论文标题：Energy field-assisted high-speed dry milling green machining technology for difficult-to-machine metal materials

期刊： Frontiers of Mechanical Engineering

作者：Jin ZHANG , Xuefeng HUANG, Xinzhen KANG , Hao YI , Qianyue WANG , Huajun CAO

发表时间：15 Jun 2023

DOI：10.1007/s11465-022-0744-9

微信链接：点击此处阅读微信文章

能场辅助加工技术有望克服难加工金属材料加工性差、切削效率低和能耗高的局限性。高速干式铣削以其高加工效率、零切削液排放而成为典型绿色加工技术，但无切削液冷却润滑易导致切削区温度高、刀具磨损大和生产成本高等问题，难以实现全工况适应。引入先进的能场辅助绿色加工技术，可在保证加工质量的同时提升表面质量，从而实现高效精密制造。

重庆大学曹华军研究团队在《Frontiers of Mechanical Engineering》2023年第18卷第2期发表了题为“Energy field-assisted high-speed dry milling green machining technology for difficult-to-machine metal materials”的综述论文，围绕难加工金属材料的能场辅助高速干式铣削绿色加工技术展开研究。

高速干式铣削（HSDM）是典型绿色加工技术，但提升难加工金属材料效率时存在局限。钛合金、高强度钢和镍基合金的HSDM切削速度范围分别为100-300m/min、300-450m/min、500-1100m/min，且均面临切削力、表面粗糙度难大幅降低以及刀具寿命稳定提升等问题，限制了该技术的应用推广。

激光辅助铣削（LAM）通过激光软化工件，能降低切削力、提高材料去除率和延长刀具寿命。但不同金属材料的LAM适宜预热温度范围不同，且在实时温度控制和热影响区量化等方面仍需深入研究。

超声波振动辅助铣削（UVAM）利用超声振动改善刀具轨迹，不同金属材料适用的振幅范围存在差异。该技术在降低切削力、优化表面质量等方面效果显著，但难以精准调控振幅和切削参数耦合效果。

低温微量润滑能场辅助铣削（CMQLAM）将低温冷体介质、MQL和铣削加工相结合，优势体现在大幅降低处理废液和切屑的经济成本，避免切削液危害操作者的身体健康和二次处理污染环境，可实现绿色低碳加工。

未来HSDM能场辅助绿色加工技术的研究方向可能主要集中在研制适应不同加工场景刀具涂层、引入多能场协同和多维碳能效概念、利用传感器联动多能场实现自适应智能控制，突破绿色智能加工。

关键词

难加工金属材料；绿色加工；高速干式铣削；激光能场辅助铣削；超声能场辅助铣削；低温微量润滑能场辅助铣削

引用

Jin ZHANG（张金）, Xuefeng HUANG（黄雪峰）, Xinzhen KANG（康信禛）, Hao YI（伊浩）, Qianyue WANG（王倩玥）, Huajun CAO（曹华军）. Energy field-assisted high-speed dry milling green machining technology for difficult-to-machine metal materials. Front. Mech. Eng., 2023, 18(2): 28

https://doi.org/10.1007/s11465-022-0744-9

扫描二维码阅读原文

通讯作者

曹华军，重庆大学二级教授、博士生导师，现任重庆大学科学技术发展研究院院长、前沿学科交叉研究院院长、制造工程研究所所长，高端装备机械传动全国重点实验室固定研究人员。入选国家高层次领军人才和青年人才，科睿唯安全球高被引科学家，国家重点研发计划项目首席科学家等，兼任国家重点研发计划高性能制造技术与重大装备重点专项总体专家组副组长、国家产业基础专家委员会委员、中国机械工程学会绿色制造分会副主任委员等，同时兼任国际生产工程学会（CIRP）Research Affiliate、《机械工程学报（英文版）》、《计算机集成制造系统》编委等。主要从事绿色制造装备与系统领域的研究工作，主持国家863计划重点课题、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划重点项目等10余项，发表高水平学术论文200余篇，授权国家发明专利50余项，出版专著10部，制定国家技术标准9项，先后获国家科技进步二等奖、重庆市科技进步一等奖、山东省技术发明一等奖、中国机械工业科学技术进步一等奖和中国产学研合作创新成果一等奖等。

精彩推荐

1. 含自愈成分的阻尼复合材料及结构综述 | 2025年第2期文章荐读

2. FME文章荐读 | 压电驱动器综述：材料、分类、应用及发展趋势

3. FME文章荐读 | 多尺度结构的多目标并发等几何拓扑优化

4. FME文章荐读 | 有限阶积分法：一种面向并联机械手正运动学分析的原创方法

5. FME文章荐读 | 微铣削中弥散无氧铜的材料去除机理与切屑形成研究