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几种常见切削加工方法切削液的选用探讨

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苏世卿 王正宇

(新乡职业技术学院)

  摘 要:正确的选用切削液,可以提高金属切削的生产率,保证被加工材料的加工精度。不同的加工方法选用切削液的种类与方法不同,了解不同加工方法的切削液选用,能保证加工过程持续有效的进行。

  关键词:切削加工;切削液;选用

  在金属切削过程中,为提高切削效率、工件精度和降低工件表面粗糙度,延长刀具使用寿命,达到最佳的经济效果,就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦,及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。要达到这些目的,一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状,而另一方面采用性能优良的切(磨)削液往往可以明显提高切削效率,降低工件表面粗糙度,延长刀具使用寿命,取得良好的社会和经济效益。

  在机械加工中切削液的主要功能是润滑和冷却作用,加入特殊添加剂后还可起到清洗和防锈的作用,用于保护机床,刀具及工件等物件不被腐蚀。我们在机械加工中,常用的切削液有:水溶液、普通乳化液、极压乳化液、矿物油、植物油、动物油、极压切削油等。其中,水溶液的冷却效果最好,极压切削液的润滑效果最好,下面本文就针对于常用的金属切削方法切削液的选用进行探讨。

  1.车削时切削液的选用

  车削加工时最常用的一种切削加工方法,粗车时加工余量较大,因而切削深度和进给量都较大,切削阻力大,产生大量切削热,刀具磨损也较严重,主要应选择用以冷却作用为主并具有一定清洗、润滑和防锈作用的水基切削液,将切削热及时带走,降低切削温度,从而提高刀具耐用度,一般选用极压乳化液效果好。

  极压乳化液除冷却性能好之外,还具备良好的极压润滑性,可明显延长刀具使寿命,提高切削效率,使用水基切削液要注意机床导轨面的保养,下班前要将工作台上的切削液擦干,涂上润滑油。精车时,切削余量较小,切削深度只有0.05~0.8mm,进给量小,要求保证工件的精度和粗糙度。精车时由于切削力小,温度不高,所以宜采用高浓度(10%以上)的乳化液和含油性添加剂的切削液为宜。对于精度要求很高的车削,如精车螺纹,要采用菜籽油、豆油划其他产品作润滑液才能达到精度要求。正如上面所提到的,由于植物油稳定发差,易氧化,有的工厂采用了精密切削润滑剂全损耗系统用油作为精密切削油,效果很好。

  2.铣削时切削液的选用

  铣削是最常用的平面加工方法,铣削是断续切削,每个刀齿的切削深度时刻变化,容易产生振动和一定和冲击力,所以铣削条件比车削条件差。用高速刀具高速平铣或高速端铣时,均需要冷却性好,并有一定润滑性能的切却液,如极压乳化液。在低速铣削时,要求用润滑性好的切削油,如精密切削油和非活性极压油。对不锈钢和耐热合金钢,可用含硫、氯极压添加剂的切削油。

  3.铰削

  铰削加工是对孔的精度加工,要求精度高铰削属低速小进给量切削,主要是刀具与孔壁成挤压切削,切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃边上,影响刃带的挤压作用,破坏加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩,还会产生积屑瘤,增加刀具磨损铰孔基本上属于边界润滑状态,一般采用润滑性能良好并有一定良好性的高浓度极压乳化液或极压切削油,就可以得到良好效果。对深孔铰削,采用润滑性能好的深孔钻切削油便能满足工艺要求。

  4.拉削

  拉削是加工内表面的效率较高的加工方法,拉削时拉刀沿着轴线方向按刀刃和齿升并列着众多刀齿的加工工具,拉削加工的特点是能够高精度地加工出具有复杂形状的工件。因为拉刀是贵重刀具所以刀具耐用度对生产成本影响较大。此外,拉削是精加工,对工件表面粗糙度要求严格。拉削时,切削阻力大,不易排屑,冷却条件差,易刮伤工件表面,所以要求切削液的润滑性和排悄性能较好。国内已有专用的含硫极压添加剂的拉削油。

  5.钻孔

  使用一般的麻花钻钻孔,属于粗加工,钻削时排屑困难,切削热不易导出往往造成刀刃退火,影响钻头使用寿命及加工效率。选用性能好的切削液,可以使钻头的寿命延长数倍甚至更多,生产率也可明显提高。一般选用极压乳化液或极压合成切削液。极压合成切削液表面张力低,渗透性好,能及时冷却钻头,对延长刀具寿命,提高加工效率十分有效。对于产锈钢、耐热合金等难切削材料,可选用低粘度的极压切削油。

  6.磨削加工

  6.1.普通磨削

  可采用防锈乳化液或苏打水及合成切削液,对于精度要求和精密磨削,使用精磨液可明显提高工件加工精度和磨削效率

  6.2.高速磨削

  通常把砂轮线速度超过50m/s的磨削称为高速磨削。当砂轮的线速度增加时,磨削温度显著升高。从试验测定,砂轮线速度为60m/s时的磨削温度(工作平均温度)比30m/s高约50%~70%;砂轮线速度为80m/s时,磨削温度比60m/s时又高15%~20%。砂轮线速度提高后,单位时间内参加磨削的磨粒数增加,摩擦作用加剧,消耗能量也增大,使工件表层温度升高,增加表面发生烧伤和形成裂纹的可能性,这就需要用具有高效冷却性能的冷却液来解决,所以在高速磨削时,不能使用普通的切削液,而要使用具有良好渗透、冷却性能的高速磨削液,才能满足线速度60m/s的高速磨削工艺要求。

  6.3.强力磨削

  这是一种先进的高效磨削工艺,例如功入式高速强力磨削时,线速度为60m/s的砂轮以每分钟3.5~6mm左右有进给速度径向功入,功除率可高达20~40mm3/mm.s,这时砂轮磨粒与工件摩擦非常剧烈,即使在高压大流量和条件下,所测到摩擦区工件表层温度范围达700~1000℃,如果冷却条件不好,磨削过程就不可能进行。在功入式强力磨削时,采用性能优良的合成强力磨削液与乳化液相比,总磨量提高35%,磨削比提高30%~50%,延长正常磨削时间约40%,降低功率损耗约40%,所以强力磨削时,冷却液的性能对磨削效果影响很大。

  总之加工方法不同,切削液的选用就不同只有针对每种加工方法的特点,选用的合理的切削液才能加工出符合要求的产品。