相關的數據指出，應用傳統切削技術的機床在切削液上的支出占到總制作成本的16%-20%，其成本支出包括切削液的購買以及后期的處理。機床是機械生產的核心構件，對機床進行改造有利于干切削技術的應用，充分發揮其應有的價值和作用。干切削技術對機床的改造主要涉及隔熱措施、刀具選擇、加工參數、溫度控制、排屑裝置等方面，這也是本文論述的切入點。

　　1.干切削技術機床改造方案流程

　?、俨鸪龣C床上原有的噴淋切削液裝置;②選擇干切削刀具替換機床上原有的刀具，然后進行刀具參數設計，以提升干切削刀具的性能;③設置吸塵裝置、排屑裝置，以使切屑及時排出，同時采取必要的隔熱措施和熱平衡措施，減少切削熱的影響。④根據干切削加工特點優化加工參數，以提升加工的效率;⑤采用一定的技術措施，營造一個良好的加工環境，提升刀具的使用壽命?？傊?，干切削技術下的機床改造方案不盡相同，除了受干切削技術的影響，還受加工要求、加工材料以及輔助技術的的影響，在實際的改造中應綜合考慮多方面的因素。

　　2.干切削技術機床改造方案的核心內容

　　2.1確定刀具的材料、尺寸

　　刀具的選擇是機床切削加工的關鍵，也是干切削技術下機床改造的重點。當前，干切削刀具的主要材料有聚晶金剛石、粉末高速鋼、SiC晶須增韌陶瓷、超細顆粒硬質合金、納米晶粒陶瓷立方氮化硼等，其中粉末高速鋼最為普及。同時為了提升刀具的精度，降低刀具的粗糙度，延長刀具的使用壽命，可采用在刀片表面運用TiAlN、TiN等涂層技術的刀具。為了使刀具更加適合干切削，還應根據實際需要對刀具的尺寸、結構等參數進行重新設計。

　　2.2機床隔熱處理

　　機床的干切削會產生大量的熱量，這些熱量積聚后會導致機床溫度過高發生熱變形，使得機床喪失原有的運轉性能和加工精度。切削熱量主要是通過切屑進行傳遞，對此應采取一系列的隔熱措施，比如選用由絕熱材料制造的排屑槽，選用耐熱防護罩保護床身、刀具和工件，防止高熱的切屑與機床直接接觸。上述一系列措施避免了機床溫度過高，但有時機床局部溫度的升高仍然是不可避免的。為了減少局部溫度過高引發的機床較大幅度的熱變形，可采取一定的熱平衡措施減少溫度落差。比如把機床的頂部和底部、左側和右側用灌滿油液的型腔連接在一起，使某處的熱量通過油液這個熱導體傳輸到溫度較低的部位，實現熱均衡，避免局部溫度過高。

　　2.3減少切屑和灰塵

　　干切削產生的熱量大多被切屑帶走，對于高速干切削更是如此，可達到總熱量的95%以上。除了對機床進行隔熱處理和熱平衡外，還應設置排屑裝置，讓切屑及時得到排除，這是降低切削熱量的關鍵。想要實現有效排屑可采取以下措施：采用傾斜的床身和斜面擋屑板;采用立式布局的刀架和主軸，以減少容易滯留切屑的平臺，采用刀具在下工件在上的加工方式，以使切屑在重力的作用下及時排出。第一種方法由于對機床的改動小，機床的造價不會得到明顯的提升，且能實現有效的排屑，具有較高的應用價值。

　　2.4選擇合適的干切削技術

　　2.4.1靜電冷卻干切削

　　配備空氣電離器，利用電離器壓縮空氣，并把空氣臭氧化、離子化，然后再把加工后的空氣經由噴嘴送至切削區，營造一個特殊的氣體環境，繼而實現靜電冷卻干切削。為了確保干切削的效果，噴嘴應盡可能靠近切削點。這種特殊的氣體環境不僅能避免切削區溫度過高，還能使切削加工表面形成一層致密的氧化薄膜，減低摩擦力，降低加工零件的磨損，提升刀具的使用壽命。相關的研究試驗證實，靜電冷卻干切削刀具與傳統切削刀具的使用壽命基本一致，前者為后者的80%-90%，在某種情況下，前者的使用壽命還會高于后者。在國防工業以及汽車制造中，靜電冷卻干切削已有廣泛應用。

　　2.4.2氮氣干切削

　　安裝氮氣生成裝置，利用氮氣生成裝置收集空氣，對空氣進行壓縮達到5～6MPa，并把空氣中的CO2、O2、H2O去除，然后再把加工后的空氣經由噴嘴送至切削區，營造充滿氮氣的局部氣體環境，從而實現氮氣干切削。為了確保干切削的效果，噴嘴應盡可能靠近切削點。這種特殊的氣體環境不僅能避免刀具發生氧化和腐蝕，還能防止切削粘連到刀具，保護刀具涂層，從而實現刀具使用壽命的提升。氮氣干切削技術最為先進的日本的EV530型加工中心，其提取的氮氣純度能達到99.19%以上，盡可能避免了CO2、O2、H2O對刀具使用壽命的影響。該技術在去MQL切削淬硬磨具的輔助下使得刀具的使用壽命增加了600%。氮氣干切削主要應用于高速鋼、鋁、鋼、鎂的加工，其中高硬度材料的加工最為廣泛。

　　2.4.3高速干切削

　　在高速干切削中，紅月牙技術(Red Crescent)最為成熟，其刀具材料是CBN和陶瓷，通常還會采用激光進行輔助加工。應用紅月牙技術進行高速干切削的過程中，為了降低工件的屈服強度，刀具前端會產生大量的熱量，以使工件熾熱，增加工件的可塑性。采用激光輔助的情況下，工件能更快地達到熾熱，屈服強度更低，可塑性更高。具體的改造方法如下：把聚焦透鏡安裝在機床主軸箱上，然后根據加工要求對照射區域進行調整;激光能量轉化為工件熱能，使工件軟化、熾熱，減少加工的阻力。相關研究試驗證實，在高強度鋼、鈦、灰鐵的加工中，采用激光輔助的高速干切削，刀具磨損降低90%，銑削力可降低30%-70%，極大地降低了干切削加工的難度，降低了刀具的磨損，實現了加工效率和刀具壽命的提升。