and ray catalyze performance of nano-material is briefly introduced.The application of nanomaterial in waste water disposal,air pollution,solid rubbish disposal and environment monitoring is stated.The development in application in environment protection is also proposed.、 keywords: nano-material; environment protection; adsorption; catalyze 1基本概念 纳米材料 1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下:一相任一维的尺寸达到100 nm 以下的材料为纳米材料[1]。由此可知,纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100 nm的零维纳米粉末,也可以是径向尺寸小于100 nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。纳米材料的材质可以是金属或非金属;相结构可以是单相或多相;原子排列可以是晶态或非晶态。当物质进入纳米级后,其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化,这种现象被称为“纳米效应”。橡胶工业常用的纳米材料以非金属类为主,可分为金属氧化物(如氧化锌、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁等)和无机盐类(如轻质碳酸钙和陶瓷)。 2纳米材料的特性
切削加工技术 1.现代加工技术的发展趋势：追求更高的加工精度、以高速实现高品质加工、微细与纳米 加工快速发展、追求加工智能化、更加注重加工的绿色化 2.切削加工技术正朝着高速、高效、精密、微细、智能、绿色的方向发展 3.切削加工是指采用具有规则形状的刀具从工件表面切除多余材料，从而保证在几何形 状、尺寸精度、表面粗糙度以及表面层质量等方面均符合设计要求的机械加工方法 4.切削用量是指刀具及工件的运动速度以及刀具切入工件内部的深度 5.外圆车刀切削部分的构成： 前刀面：切削流经的表面 主后刀面：与工件过渡表面相对的表面 副后刀面：与工件上已加工表面相对的表面 切削用量三要素：切削速度、进给量和切削深度 刀具静止坐标系： 基面：通过主切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面 切削平面：通过主切削刃选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面 主剖面：通过主切削刃选定点，与基面和切削平面都垂直的平面 刀具角度标注： 主剖面内测量： 前角：前刀面与基面的夹角前角越大刀具越锋利，切削力越小，但同时刀刃部位强度和散热性能下降 后角：主后刀面和切削平面的夹角它使主后刀面和过渡平面之间的摩擦减小，但后角过大，也会使刀刃强度下降 楔角：前刀面和后刀面的夹角 基面投影上测量： 主偏角：主切削刃与进给方向在基面投影上的夹角选用不同的主偏角能够改变切削力的方向和大小，并改变切削厚度和切削宽度的比例 副偏角：副切削刃与进给方向在基面投影上的夹角选用不同的副偏角会影响加工表面粗糙度 刀尖角：主切削刃和副切削刃在基面上投影的夹角 切削平面内测量： 刃倾角：主切削刃与基面的夹角 6.切削层参数：切削厚度、切削宽度、切削面积 7.切削加工过程中被切除的多余材料成为切削 8.切削的类型：带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑 9.剪切面OM与切削速度方向的夹角称为剪切角 10.剪切角与切削变形有着十分密切的关系。剪切角若减小，切削便变短变厚，变形系数便 增大 11.剪切角理论公式： 当前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。可见在保证切削刃强度的前提下，增大刀具前角对改善切削过程是有利的； 当摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形增大。因此在低速切削时，采用切削液以减小前刀面上的摩擦因数是十分重要的。 12.积屑瘤：在切削塑性材料时，往往在前刀面紧靠刃口处黏结着一小块很硬的金属楔块， 这个楔块称为积屑瘤
绿色机械加工技术研究 发表时间：2017-11-23T15:30:31.513Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：潘永生 [导读] 摘要：我国已经超越了日本，成为了世界第二大经济体，同时也承担了更多的环境保护任务，机械加工制造行业在这一趋势中，为了更好地实现节能降耗、保护环境的目标，必须加大绿色机械加工技术的应用。伴随着国际可持续发展战略的实施，绿色机械技工技术能够在资源最大化利用的同时，有效控制环境污染，推动我国的经济与环境并行发展。 中船重工（沈阳）辽海输油设备有限公司辽宁沈阳 110117 摘要：我国已经超越了日本，成为了世界第二大经济体，同时也承担了更多的环境保护任务，机械加工制造行业在这一趋势中，为了更好地实现节能降耗、保护环境的目标，必须加大绿色机械加工技术的应用。伴随着国际可持续发展战略的实施，绿色机械技工技术能够在资源最大化利用的同时，有效控制环境污染，推动我国的经济与环境并行发展。 关键词：绿色化；机械加工；机械制造行业；环境污染 引言 绿色化是近年来提出的机械加工技术议题，主旨在于：第一，以环保的生产方式，合理降低环境污染；第二，提升机械加工生产效率，减少材料的损耗。相关统计数据指出，我国机械加工领域在生产过程中，存在着大量的非必要损耗。特别是在切削和磨削时，损耗比例最高可达40％。高比例的损耗，不仅会影响生产成本，这些损失的工业废料，还是环境的主要污染物。基于此，本文对绿色机械加工技术进行研究，希望能够为机械制造行业的绿色化发展提供一些理论依据，减少机械制造过程中所产生的环境污染。 1绿色机械加工技术的特点分析 在提倡环保节能的背景下，绿色机械加工这种新型技术应运而生。绿色机械加工技术不仅能够提高机械加工效率，还能达到保护环境和节约能源的目的，例如在机械加工中经常会用到润滑剂，其能够促进机械设备顺利运行，还能减少机械损耗，优化原料，实现资源的有效利用。环境污染问题在我国十分严峻，对人们的身体健康不同程度的产生了消极影响，而机械加工技术能够很好攻克这一问题，从而让人们摆脱了由于环境污染而处于的亚健康状态。要想很好的实现绿色机械制造的整体目标，就应通过相应的科学技术进行处理。如，减少直接排入河流的切削液，科学合理的对其进行处理，进而有效避免水资源污染。与此同时，使用处理技术的时候，还应采取相应的保护措施，便于更好的提高加工效果。 2绿色机械加工技术的应用 2.1绿色切削技术 过去的机械加工切削技术，不但消耗大量资源，增加企业的成本，同时污染环境。在环境问题日益被重视的背景下，研究既环保又降低成本的切削技术非常有必要。超高速式切削技术由此出现。这种技术不断成熟，越来越多的企业把其应用到企业机械加工生产中，改变以往的润滑以及冷却剂等方式，对切削工艺和工具进行了改良，减少了污染物的排放，实现了环保和成本降低的双重目的。 2.2高速和超高速干式切削技术 高速切削一词首次在1931年被德国的一位博士提出，具有减少机械变形和切削力，提高生产效率和质量等优势。干式切削技术产生于20世纪90年代，该技术不需要使用润滑液和冷却液等液体进行机械切削，技术水平比较高，涉及到热变形能力、刀具材料和磨损能量等研究工作。干式切削技术在应用之前，需要进行理想化的切削状态模拟工作，这一环节中会用到润滑液和冷却液，所以最终效果和预期有所差距。高速切削为干式切削的最终实现提供了必要性条件，然而其在现阶段制造领域里的普及与推广却存在一定困难，因此关于高速干式切削技术研发工作仍然需要加强。 2.3绿色切削液的研发 虽然机械加工中干式切削是未来的发展方向，但是受限于现阶段相关技术的不断完善，仍旧需要在加工中使用切削液。为了满足绿色机械加工的目标，需要研发出更加环保、高效的切削液，切削液的研发中主要包括基础油、防腐剂、添加剂等选择问题。基础油是润滑剂的主要成分，应尽量选择植物油作为切削液的原材料。此外，添加剂必须选择无毒材料，挤压抗磨剂应尽量选用猪血清这类材料，而抗烟雾剂则可以选用聚异丁烯。 2.4成形工艺技术和优质清洁表面技术 成形技术包含的范围比较广，涉及到冷挤压、精密铸造和锻造、精密下料等工艺技术。精密下料工艺技术，可以加快生产速度，提高材料使用率。对于一些形状比较复杂的机械零件，比较适合利用冷挤压技术，该技术可以提高材料生产精度、生产效率以及材料使用率。优质清洁表面技术主要包括两种技术，一种是新型节能表面涂装技术，另一种是离子束辅助镀膜技术。新型节能表面涂装技术不含有有机溶剂，具有无毒、不易燃以及耐腐蚀等优点，能够有效节省机械加工材料，为机械制造行业减少成本支出。离子束辅助镀膜技术一般应用于对耐磨性要求较高的零件中，旨在提高刀具、模具、精密仪器及航空航天轴承的寿命等。 3绿色机械加工技术的发展前景 3.1零污染 对机械制造行业而言，绿色机械加工技术的应用，其实施对厂址生态环境的保护，和传统的机械加工技术相比较，绿色机械加工技术在能耗方面能得到极大的改善，以电能为例，绿色机械加工技术比传统机械加工技术能减少20%的能耗，同时绿色加工技术还能延长刀具的使用寿命。在今后的发展中，绿色机械加工技术会朝着零污染的方向发展。 3.2制造的网络化与信息化 绿色机械加工立足于系统观点，对不同的材料、零部件与设备等加工因素进行综合分析，从而实现生产效益的提高、较小环境污染等目标。信息化是绿色机械加工技术得以实施的关键性要素和有效手段。建立加工设备、切削液、切削刀具与用量、工件材料、环境与资源等相关资料的机械加工数据库，应用神经网络、人工智能等先进技术，实现对各种绿色机械加工技术的建模、仿真、虚拟加工及决策，从而通过Intranet与企业其他数据库系统互联与共享，有效实现并行设计和生产。 3.3绿色机械加工液形成了对传统加工液的巨大挑战 目前，科研人员研制出了一种绿色机械加工液，这种加工液主要以可自然降解油剂、水复合喷雾等为原料。经过不断的测试和应用发
《现代切削加工技术及刀具》作业一姓名班级学号 第1章切削加工理论及其应用 一、试根据切屑变形模型分析三个变形区的特征及各自可能产生的现象。 二、根据Lee and Shaffer公式，变形系数与剪切角、刀具前角的关系，试分析切削用量三要素对切屑变形的影响。 三、试论述切屑弯曲和折断的机理，并分析控制切屑的措施。
四、试分析在常规切削速度条件下加工塑形金属时，切削用量三要素对切削力、切削温度、刀具耐用度的影响规律，这些规律对于生产实际有何指导意义？ 五、综合应用题 用车刀车削一长度为300mm ，直径为30mm 的轴类零件，零件毛坯的直径 为φ41mm ，要求加工到05 .005.035+-φ，分为粗、精两次加工。已知： 工件材料： 45钢调质（GPa 637.0=b σ） 刀具材料： (a) YT30；(b) 陶瓷；(c) YT5；(d) PCD 刀具角度： ①主偏角：（a ） 30r ＝κ；（b ） 90r ＝κ。②前角：（a ） 10o ＝γ；（b ） 20o ＝γ。③刃倾角：（a ） 0s ＝λ；（b ） 5s ＝λ 切削用量： (a) 4.2=p a mm ，5.0=f mm/r ，60=v m/min ；(b) 6.0=p a mm ， 1.0=f mm/r ，100=v m/min 回答以下问题： 1. 选择粗车和精车时刀具材料； 2. 选择粗车和精车时切削用量；
3. 选择粗车和精车的合理刀具角度并说明理由； 4. 查表计算粗加工时的切削力 F。 c
《现代切削加工技术及刀具》作业二姓名班级学号 第2章切削刀具及其应用 一、相比整体式车刀，机夹可转位车刀有何特点？机夹可转位车刀刀片的夹紧有何要求？怎样选择刀片？ 二、固定镗刀与浮动镗刀各有何特点？ 三、深孔加工应该解决那些问题？目前有哪些典型的深孔加工系统？
高速切削---实现绿色切削的有效途径 文章主要介绍了高速加工的概念、所使用的刀具、冷却系统，并阐述了如何通过高速切削来实现绿色切削。 高速切削的概念 ISO1940标准中规定，主轴转速高于8000r/min称为高速切削加工。但在现实中一般认为，主轴转速10000r/min以上的切削才可称 之为高速切削。针对不同的切削方式其特征又有所不同，如车削速度在500m/min以上可称为高速车削，铣削速度在300m/min以上可称 为高速铣削，钻削速度在200m/min以上可称为高速钻削等。 高速切削的发展 高速切削的概念最早由德国的Garl.J.Salomon博士于1931年提出，但由于当时的技术、设备情况的限制，没能进行实验。随着技术 的发展，实验条件逐步完善，西方发达国家特别是美国于20世纪60年代以后开始重视其发展，并进行了一系列实验，20世纪80年代以后 特别是20世纪90年代更是研究得如火如荼，产品的品种日益增多，技术日益完善，宣传和服务更加到位。我国直到20世纪90年代以后才 有了比较成熟的产品，如宁夏“小巨人”开发的VTC动柱式立式加工中心（主轴转速10000r/min）、北京机床研究所于2003年研制成的 μ10005V立式加工中心等。 高速切削与绿色环保的联系 随着人们环保意识的增强及加入世贸组织后发达国家针对我国绿色壁垒的设置，客观上要求机械产品在制造时尽可能少地消耗能源 和污染环境。而机械切削（下简称切削）是机械制造中消耗能源和污染环境的直接原因，所以，人们有针对性地提出了绿色切削（绿色 制造）的概念。所谓绿色切削就是指消耗尽可能少的刀具材料、切削液、加工时间和电力，尽可能少地污染环境，来达到某种特定的切 削目的的一种切削方式。由于高速切削的特点决定了高速切削可以节省切削液、刀具材料、切削工时，从而节约了自然资源，减少了对 环境的污染，提高了生产效率和产品质量，达到“绿色切削”的目的。 高速切削的特点 1.切削力小、振动频率低 切削形成的过程分为挤压塑性变形和撕裂两个阶段，工件受切削力和切削热影响而发生塑性变形主要在这个阶段。由此可知：切削 速度越高，塑性变形的时间越短使剪切变形区域越窄，剪切角越大，变形因子越小以及切屑流出速度越快（切屑中的热量占切削热的 80%）、传入工件和刀具中的热量越小，所以高速切削可使切削变形机率平均降低30-40%以上，十分适合
传统的切削加工大量采用切削液浇注法降低加工区温度，切削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大危害，而且增加了切削液排放回收的成本。面对人类社会可持续发展的需要，实施绿色制造已势在必行。本文分析了绿色切削加工技术，如干切削技术、微量润滑、液态氮冷却、气体射流冷却在机械制造中的应用及其技术特征，结论是绿色切削加工技术将逐渐取代传统的浇注供液方法，是未来制造业的发展方向，具有很好的发展前景。 1 引言 制造业是工业的基础，而切削加工又是制造过程中的重要组成部分。在传统的切削加工中，切削液占有重要地位，因为它具有冷却、润滑、清洗、防锈、降低切削力和改善工件表面质量等功效，是大多数加工过程不可缺少的生产要素之一。但是它的使用也带来了越来越多的问题，如增加了产品成本、造成环境污染等。切削液的大量使用给环境和人体健康带来了很大危害，面对人类社会可持续发展的需要，实施绿色制造已经势在必行。因此，近年来绿色制造技术已成为国际上的研究热点。 绿色切削技术是绿色制造的一个重要组成部分，它是指对生态大环境和加工现场小环境均无毒副作用(或副作用很小)，在加工过程中产生少量“三废”(废气、废液和废渣)并在链条末端可回收或自然降解，以达到无公害的环保要求，对人的健康和环境没有危害的加工技术。 近年来，为有利于保护环境和人的身心健康，实行清洁安全生产的“绿色工程”已在工业发达国家兴起。实行“绿色工程”、开发“绿色制造技术”是制造业面临的重要课题。切削加工中的切削液对环境的污染、对操作者健康的伤害、因切削液处理导致的制造成本增加，成为当前治理的重点，并因此推动了绿色切削磨削加工技术，如干切削技术、微量润滑、液态氮冷却、气体射流冷却等在机械制造中获得了广泛的应用。 2 绿色切削加工技术 (1)干切削加工技术 干切削加工就是在切削过程中，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。干切削不是简单地停止使用切削液，而是在停止使用切削液的同时，保证高效率、高的产品质量、高的刀具使用寿命以及切削过程的可靠性，这就需要用性能优良的干切削刀具、机床以及辅助设施替代传统切削中切削液的作用，来实现真正意义上的干切削加工。干切削加工涉及到刀具材料、刀具涂层、刀具几何结构、加工机床、切削用量、加工方式等各个方面，是制造技术与材料科学及信息、电子、管理等学科之间的交叉、融合。 21世纪的制造业对绿色环保的要求越来越高，干切削技术作为一种绿色制造工艺对于节省资源、保护环境、降低成本具有重要意义，随着机床技术、刀具技术和相关工艺研究的深入，干切削技术必将成为金属切削加工的主要方向。目前，欧洲和日本等工业发达国家都非常重视干切削技术的开发和应用，在欧洲大约有10％-15％的加工已经采用干切削工艺。 干切削加工的特点：形成的切屑干净、清洁、无污染，易于回收和处理；省去了与切削液有关的传输、过滤、回收等装置及费用，简化了生产系统，节约了生产成本；节省了与切
ANN 880环保纳米碱性镀镍 纳米镍电镀层原理： 纳米微粒结构，通常指1nm~100nm固体微粒，比DNA体积还小，可以是非晶体、微晶聚合或微单晶，微粒尺寸上变化和限制将会产生的宏观物理、化学、力学等优越功能效果。（关乎：力学性能-硬度，韧性，耐磨、光学性能、电学性能、磁学性能、半导体特性、析氢催化特性、耐腐性能等等。） 纳米镍沉积基理，镀液中不含纳米金属原材料，是于电镀过程中，当金属离子传递到阴极，由于电荷传递反应形成吸复原子，最后形成晶格，电沉积过程中非常关键的步骤是新晶核的生成和晶体的成长，以上两个步骤的竟争直接影响到镀层生成晶粒，而且，高的阴极过电势、高的吸附原子总数和低的吸附原子表面迁移率，是大量形核和减少晶粒生长必要条件，使晶核和晶粒生长得到较大的抑制，能得纳米晶镀层。 环保型纳米镀镍工艺（此后简称纳米镍电镀）附有成本效益好处和优良工效率和有关工艺辅助产品是利用世界水平先进技术绿色化学纳米技术，加上，实际生产的技术要求而设计和配制，目的为代替高污染性化学镍和剧毒的传统氰化镀铜预镀工艺，适用于任何金属基材，例如：铁件、不锈刚、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等等，滚挂镀均可。它不但可以节省镍金属用量超过50%，操作成本超过50%减少设备和废水处理成本，而且可避免氰化物危害的影响。目标为协助中国政府执行的清洁生产计划。纳米镍以添加剂形成推出市场，而使用者可自行组成工作液，代替旧电镀工艺。另外，容易操作，高污染容忍能力与富有大量生产的稳定性-能鼓励厂家有信心地将浪费和有害的生产工艺转为纳米镍工艺。 商品化计划： 计划范围应涵盖定位 绿色化学是解决世界环境基本水污染问题的方法其中之一种，与传统的污染整处理方法不同，通过改变化学产品或过程的内在本质，用来减少和消除有害物质的使用和产生。根据科学的原则，物质的化学结构同其毒性具有内在的关系，而绿色化学家，现利用纳米技术，设计和重新设计化学物质的分子结构，使其具备的特性又避免减少有毒基团的使用和产生。同时，绿色化学追求高选择性化学反应，极少副产品，甚至达到原子的经济性，经简单处理后，污水容易达标而排放。因此，绿色化学不但可防止环境污染，亦可提高资源与能源利用率，提高化工过程的经济效益，务使化工过程变成可持续发展的技术基础。对于开发电镀配方和在实际生产流程的应用，利用多年经验，更有使用无氰电镀技术取代氰化物的技术，达到中国政府规定的工业清洁生产指标，加上，应用先进纳米技术，改良电镀配方基本结构与工艺，为我们的下一代缔造一个绿色的生活环境。 致力开发与批发销售无氰电镀和纳米环保新产品，目标为淘汰传统有氰电镀和有污染性的旧工艺，改进污水防治处理方法，节能减排，降低成本，协助中国政府能尽快施行为工业而设立的清洁生产发则。而且，对于解决生产和实际应用方面的配合问题提供技术意见。 中国政府施行政策（污水防治）：
高速切削加工技术的现状和发展(1) 中国工程院院士、山东大学艾兴教授 一、概述 机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工，在发达国家，它正成为切削加工的主流。50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10um到0.1um。干（准）切削日益广泛应用。随切削速度提高，切削力降低大致为25～30％以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。 高速切削技术不只是一项先进技术，它的发展和推广应用将带动整个制造业的进步和效益的提高。在国外，20世纪30年代德国Salomon博士提出高速切削理念以来，经半个世纪的探索和研究，随数控机床和刀具技术的进步，80年代末和90年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料，其中加工铸铁和铝合金最为普遍。 不同材料的高速切削加工速度范围 高速切削技术在国内起步较晚，20世纪80年代中期开始研究陶瓷刀具高速切削淬硬钢并在生产中应用，其后引起对高速切削加工的普遍关注，目前主要还是以高速钢、硬质合金刀具为主，硬质合金刀具切削速度≤100～200m/min，高速钢刀具在40m/min以内。但在汽车、模具、航空和工程机械制造业进口了一大批数控机床和加工中心，国内也生产了一批数控机床，随着高速切削的深入研究，这些行业有的已逐步应用高速切削加工技术，并取得很好的经济效益。 二、高速切削加工理论基础 (1) 切屑形成特征 不同材料在不同状态下的切屑形态: (a) 供货状态，切削速度127.2m/min （b）硬度325HB，切削速度125.5m/min
纳米技术在环保领域中的应用 摘要介绍了纳米技术在环保领域节省资源、消除汽车尾气污染、治理污水及制备优质纯净水中的应用，指出纳米技术有着广阔的市场。 关键词纳米技术纳米材料环保领域 1.纳米技术纳米技术是指0．1。100砌尺度范围内的科学技术，研究尺度界于原子、分子与宏观物体之间的规律和特征，当物质被“粉碎”到纳米级细小并制成“纳米材料”，不仅光、电、热、磁性发生变化，而且具有辐射、吸收、催化等许多新特性。纳米技术是我国“十五”期间重点突破的科技项目之一。 2.纳米技术在环保领域的应用 节省资源由于纳米技术导致产品微型化，使所需资源减少，不仅可以达到“低消耗，高效益”的可持续发展目的，而且其成本低廉。可以预料，未来那些资源浪费、造价昂贵的大型机械设备将会逐步被淘汰，并将实现资源消耗率的“零增长”。 消除汽车尾气污染利用纳米技术制成的催化剂效率非常高，经它 催化的石油中硫的含量小于0．01％。纳米级催化剂用于汽车燃料，可以使汽油燃料不再产生一氧化硫和氮氧化物，从而根本无需进行尾气净化处理。 治理污水湖南研制成功了一种被称作“z氏法”的污水治理技术，这
项技术经过湖南临湘氮肥厂、中湘康神制药公司、辰溪火电厂、水口山矿务局等单位的推广应用实验，已显现出其独特的处理效果和应用前景。“z氏法”污水治理核心技术是通过将纳米材料对通用的污水处理净化剂、絮凝剂和杀菌消毒剂加以物化改性，从而形成多元复合新型高效水处理剂。配合成套污水处理净化器和沉降器等设备，应用于城市污水治理和各类工业废水治理领域。纳米超高效水处理剂，具有传统水处理无法相比的污水净化效果，同时药剂费用低、应用范围广、使用方便。在超高效净化器内，污水与净化剂在极短时间内得以充分混凝，使污水在设备里充分曝气，提高污泥沉淀效率，从而取代大容积的污泥沉降池，既节约了空间又缩短了流程。此工艺彻底摆脱了生物氧化控制问题。同时，通过一系列的特定化学过程去除或稳定污泥中的有害物质，并在此基础上向污泥补充氮、磷、钾来平衡肥分，利用生态肥料技术实现污泥的无害化和资源化。“z氏法”治理污水投资费用与传统方法相比，有所降低。初步测算，以日处理能力为5万m3的污水厂为例，传统法建厂费用需1亿元以上，运行费用在0．6。1元／m3；而采用“z氏法”建厂只需6000万元，运行费用只需0．3—0．5元／矗。从企业角度来看，投资费用尤其是运转费用的降低，不仅使许多企业能建起污水处理厂，而且能养得起，还可以从水资源的再循环利用中获得收益。 制备优质纯净水在污水处理到一定程度时，如采用纳米级净水剂可将污水中的悬浮物和铁锈等污染物除去，通过纳米孔径的过滤装置，还能把水中的细菌、病毒去除，水分子以及比水分子还要小的矿物质元素被留下来，经过纳米净化后的水体是高质量的纯净水，完全可以饮用。
绿色切削技术介绍 1 引言 在金属切削加工过程中，通常都要使用切削液。切削液的大量使用给环境和人体健康带来了很大危害，作为有毒废料的切削液以及带有切削液的切屑的排放和处理大大增加了回收处理成本，与切削液相关的费用约占加工成本的17％。迫使人们不断研究开发新技术以改变现状。因此，近年来绿色制造技术成为国际上的研究热点。 无公害、清洁化、低能耗的绿色制造符合可持续发展战略的要求，是21世纪机械制造业的发展方向，必将推动机械工业的持续、健康发展。 2 干式切削 干式切削是指在切削加工过程中不使用任何切削液，完全消除了切削液的负面影响，是一种符合生态要求的绿色切削加工方式。它的优点主要有：对大气和水环境无污染；切屑上无残液，降低了清洁处理成本；对人的健康无害且不会损伤皮肤或造成过敏。干式切削技术目前主要应用于铸铁件的加工，在其它方面的推广应用正在进一步研究开发。 干式切削的实施需要满足一定的条件，主要包括： （1）要求机床具有很好的热稳定性和很高的刚度，否则难以保证加工精度。 （2）对刀具提出了新的要求。主要包括刀具材料的选择和刀具几何参数的设计。由于干式切削不使用切削液，因此切削温度很高。只有具有良好导热性、耐高温和高硬度的刀具材料才能满足加工要求。刀具涂层技术的应用可以延长刀具寿命，较好满足干式切削的要求。优化刀具的几何参数，也是推动干式切削技术发展的重要手段之一。 目前，干式切削技术还存在许多不足和限制其推广应用的技术难题。由于失去了切削液的润滑、冷却、辅助排屑等作用，刀具在加工中承受的负荷增大，切削温度升高，刀—屑界面处于完全的二相固体接触状态，刀具磨损过程异常复杂，刀具与工件均易发生热变形，导致刀具使用寿命缩短，加工表面质量降低。此外，对于机床本身而言，由于不能保持热平衡，机床的床身、立柱等也会因温度升高而发生不容忽视的变形。 干式切削技术的发展主要取决于机床和刀具性能的提高和改进，即： （1）提高机床性能。一方面提高机床的热稳定性和抗热变形能力；另一方面通过提高机床的主轴转速，发展高速（超高速）干式切削技术，以大幅度提高生产效率，减小切削力，并获得良好的表面加工质量。 （2）开发新的刀具材料和涂层技术。通过提高刀具材料的导热性、耐热性、自润滑性和耐磨性，延长刀具使用寿命，保证干式切削的加工精度。 3 液氮冷却切削
《环境工程概论》论文：纳米技术与环境保护 纳米技术( Nanotechnology )是指在纳米（0.1～100 nm）尺度范围内研究物质的特性及其相互作用和运动的规律，并利用这些特性为人类服务的技术，包括纳米材料和纳米结构两个方面。目前发展较为成熟的应用技术主要有：纳米材料、纳米药物、纳米机械、纳米微电子器件等。被称之为21世纪前沿科学的纳米材料和纳米技术将对环境保护产生深远的影响，有着广泛的应用前景，甚至会改变人们的传统环保观念利利用纳米材料和纳米技术解决污染问题将成为未来环境保护发展的必然趋势。 一、噪声污染控制 飞机、车辆、船舶等发动机工作的噪声可达到上百分贝，容易对人造成危害，但当机器设备等被纳米技术微型化以后，其互相撞击、磨擦产生的交变机械作用力将大为减小，噪声污染可得到有效控制。运用纳米技术开发的润滑剂，既能在物体表面形成永久性的固态膜，产生极好的润滑作用，可以大大降低机器设备运转时的噪声，又能延长它的使用寿命。 纳米粒子的抗摩减摩机理主要通过以下3条途径实现： 1．类似“微轴承”作用，减少摩擦阻力，降低摩擦系数； 2．在摩擦条件下，纳米微粒在摩擦副表面形成了一个光滑保护层；
3．填充摩擦副表面的微坑和损伤部位，起修复作用。 纳米微粒添加剂的作用机理不同于传统添加剂，与其本身所具有的纳米效应有在摩擦过程中，因摩擦表面局部温度高，尤其在高负荷下，纳米微粒极有可能处于熔化、半熔化或烧结状态，从而形成一层纳米膜。另外纳米微粒具有极高的扩散力和自扩散能力(比体相材料高十几个数量级)，容易在金属表面形成具有极佳抗摩性能的渗透层或扩散层，表现出“原位摩擦化学原理”(In-situ tribochemical treament)。这种机理认为，纳米添加剂，尤其在高负荷条件下它们的润滑作用不再取决于添加剂小的元素是否对于基体是化学活性的，而很大程度上决定于它们是否与基体组分形成扩散层或渗透层和固溶体。纳米添加剂的这一性能，解决了润滑油和燃油添加剂设计上长期依赖S、P、Cl等活性元素的状况，同时解决了S、P、Cl对基体金属造成的腐蚀和带来的环境问题。 二、固体废弃物处理 纳米技术及材料应用于固体废弃物处理，其优越性主要体现在以下两个方面： 首先，纳米级处理剂降解固体废弃物的速度快。例如，纳米TiO2降解固体废弃物的速度为常规TiO2的10倍。纳米TiO2具有很强的散射和吸收紫外线的能力，尤其是对人体有害的中长波紫外线UVA、UVB(320-400nm，290-320nm)的吸收能力很强，效果比有机紫外吸收剂强得多，并且可透过可见光，因其无毒无味、无刺激性而广泛用于化妆品。在对日本销售的37种防晒化妆品的分析中，发现其中大多数均含有纳米TiO2。英国Tioxide 公司将超微细的TiO2粉末制成浆状产品以供化妆品厂家使用，美国也开发出了6种商品化的无机防晒剂。将纳米TiO2应用于涂料中可制成特殊的防紫外线产品，如汽车、轮船面漆的防老化剂，防紫外线伞等。
功能纳米材料与环境保护 前言 纳米科学技术这一概念最早源于诺贝尔奖获得者美国物理学家Richard Feynman在1959 年所作的“人类可按照自己的意愿用单个分子甚至单个原子组装、制造出最小的人工机器来”的预言的构想。这是纳米技术最早的萌芽。1982 年扫描隧道显微镜的研制成功为纳米技术的诞生与发展奠定了坚实的基础。1990年, 首届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩召开, 这标志着纳米科学技术的正式诞生纳米科学技术发展历史不长, 但己受到国内外的高度重视, 认为它将是21 世纪最重要的科学技术。目前, 世界工业先进国家都将纳米科技列入国家主要发展计划之中。我国政府也十分重视纳米科技的发展, 国家科技部、国家计委、中科院等部门联合发布了《国家纳米科技发展纲要》: 国家资助的“纳米科学攀登计划”等与纳米科技有关的高科技创新课题也己取得了一些重大成果。实现纳米科技与环境保护、污染防治的有机结合将为节约资源、保护环境、实现可持续发展提供有效的技术保障。 1 纳米技术简介 1.1纳米 “纳米”(nanometer , nm )是一种几何尺寸的度量单位,1纳米等于10亿分之一米, 略等于4 ~ 5个原子排列起来的长度, 约为人发直径的1/ 100000。 1.2 纳米技术 纳米技术(纳米科学与技术的简称)是在1-100 nm 尺度范围的物质世界, 研究电子、原子和分子运动规律与特征的一门新兴学科, 其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子, 研制出体积不超过数百个纳米但具有特定功能的、人们所希望的材料与制品。它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。 纳米技术主要包含: 纳米材料学、纳米生物学、纳米动力学、纳米加工学、纳米摩擦学、纳米测量学、纳米化学和纳米物理学等。 1.3 纳米材料及其特性 纳米材料又称为超微颗粒材料, 是经过纳米技术处理, 由纳米粒子组成, 结