李智扬，吴世雄，毕君东

（广东工业大学机电工程学院，广东 广州 510006）

1 引言

汽车、五金等行业有较多的淬硬钢模具，常常采用螺旋立铣刀进行高速铣削加工。加工过程中的切削温度高、切削力大，剧烈的力-热耦合作用将导致刀具磨损加快并容易破损失效。为此，有必要对加工区域进行冷却和润滑，降低切削区域温度，改善加工状态。

传统的切削液冷却法虽然对加工区域起到了一定的冷却作用，但容易引起硬质合金的热应力和剥落现象[1]，并不适用于立铣刀高速铣削；并且切削液在使用过程中还会对自然环境以及工人健康造成危害。基于此，近年来提出了以环保为理念的绿色切削冷却方法，如：强冷气方法（液氮冷却[2-3]或CO2冷却[4-5]）、MQL 冷却方法[6]、气体冷却法。强冷气方法的气体消耗费用较高，往往不太适用于淬硬钢工件加工。MQL 方法在一些车、钻、铣加工取得了良好的切削效果，但是应用于螺旋立铣刀铣削加工的研究文献较少。文献[7]认为MQL 用于螺旋立铣刀的铣削加工能取得一定效果，但其切削速度为47m/min。对于MQL 应用于螺旋立铣刀的高速切削（>100m/min），目前鲜有报道，主要是高速切削条件下容易引起硬质合金螺旋立铣刀的热应力、剥落及崩刃等问题，这与刀具几何结构及喷射不均匀特性有关。因此，相比较而言，气体冷却法可避开强冷气方法和MQL 方法的不利因素，加工过程中无污染，可能是最适合于螺旋立铣刀淬硬钢工件绿色切削加工的冷却方法。

使用工厂气站的压缩空气喷射切削区是其中的一种气体冷却方法，此外，压缩空气通过涡流管喷射切削区是另外一种气体冷却方法。后……