目前,绿色切削技术以干式切削和高速切削为主。对绿色刀具进行技术设计时,应满足以下基本要求:
为适应干式切削、高速切削对刀具切削性能的要求,绿色刀具材料应具有高强度、高硬度和良好的耐热性、耐冲击韧性等机械物理性能。现有的一些刀具材料如陶瓷、cbn、高性能硬质合金等均具有较好的耐热性、耐磨性等,可用于绿色刀具的制造。
干式切削、高速切削会显著提高切削区温度,增大刀具与切屑之间的摩擦阻力,容易产生积屑瘤,加剧刀具磨损。为改善刀具切削刃的耐高温、耐磨损性能,可对刀具表面进行适当的涂层处理(如涂覆tin、tic、al2o3等涂层),以起到减小切削力和切削功率、减小刀具与切屑的摩擦阻力、阻隔切削热、减小刀具磨损、延长刀具寿命的作用。
排屑和散热是干式切削、高速切削中需要解决的重要工艺课题。为提高加工质量、延长刀具寿命,应对绿色刀具的排屑槽结构进行优化设计,以保证排屑流畅、散热迅速。