1. 刀具结构
     
   干式切削刀具应满足以下要求： 
     

   1. 刀具材料应有良好的耐热性和耐磨性；
   2. 切屑及刀具之间的摩擦系数要尽可能小；
   3. 刀具的结构要保证排屑流畅与散热；
   4. 刀具应有高的强度和抗冲击韧性。

   
     

   图1 热管式车刀

   图2 热管式铣刀

   图3 ALPHA22钻尖结构

   
     
   刀具结构为了保证干式切削对断屑、排屑及自冷却的要求，必须对刀具结构和几何参数进行优化。如： 
     

   1. 在切削力较小的情况下，可采用大前角和大圆度切削角； 
   2. 采用负前角或前后刀面凸起，以延缓月牙哇对刀刃的损伤； 
   3. 增大负刃倾角，改善刀刃及刀头的切入状态，提高刀具的抗冲击和抗热震能力。 
        
   图1 为热管式车刀结构、图2为热管式铣刀结构。其结构特点是在车刀的刀体和铣刀的每个刀齿内部制成空心的热管，配以冷气系统，可把大量的切削热量带走。图3为德国TITEX公司开发的干式深孔钻头“ALPHA22”钻尖结构。该钻头刀刃经过专门优化设计，以减少刀具与工件间的接触强度。
2. 刀具材料
     
   近几年，高硬度材料的出现，为干式切削提供了可能。目前应用于干式切削加工的刀具材料主要是：超细硬质合金、陶瓷刀具、金刚石与氮化硼等超硬度材料。 
     

   1. 超 细 硬 质合金可以提高普通硬质合金的韧性，具有很好的耐磨性和耐高温性，可用于制作大前角的深孔钻头、刀片作铣削和钻削的干式加工。
        
   2. 立方氮化硼(CBN)材料的硬度高，达3，200～4，000HV，仅次于金刚石、热传导率好，达1，300W/MK、具有良好的高温化学稳定性，在1，200℃下热稳定很好。采CBN刀其用于加〔铸铁，可大大提高切削速度、用于加工粹火钢，可以以车削代替磨削。
        
   3. 聚晶金刚石(PCD)刀具硬度高，可达7，000～8，000HV，热导率可达2，100 W/MK，线膨胀系数小。PCD刀具切削时产生的热能很决从刀尖传递到刀体，从而减少刀具热变形引起的加工误差。PCD刀具适用于干式加工铜、铝及铝合金工件。
        
   4. 涂层硬质合金刀具很适合干式切削加工。涂层的作用主要是在刀具与切削材料之间形成隔热层，抑制切削的热冲击，减少摩擦系数，减少刀具的磨损。刀具涂层厚度为 1～5µm。涂层的材料有TiC， TiAlN， TiCN等，其中TiAlN具有较好的耐热性能和高温性能，其高温连续切削性能是TiC涂层的4倍，高温硬度高于TiN。表1是SECO公司用涂层刀具进行干式铣削的情况。

   
     
3. 低温冷风切削
     
   低温冷风切削的概念是由日本人横川和尹首先提出来的是一种在-10～-100℃冷风冷却和非常微量的植物油润滑条件下进行干式切削的技术。有关研究表明，在刀具表面涂一层薄薄的植物油，在切削加上点进行低温冷风冷却，其干式加工的效果很理想。如，在切削条件为：工件直径：Ø92～Ø98mm；切削速度45.1～48.Om/min；进给 O.5mm；切削余角：45°；刀具：刀具半径RO.4mm， SKH高速钢不重磨刀片的试验结果：以刀具后刀面磨损宽度达0.2mm为评价严重磨损的指标的话，完全干式切削时刀具切削长度为1000mm、只供给 Acc-Lube精密润滑油的刀具切削长度为1500mm、只用-12℃的冷风，切削长度为2000mm、在供给-12℃冷风的同时，在切削部位注入 1ml/h的Acc-Lube精密润滑油，切削长度为4000mm。 
   
      表1 涂层硬质合金刀片的应用
    

1. 气雾润滑切削
     
   气雾润滑是采用一定的喷射冷却装置，将冷却液雾化为毫米级的气雾，不断喷射到刀具表面进行润滑的切削加工。其工作原理是把冷却液通过喷射装置与空气充分混合，并且，在高压下通过多孔喷射出内喷嘴形成冷却循环、外喷嘴形成气柱，对刀具进行冷却与润滑。该方法能节约大量的冷却液，其冷却液用量在50ml/h以下。在钢加工和孔深为5倍以上的孔加工中采用此办法效果很好。

2 干式切削加工的应用