目前,綠色切削技術以干式切削和高速切削為主。對綠色刀具進行技術設計時,應滿足以下基本要求:
為適應干式切削、高速切削對刀具切削性能的要求,綠色刀具材料應具有高強度、高硬度和良好的耐熱性、耐沖擊韌性等機械物理性能。現有的一些刀具材料如陶瓷、cbn、高性能硬質合金等均具有較好的耐熱性、耐磨性等,可用于綠色刀具的制造。
干式切削、高速切削會顯著提高切削區溫度,增大刀具與切屑之間的摩擦阻力,容易產生積屑瘤,加劇刀具磨損。為改善刀具切削刃的耐高溫、耐磨損性能,可對刀具表面進行適當的涂層處理(如涂覆tin、tic、al2o3等涂層),以起到減小切削力和切削功率、減小刀具與切屑的摩擦阻力、阻隔切削熱、減小刀具磨損、延長刀具壽命的作用。
排屑和散熱是干式切削、高速切削中需要解決的重要工藝課題。為提高加工質量、延長刀具壽命,應對綠色刀具的排屑槽結構進行優化設計,以保證排屑流暢、散熱迅速。