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切削液的成分及对加工的影响

【摘要】:在切削液中加入不同成分和比例的添加剂,可改变其润滑能力。冷却作用切削液能从切削区域带走大量的切削热,使切削温度降低。切削液的清洗能力与它的渗透性、流动性及使用压力有关,同时受到表面活性剂性能的影响。加工时,应尽量将切削液浇注到切削区。加工时,切削液被喷雾装置雾化,并被高速喷射到切削区。

1.切削液的作用

(1)润滑作用切削液能渗入到刀具、切屑、加工表面之间而形成薄薄的一层润滑膜或化学吸附膜,因此,可以减小它们之间的摩擦。润滑效果主要取决于切削液的渗透能力、吸附成膜的能力和润滑膜的强度。在切削液中加入不同成分和比例的添加剂,可改变其润滑能力。

切削液的润滑效果还与切削条件有关。切削速度越高,切削厚度越大,工件材料强度越高,切削液的润滑效果就越差。

(2)冷却作用切削液能从切削区域带走大量的切削热,使切削温度降低。切削液冷却性能好坏取决于它的传热系数比热容、汽化热、汽化速度、流量、流速及本身温度等。一般来说,水溶液的冷却性能最好,乳化液次之,油类最差。

(3)清洗作用切削液的流动可冲走切削区域和机床导轨上的细小切屑及脱落的磨粒,这对磨削、深孔加工、自动线加工来说是十分重要的。切削液的清洗能力与它的渗透性、流动性及使用压力有关,同时受到表面活性剂性能的影响。

(4)缓蚀作用在切削液中加入缓蚀添加剂以后,可在金属材料表面上形成附着力很强的一层保护膜,或与金属化合形成钝化膜,对工件、机床、刀具都能起到很好的缓蚀作用。

2.切削液的种类

水基切削液冷却能力强,主要成分是水、化学合成水或乳化液。水基切削液中都添加有缓蚀剂,也有再加入极压添加剂的。

油基切削液润滑性能突出,主要成分是各种矿物油、动物油、植物油,或由它们组成的复合油,并可根据需要添入各种添加剂,如极压添加剂、油性添加剂等。

3.切削液的选择与应用

(1)切削液的选择切削液的效果除了取决于切削液本身性能外,还取决于工件材料、刀具材料和加工方法等。

粗加工和半精加工时切削热量大,因此,切削液的作用应以冷却散热为主。精加工和超精加工时,为了获得良好的已加工表面质量,切削液应以润滑为主。

硬质合金刀具的耐热性能较好,一般可不用切削液。

由于难加工材料的切削加工均处于高温、高压边界润滑摩擦状态,因此,宜选用极压切削油或极压乳化液。

磨削的特点是温度高,会产生大量的细屑和砂粒,因此磨削液应有较好的冷却性和清洗性,并应有一定的润滑性和缓蚀性。

(2)切削液的使用方法普遍的使用方法是浇注法,由于切削液流速慢(v<10m/s)、压力低(p<0.05MPa),难以直接渗透入最高温度区,因此,仅用于普通金属切削机床的切削加工。加工时,应尽量将切削液浇注到切削区。

对于深孔加工,难加工材料的加工,以及高速强力磨削,应采用高压冷却法。切削时切削液工作压力约为1~10MPa,流量为50~150L/min。

喷雾冷却法是一种较好的使用切削液的方法,适用于难加工材料的车削、铣削、拉削、攻螺纹、孔加工等以及刀具的刃磨。加工时,切削液被喷雾装置雾化,并被高速喷射到切削区。