現(xiàn)今大部分機器零件加工尤其是在自動化程度較高的數(shù)控機床、加工中心和自動線上零件的加工冷卻是以使用切削液的濕式方式進行的,切削液的主要作用是排屑、降低切削溫度以及潤滑等。然而隨著人們對環(huán)境保護的重視和可持續(xù)發(fā)展意識的提高,切削加工中大量使用切削液的加工方法將會受到種種限制。切削液的污染會對環(huán)境和操作者造成傷害,對切削液在零件及切屑表面形成的附著物的清洗處理不僅會造成“二次污染”,而且將提高生產(chǎn)成本。鑒于此:合理利用制造資源、污染小、廢物少的“綠色制造”技術將成為21世紀制造領域的主要發(fā)展趨勢。許多國家都制定了嚴格的工業(yè)排放標準,進一步限制切削液的使用,這就迫使人們探索新的冷卻方法,創(chuàng)造清潔生產(chǎn)環(huán)境。低溫冷風對切削部分冷卻和排屑是一種新的無污染加工方法。通常人們認為氣體的比熱低,因此冷卻效果比液體差,但由于采用低溫冷風作為人質進行吸熱、傳熱和對流,與此同時通過降低切削環(huán)境溫度加快了切削熱在工件、切屑和刀具上的傳導,以此來達到降低溫度、提高刀具耐用度的目的。
一般冷卻氣體介質溫度可控制在-15到-50度之間,而切削液不能低于零度,低溫氣體擴大了切削區(qū)溫度和冷卻介質之間的溫度差因此有較強的冷卻能力。
一定壓力的氣體射向切削區(qū),其通過切削區(qū)的流速大于一般澆注切削液,單位時間通過切削區(qū)截面的冷氣越多,說明通過切削區(qū)動態(tài)的換熱面積越大,因而冷卻的能力和效果也越好。氣體比液體更容易進入切削區(qū)及刀具與切屑和工件的接觸界面,冷卻作用更直接受益。氣體介質是空氣,無成本,也無排放和處理費用。因此切削過程的運行效果和效益均比較理想。