一．金属加工液的性能及其应用的添加剂1.金属加工液简介
金属加工液（Metalworking fluids）主要是金属加工用的液体，根据加工工艺类型的不同，可分为金属成型、金属切削、金属防护和金属处理四大类。按形态分为：油型、可溶性油、半合成液、合成液。主要起润滑和冷却作用，兼有防锈清洗等作用。一般的金属加工液包括切削液、切削油、乳化液、冲压油、淬火剂、高温油、极压切削液、磨削液、防锈油、清洗剂、发黑剂、拉深油等。
2.金属加工液的常见问题与解决方案（水溶性切削液）
金属加工液的常见问题与解决方案（水溶性切削液）
◆工件表面光洁度◆
●可能原因
１、稀释液浓度太低
２、切削液定向喷射不好或流量过低
３、金属加工屑污染
４、水质影响，溶液不稳定
５、使用刀具与材料或加工工艺错配
●解决办法
１、调整稀释液浓度
２、检查金属加工液供应系统有否堵塞并加以清洁，直接喷在刀刃上
３、过滤稀释液
４、硬水会道致某些切削液不稳定影响到表面切削液金属加工液.
５、与刀具供应商协商，选择正确型号金属加工液论坛,切削液,乳化液,半合成,全合成, ◆工件腐蚀◆
●可能原因
１、浓度太低度
２、水质硬度太高
３、溶液被污染
４、防腐剂已降解或消耗
５、溶液酸性值过低度
６、高温以及潮湿环境
７、工件处理和储存
●解决办法
１、增加并校正使用浓度
２、检测水硬度，使用150ppm硬度的水
３、确定及除去污染物，或更换新的溶液
４、添加新溶液
５、适当添加PH调整剂
６、降低温度和湿度，在成品上施涂防锈剂
７、工件存放干燥通风的环境中，长时间存放时需要施涂防锈剂
◆刀具/砂轮寿命下降◆
●可能原因
１、大量金属屑
２、溶液污染
３、浓度太低切削液金属加工液
４、水质影响
５、使用刀具/砂轮与材料工艺错配
６、切削液润滑性能不好
●解决办法
１、净化切削液（更换/过滤）
２、确定及去除污染物
３、调整浓度
４、正确地调配切削液
５、与刀具供应商协商，选配正确型号金属加工液论坛
６、换用润滑性能好的产品
◆发热量大，刀具使用寿命短◆
●可能原因
１、冷却性能差最专业的金属加工液论坛|切削液|切削油|冲压油|防锈油|清洗剂|添加剂|防锈剂|乳化液|半合成|全合成|润滑油|润滑脂
２、切削液定向喷射不好或流量过低
●解决办法
１、选择冷却性能好的产品金属加工液论坛,切削液,乳化液,半合成,全合成,切削油,防锈油,防锈剂,润滑油, 水溶性,配方
２、增加流量或直接喷在刀刃上
◆稀释液上面有浮油◆
●可能原因
１、设备润滑油污染
２、混合条件差
３、经纯油加工的零件
●解决办法
１、用撇油器撇除漏油
２、重新配制稀释液，确保边搅拌边将油加入水中
３、用撇油器除去，加工前将零件清洗干净屑污染
◆气味难闻和颜色变化◆
●可能原因
１、水质太差
２、外来油品的严重污染
３、产品更新率低
４、设备（油箱、管道、喷射系统）上污秽
●解决办法切削液
１、确保水质好，无微污染
２、除去稀释液上层浮油
３、添加新产品
４、如果微生物＞10６/ml加入适量的杀菌剂，并清洗干净设备
◆泡沫多◆
●可能原因
１、浓度太高
２、水太软
３、稀释液污染
４、油箱液量过少
５、机械故障
６、切削液消泡性能差
●解决方案
１、用折光浓度针核正浓度
２、检查水质（总硬度），加入消泡剂或醋酸钙
３、除去污染物
４、维持油箱溶液量充足
５、检查过滤系统，输油管和回流系统是否泄漏和堵塞；防止回流溶液进入油泵进油口６、选择另一种切削液
◆细菌和发臭◆
★细菌：生存於水相中，以几乎所有存在於其中的物质为食。冷却剂是细菌的大餐，温床。
★细菌的种类：
☆好氧菌（需要氧气）
☆厌氧菌（需要硫）
☆酵母菌和霉菌
★细菌的危害：
☆破坏乳化液
☆引起腐蚀
☆增加机器中的沉积
☆引起恶臭味
☆使操作者烦躁不安
☆阻塞过滤器切削液
☆可能引起呼吸问题
☆浪费金钱
★细菌产生的原因：
☆污染物
◎操作者操作时带入
◎烟头
◎咖啡/茶渣
◎食物（三明治）
二．金属切削液
1.金属切削液的作用
金属切削是机械工程加工零部件的主要手段，特别是高精度金属零件，在金属加工过程中，如果在机床精度、工件材质、刀具材质、加工条件、工人技术水平等条件相同的条件下合理选择金属切削液，对减少摩擦、改善散热条件、降低加工区域温度、延长刀具、砂轮的使用寿命、提高工件精度、降低工件表面粗糙度从而降低切削液使用成本和提高企业经济效益具有十分重要的作用。切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈四大功能。油基切削液靠油的优良润滑作用降低摩擦生热，达到冷却的目的，水基切削液靠水的热导率、比热容、汽化热比油大，粘度比油小的特点达到冷却的目的。
2.切削液的分类
按类型大体上分为非水溶性（油基）切削液和水溶性（水基）切削液。一般以水稀释而使用的称为水基切削液；不以水稀释而使用的称为油基切削液。
油基切削液分为：
非活性型（矿物油、动物油、植物油+活性极压剂+油性剂）
活性型（矿物油+活性极压剂+油性剂）
水基切削液分为：
乳化油型（矿物油+表面活性剂+乳化剂+极压剂或油性剂+防锈剂）
合成液型（不含矿物油和动植物油，只含大量表面活性剂+极压剂添加剂+油性剂+防锈剂等）
半合成液型（含少量矿物油+表面活性剂+极压剂+油性剂+防锈剂）
化学溶液型（无机盐类、有机胺+表面活性剂等）
乳化油通常称为“可溶行油”，其中含油量一般在70%以上。半合成切削液又称“微乳液”，含油量约为5～30%，兼有乳化液和合成液的优点，冷却、润滑、清洗、防锈性能均较好，与乳化液相比，能阻止细菌的分解繁殖，因而使用寿命长。合成切削液是一种完全不含油的，由水溶行EP剂防锈剂表面活性剂等组成的切削液浓缩物。此类切削液最突出的优点是：工件可见度好使用寿命长节约油料资源具有独特的冷却清洗性，润滑性和清洗性各有不同，但用于有切削液流过活动导轨的切削机床，应避免合成液将导轨上的润滑油膜冲洗掉，而造成阻塞和卡咬。
3.原液和使用液
油基切削液的原液就是其本身，水基切削液的原液系指稀释前的母液。“使用液”是“现场使用着的切削液”的简称。又城为“稀释液”。
4.油基切削液和水基切削液各自的特性
油基金属切削液的优点：
1)在机械加工中质量稳定，使用寿命长，并能再生利用。
2)具有良好的润滑性。在用高速钢刀具切削而且切削速度较慢时可延长刀具寿命，降低工件表面粗糙度。
3)除偶尔需要过滤外，不需要多花费混合及维护费用。
4)不受细菌侵蚀影响，几乎不会引起皮肤病，使用中混入其他润滑油除了会降低添加剂浓度外，无其他不良影响。
其缺点是：
冷却性差，而且高温下易挥发，产生油雾，污染环境，必须安装排油污设备，甚至有引起火灾的危险。
水基金属切削液的优点：
冷却效果好，克服了使用切削油冒烟、易燃以及加工后黏附于金属表面上的油脂难以清洗的弊病，综合使用成本低。良好的产品均具有冷却、润滑、清洗、防锈四大功能。
其缺点是：
因为是用水作稀释剂，故使机床和被切削金属材料容易生锈；若与机床上的其他润滑油混合，就会使润滑油的润滑能力变坏，从而降低机床寿命和破坏自身的使用性能。此外，水基切削液容易受细菌和霉菌的影响而腐败变质，降低有效使用期限。在水基切削液中含油的乳化液由于稳定性较全化学合成切削液差，使用寿命一般较短。
5.切削液的推荐和选用
市面上切削液的品种很多，其组成和性质也很复杂。当我们向用户推荐一种切削液时之前，首先应熟悉用户现正在使用的切削液属于那一类，加工的工件材质（碳钢、铸铁、铜、铝合金、镁铝合金、耐热合金、不锈钢、镍合金、钛合金等）、刀具材料（高速钢刀具、硬质合金钢刀具）、切削条件（切削速度、进给量、切削深度）、加工方式（车削、铣削、刨削、铰削、镗削、钻削、磨削、攻螺纹、拉削、滚齿、剃齿等）、和机床种类（国产一般机床、数控机床、加工中心等），根据具体应用条件的不同，对切削液的冷却、润滑、清洗、防锈四个功能的要求应有所侧重，只有具有很强的针对性才能达到最佳的使用效果，性价比方可达到极致。
一般情况下，有（无）铅黄铜、铝及低铝合金、镁、锌合金容易加工,但切削液对其腐蚀问题较难解决，用户一般选用煤油或其与矿物油的混合油来保证工件的表面亮度，也有用中性或弱酸性的水基切削液（其中以乳化液用的较多）。高强度青铜、铸铁、低碳钢、中碳钢等比较容易加工，通常选用水基切削液，耐热合金、不锈钢、镍合金、钛合金等属于难加工
材料，主要选用油基切削液和极压性很好的、高浓度的水基切削液。拉削、滚齿、剃齿等操作由于切削速度低、切削量大、属于重负荷切削，几乎都选用油基切削液。
粗加工时，加工余量和切削用量较大，切削速度较高，对表面质量的要求不太高，一般用以冷却为主的乳化液、合成液和微乳液。车、铣、刨、铰、镗、钻、磨、通常可用水基金属切削液，攻丝和打深孔要用极压、润滑性好的切削液。
6.切削液现状
国外产品的主要品牌：德国的亚纳、福斯；瑞士的巴索，美国的美孚、奎克、马斯达、好富顿、米朗可龙；英国的嘉实多（BP）等。国内的上海海营化工、天津泰伦特化学、苏州的特种油品等属于规模较大的生产商。国外产品总体性能上有较大的优势，但很多产品不适应我国的水质要求，普遍售价较高，产品的实际性价比并无国内的优势品牌高，从而给我们留下了太多的发展空间。上海洁司化工有限公司与太原卓能精细化工有限公司联合研发的KCUT系列全化学合成水基金属切削液，综合性能比优势完全可以替代进口同类产品，与国内市场上的同类产品相比：在防锈性和工作液使用寿命方面有绝对优势。
7.实际使用注意的问题
1.水基产品用于数控机床时，由于数控机床的刀具通常是处于横向进给状态，切削液在切削区的浇注只能接触到活动主轴的一部分，背向的部分实际上无法接触到；用于加工中心时，刀具通常是垂直的，切削液也无法接触到刀套附近的部分，这样就带来了锈蚀的问题，因为这部分死角长期暴露在的水气中而无法受到防锈剂的保护。建议操作人员在每天下班时用机床上携带的水枪冲洗死角部分，或用干净的棉纱蘸取工作液涂敷死角，确保无锈，也可在刀套中或其附近涂上黄油或防锈油。机床的部件出现轻锈时可用干净的棉纱蘸取工作液擦拭掉。
2.水基产品在使用过程中保持浓度的稳定特别重要，首先要坚持勤补水和少补水的原则，同时要用手持式折光仪定期测定工作液的浓度在厂家规定的范围内。长期维持过高的浓度容易对机床油漆和操作者的皮肤造成腐蚀和刺激，使用成本相应增加；浓度过低容易对机床台面和工件造成锈蚀，还会引起工作液过早产生异味而腐败变质。
8.极压性能的概念
为了减少摩擦和磨损而使用的添加剂，叫油性剂，有时叫减摩剂，为了防止烧结而使用的添加剂叫极压剂。油性剂在金属表面上所形成的吸附膜承受温度不高。其解吸温度如脂肪酸是在熔点或熔点附近，一般油性剂在200℃以前就会解吸而失去作用。极压剂的作用机理一般可以认为是由于摩擦热或摩擦面上的摩擦化学反应，在金属表面上生成一种低剪切强度和低于被切金属熔点的固体润滑膜，而起到有效的润滑作用。
9.切削液的配方
9.1、透明水溶性切削液
配方1（%）透明水溶性切削液
乙二醇65.8;四硼酸钠 3.0;偏硅酸钠 1.0;磷酸钠0.2;水余量。
本液用于结构钢的车削、研磨和钻孔，使用时用水稀释3倍。
共三种配方。
9.2、乳化切削油
配方1（%）石油磺酸钠13;聚氧乙烯烷基酚醚（OP-10） 6.5;氯化石蜡10~30；环烷酸铅5;三乙醇胺油酸皂 2.5;高速机械油（5号）余量。
本油用于金属加工的挤压、车、钻等到工序，使用浓度为本乳化油的5%~30%.。
配方2（%）妥尔油酸钠盐 4.5~5.5;石油酸钠盐 4.5~5.5;C1-4合成脂肪酸 2.5~4;聚乙二醇1.5;工业机械油余量。
……
共五种配方。
9.3、防锈极压乳化油
配方1（%）氯化石蜡10;硫化油酸9;石油磺酸钡20;油酸2;三乙醇胺5;机械油（10号）余量。
本油主要用于重载切削加工，可代替植物油及硫化切削油。以20%的浓度使用。防锈性能良好。
……
共两种配方。
9.4、其他切削液
配方1（份）硫化切削油
硫化棉子油500;棉子油1350;硫磺70;机械油（10号）2200.。
配方2……
共有四种配方。
10.切削液的配方研究：
水基切削液具有优良的冷却和清洗性能，但润滑和防锈性能差，因而应用范围受到限制。
以松香、顺酐和多元胺等原料合成了非离子表面活性剂H，同是以油酸和三乙醇胺为原料合成油酸三乙醇胺酯，经实用证明：以非离子表面活性剂H和油酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。是水基切削液的重大突破。现代机械加工向高速、强力、精密方向发展，超硬、超强度等难加工材料的发展也使切削加工的难度日益增加。这两方面的原因导致切削加工过程中的摩擦力、摩擦热大幅度提高，这就要求金属加工液具有更好的润滑、冷却、清洗、防锈性能，以便获得理想的加工表面。矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差;乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良，但润滑、防锈性能差。水基切削液除具有乳化液的所有性能外，其润滑、冷却、防锈性能亦达到或超过乳化液的标准要求。因而水基切削液已成为国内外机械加工中提高加工性能的发展方向[l]。在水基切削液中添加油性添加剂和极压添加剂，是改善水基切削液润滑和防锈性能的有效途径。以松香、顺酐和多元胺等原料合成的非离子表面活性剂H具有优异的润滑和防锈性能，油酸三已醇胺酯是优良的油性添加剂，以非离子表面活性剂H和油酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。是水基切削液的重大突破。
10.1 非离子表面活性剂H的合成
在催化剂存在下，反应温度为160～200℃时，松香[3]与顺酐进行共聚反应，共聚物进一步与多元胺发生中和反应，生成了非离子表面活性剂H。产物为红棕色粘稠液体。实验测定了顺酐，松香及其聚合物的红外光谱[2]，证明了反应的发生。
10.2 油酸三乙醇胺酯的合成
油酸是重要脂肪酸之一，其润滑性能很好，但它是非水溶性的。要把它添加在水基切削液中，必须在其分子链中引入亲水基团。三乙醇胺分子中含有三个一OH基团，它可与酸发生酯化反应[4]。
在130～160。C条件下，油酸与三已醇胺的初始反应摩尔比不超过1：3时，油酸的COOH 基团与三乙醇胺的一0H基团发生酯化反应，生成了油酸三乙醇胺酯，油酸三乙醇胺酯是一种优良的水溶性油性剂。经四球机检测：5%的油酸三乙醇胺水溶液的最大无卡咬负荷PB值可达700N，用MPV一200摩擦磨损试验机测定其摩系数为0.070。
10.3 新型水基切削液的配方及工艺流程
(1)新型水基切削液的配方
作者研制的新型水基合成切削液，主要成份有：非离子表面活性剂H、油酸三乙醇胺、极压抗磨剂、防腐剂及消泡剂等。其中非离子表面活性剂H、油酸三乙醇胺由自己合成，其他组分均为市售。各组分配比通过实验选定如表1所示。
(2)工艺流程
新型水基合成切削液的工艺流程如下：
非离子表面活性剂H的制备一油酸三乙醇胺的合成一各组分混合一搅拌一一+加入消泡剂一装桶。4新型水基切削液的质量指标
按照国标(GB6144—85)进行检测，新型水基切削液的质量指标如表2所示。
10.4 应用结果及理论分析
(1)应用结果
新型水基切削液研制完成之后，先后在渝州齿轮厂、大江车辆制造厂进行试用，都获得了比较理想的效果。综合起来，产品有如下特点：
1)冷却性能突出。能大大带走切削热和充分冷却刃具的切削刃，使其保持硬度、强度和锐利的切削能力，从而提高了工作效率。
2)润滑性能优越。在切削区能形成润滑油膜，切削液最大无卡咬负荷PB值达到686N以上。因而能大大降低切削力和降低刀具及砂轮的消耗。同乳化油相比，表面加工精度显著提高。
3)该润滑切削液在使用中可以渗入工件切削表面的极细微裂缝中，使表面金属晶格脆化，使切削加工容易进行。
4)具有很好的流动性和良好的清洗性。同乳化油相比，可提高工件光洁度l～2级。
5)具有优良的稳定性。在存储和使用时，不分层及析出沉淀物，不易腐败，不产生防碍工人健康的气体。同时该产品不含对人体有害的亚硝酸钠和矿物油，工作环境干净无味，加工时能清晰观察工件表面。
6)具有优良的化学、热安定性和防锈性。在高温、高压与空气接触中不分解、不变质、不腐蚀金属表面。加工件常温下两周内不生锈。
7)新型水基切削液的总体性能与矿物油相当，但成本不到矿物油的一半。
8)新型水基切削液的工作废液少，易于处理，大大地减少了环境污染。
(2)理论分析
1)润滑性能分析
在金属切削加工中，大多数摩擦属于边界润滑摩擦。在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的粘度无关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分是否包含着对金属存在强烈吸附的原子
团，能在切削界面形成物理吸附膜。
非离子表面活性剂H中的极性基团对金属有较大的亲合能力，很容易吸附在金属表面上，形成吸附润滑膜。因其疏水基团较大，并有芳环结构，具有油性剂的作用。同时非离子表面活性剂H含有N非活性极压元素，它兼有油性剂和极压剂的双重功效。再与加入的极压抗磨剂协同作用，形成高强度物理和化学吸附膜，使之在高压、高温和激烈摩擦作用下不致于破坏。能防止或减小工件、切屑、刀具三者之间的直接接触，达到减小摩擦及粘结的目的，起到极好的润滑作用。
油酸三乙醇胺是一种阳离子表面活性剂，作为油性剂添加在切削液中，易在刃具与切削工件之间形成物理吸附膜，从而起到润滑作用。另外，油酸三乙醇胺与极压抗磨剂也有良好的协同抗磨作用，亦可使润滑性能显著提高。
2)清洗性能分析
切削液清洗性能的好坏，与切削液的渗透性和流动性紧密相关，表面张力低、渗透性和流动性好的切削液，清洗性能就好。
新型水基切削液中由于有含量不低的非离子表面活性剂H和阳离子表面活性剂油酸三乙醇胺的存在，二者协调作用，极大地降低了切削液的表面张力，明显地增强了切削液的渗透性和流动性。因而具有很好的清洗性能。
3)冷却性能分析
切削液的冷却作用，取决于它的导热系数、比热、汽化热及汽化速度等。水的导热系数为油的3～5倍，比热为油的2～2.5倍，故水的冷却性能比油优越很多。新型水基切削液中含有90%以上的水分，所以冷却性能突出。
4)防锈性能分析
非离子表面活性剂H本身具有防锈和防腐作用，与加入的防腐剂产生复合增效作用，在金属表面形成吸附保护膜层，钝化膜层，从而阻滞了阴、阳极腐蚀过程，由于有致密的履盖膜，能有效地抗拒介质中的水分子、氧及其他腐蚀性物质的浸入，具有优良的防腐、防锈性能。
10.5 结论
(1)以松香、顺酐和多元胺等原料合成的非离子表面活性剂H，具有优异的润滑、防锈和清洗性能。
(2)油酸三乙醇胺酯是一种优良的水溶性油性剂。
(3)以非离子表面活性剂H和油酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的润滑性、防锈性、冷却性和清洗性。是水基切削液的重大突破。
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一．金属加工液的性能及其应用的添加剂1.金属加工液简介 金属加工液（Metalworking fluids）主要是金属加工用的液体，根据加工工艺类型的不同，可分为金属成型、金属切削、金属防护和金属处理四大类。按形态分为：油型、可溶性油、半合成液、合成液。主要起润滑和冷却作用，兼有防锈清洗等作用。一般的金属加工液包括切削液、切削油、乳化液、冲压油、淬火剂、高温油、极压切削液、磨削液、防锈油、清洗剂、发黑剂、拉深油等。 2.金属加工液的常见问题与解决方案（水溶性切削液） 金属加工液的常见问题与解决方案（水溶性切削液） ◆工件表面光洁度◆ ●可能原因 １、稀释液浓度太低 ２、切削液定向喷射不好或流量过低 ３、金属加工屑污染 ４、水质影响，溶液不稳定 ５、使用刀具与材料或加工工艺错配 ●解决办法 １、调整稀释液浓度 ２、检查金属加工液供应系统有否堵塞并加以清洁，直接喷在刀刃上 ３、过滤稀释液 ４、硬水会道致某些切削液不稳定影响到表面切削液金属加工液. ５、与刀具供应商协商，选择正确型号金属加工液论坛,切削液,乳化液,半合成,全合成, ◆工件腐蚀◆ ●可能原因 １、浓度太低度 ２、水质硬度太高 ３、溶液被污染 ４、防腐剂已降解或消耗 ５、溶液酸性值过低度 ６、高温以及潮湿环境 ７、工件处理和储存 ●解决办法 １、增加并校正使用浓度 ２、检测水硬度，使用150ppm硬度的水 ３、确定及除去污染物，或更换新的溶液 ４、添加新溶液
５、适当添加PH调整剂 ６、降低温度和湿度，在成品上施涂防锈剂 ７、工件存放干燥通风的环境中，长时间存放时需要施涂防锈剂 ◆刀具/砂轮寿命下降◆ ●可能原因 １、大量金属屑 ２、溶液污染 ３、浓度太低切削液金属加工液 ４、水质影响 ５、使用刀具/砂轮与材料工艺错配 ６、切削液润滑性能不好 ●解决办法 １、净化切削液（更换/过滤） ２、确定及去除污染物 ３、调整浓度 ４、正确地调配切削液 ５、与刀具供应商协商，选配正确型号金属加工液论坛 ６、换用润滑性能好的产品 ◆发热量大，刀具使用寿命短◆ ●可能原因 １、冷却性能差最专业的金属加工液论坛|切削液|切削油|冲压油|防锈油|清洗剂|添加剂|防锈剂|乳化液|半合成|全合成|润滑油|润滑脂 ２、切削液定向喷射不好或流量过低 ●解决办法 １、选择冷却性能好的产品金属加工液论坛,切削液,乳化液,半合成,全合成,切削油,防锈油,防锈剂,润滑油, 水溶性,配方 ２、增加流量或直接喷在刀刃上 ◆稀释液上面有浮油◆ ●可能原因 １、设备润滑油污染 ２、混合条件差 ３、经纯油加工的零件 ●解决办法 １、用撇油器撇除漏油 ２、重新配制稀释液，确保边搅拌边将油加入水中 ３、用撇油器除去，加工前将零件清洗干净屑污染 ◆气味难闻和颜色变化◆ ●可能原因 １、水质太差 ２、外来油品的严重污染 ３、产品更新率低 ４、设备（油箱、管道、喷射系统）上污秽 ●解决办法切削液
切削液基础知识 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。其润滑效果主要五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。例如，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。切削液冷却性能的好坏，取决于它的传热系数、比热容、气化热、气化速度、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、刀具都能起到很好透性、流动性及使用压力有关，同时还受到表面活性剂性能的影响。 （4）防锈作用：在切削液中加入防锈添加剂以后，可在金属材料表面上形成附着力很强的防锈、防蚀作用。 切削液中的添加剂与切削液的种类 （1）切削液中的添加剂：添加剂是一些化学物质，可分为油性添加剂、极压添加剂、表面活性添加剂和其它添加剂。 1）油性添加剂：油性添加剂含有极性分子，能与金属表面形成牢固的吸附膜，在较低的
切削速度下能起到较好的润滑作用。油性添加剂有动物油、植物油、脂肪酸、胺类、醇类、脂类等。 2）极压添加剂：极压添加剂是含有硫、磷、氯、碘等的有机化合物，他们在高温下与金属表面起化学反映，形成能耐较高温度和压力的化学润滑膜。此润滑膜能承受很高的压强，能防止金属界面直接接触，降低摩擦因数，保持良好的切削润滑条件。 3）表面活性剂：表面活性剂即乳化剂，具有乳化作用和油性添加剂的润滑作用。前者使矿物油和水混合乳化，形成乳化液；后者吸附在金属表面上形成润滑膜。常用的表面活性剂有石油磺酸钠、油酸钠皂等，它们的乳化性能好，且具有一定的清洗、润滑、防锈性能。 此外，还有防锈添加剂（如亚硝酸钠、石油磺酸钠等）、抗泡沫添加剂（如二甲基硅油）和防霉添加剂（如苯酚等）。添加剂选择恰当，可得到效果良好的切削剂。 （2）切削液的种类：切削液主要有水基和油基两种，前者冷却能力强，后者润滑性能突出。 1）水基切削液的主要成分是水、化学合成水或乳化液。水基切削液中都添加有防锈剂，也有加入极压添加剂的。 2）油基切削液的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，并可视需要添人各种添加剂，如极压添加剂、油性添加剂等。 油基切削液与水基切削液 总的来说，油基切削液的润滑性好些，水基切削液的冷却性好些。油基切削液在高温时易产生烟雾、易着火；水基切削液易生菌腐败，使用期短，容易生锈。二者的优劣及特点可总结归纳如下表。
切削液不得不知的基本知识 金属加工液 金属及其合金在切削、成形、处理和保护等过程忠使用的工艺润滑油统称为金属加工液，又名切削液。在金属加工过程中，为了降低切削时的切削力，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，提高刀具耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度，达到最佳的经济效果，通常使用金属加工液。 金属加工液在金属加工过程中具有润滑、冷却、清洗、防锈等作用;其中核心作用是:一方面通过冷却作用降低加工过程中的变形热，另一方面通过润滑作用来减少金属加工过程中的磨擦热，从而来提高金属加工质量，延长刀具的使用寿命等。 1、冷却性能：冷却作用是通过乳化液和因切削而发热的刀具、切屑和工件间的对流和汽化作用把切屑热从固体（刀具、工件）处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度提高加工精度和刀具耐用度。
2、润滑性能：润滑作用就是其减少前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦形成部分润滑膜的作用，以防止刀具与切屑或工件间的粘着，所以良好的润滑可以减少功能消耗、刀具磨损和良好的表面光洁度。 3、清洗性能：在金属加工过程中，切屑、铁粉、磨屑、油污、沙粒等常常粘附在工件、刀具或砂轮表面及缝隙中，同时沾污机床和工件，不易清洗，使刀具或砂轮切屑刃口变钝，影响切削效果。所以要求乳化液有良好的清洗作用。乳化液的清洗性能就是指乳化液防止这些细颗粒粘结和利用液流的机械冲洗作用将其冲走的能力。 4、防锈性能：在金属加工过程中，工件要与环境介质如水、氧、硫、二氧化硫、二氧化碳、硫化氢、氯离子、游离酸碱和乳化液分解或氧化变质所产生的油泥等腐蚀性介质接触而受到腐蚀，机床部件与乳化液接触的部分会产生腐蚀。因此要求乳化液有一定的防锈能力。 金属加工液除了应具有良好的冷却性、润滑性、清洗性、防锈性外，还应具有防腐蚀性、抗菌性、防
金属切削的基本知识 切削液的配比 （1）苏打水 苏打（无水碳酸钠）：1% 亚硝酸钠：0.25%---0.6% 水：余量 将上述物质，加以3---4倍质量的热水（水温40---50度），搅拌3---5分钟，再加入剩余质量的水，再搅拌5分钟。 优点：冷却性能好，防腐蚀作用，良好的洗涤性，成本低 （2）乳化液 取1.5%---2.5%左右的乳化油，先用少量的温水融化，然后倒入储有足量水的水箱中即可。但要求有较高的防锈，防腐蚀性能时，加入苏打和亚硝酸钠各0.2%左右。 优点：具有良好的冷却性能和润滑性能，有防腐蚀作用。 常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等。 (1) 碳素工具钢（如T10、T12A）及合金工具钢（如9SiCr）特点是淬火硬度较高，价廉。但耐热性能较差，淬火时易产生变形，通常只用于手工工具及形状较简单、切削速度较低的刀具。 (2) 高速钢高速钢是含有较多W、Mo、Cr、V 等元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC62-67）和耐热性（切削温度可达500-600°C）。它可以加工铁碳合金、非铁金属、高温合金等广泛的材料。高速钢具有高的强度和韧性，抗冲击振动的能力较强，适宜制造各类刀具。但因耐热温度较硬质合金低，故不能用于高速切削。常用牌号分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。 (3) 硬质合金硬质合金是在高温下烧结而成的粉末冶金制品。具有较的硬度(70～175HRC)，能耐850℃～1000℃的高温，具有良好的耐磨性和耐热性以及高硬度。因而其切削速度比高速钢刀锯提高2到3倍，主要用于高速切削，但其强度、韧性和工艺性不如高速钢，因此通常将硬质合金焊接或机械夹固在刀体（刀柄）上使用（如硬质合金车刀）。常用的硬质合金有钨钴类（YG类）、钨钛钴类（YT类）和钨钛钽（铌）类硬质合金（YW类）三类。 ① 钨钴类硬质合金（YG类） YG类硬质合金主要由WC和Co组成， YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。常用的牌号有YG3、YG6、YG8等。其中数字表示Co含量的百分比，Co含量少者，较脆、较耐磨。YG8用于粗加工，YG6和YG3用于半精加工和精加工。 ②钨钛钴类硬质合金（YT类） YT类硬质合金主要由WC、TiC和Co组成，它里面加入了碳
切削液的主要作用和用途 在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的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,如随着碳素钢、高速钢硬质合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具等，使金属切削的加工率得到迅速提高；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，取得良好和经济效益切削液作用有如下几方面： １．冷却作用 冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。 切削液的冷却作用取决于它的热参数值，特别是比热容和热导率。此外，液体的流动条件和热交换系数也起重要作用，热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热大小来提高。水具有较高的比热容和大的导热率，所以水基的切削性能要比油基切削液好。 改变液体的流动条件，如提高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果，特别对于对于冷却效果差的油基切削液，加大切削液的供液压力和加大流量，可有较提高冷却性能。在枪钻深孔和高速滚齿加工中就采用这个办法。采用喷雾冷却，使液体易于汽化，也可明显提高冷却效果。切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响，渗透性能好的切削液，对刀刃的冷却速度快，切削液的渗透性能与切削液的粘度和浸润性有关。低粘度液体比高粘度液体渗透性能要好，油基切削液的渗透性能比水基切削液渗透性能要强，含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有所提高。切削液的浸润性能与切削液的表面张力有关，当液体表面张力大时，液体在固体的表面向周围扩张聚集成液滴，这种液体的渗透性能就差；当液体表面张力小时，液体在固体表面向周围扩展，固体－液体－气体的接触角很小，甚至为零，此时液体的渗透性能就好，液体能迅速扩
机械加工工艺基础知识点 0总体要求 掌握常用量具的正确使用、维护及保养，了解机械零件几何精度的国家标准，理解极限与配合、形状和位置公差的含义及标注方法；金属切削和刀具的一般知识、常用夹具知识；能正确选用常用金属材料，了解一般机械加工的工艺路线与热处理工序。 一、机械零件的精度 1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。理解配合制、公差等级及配合种类。掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。 1.1基本术语：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸）公差、标准公差及等级（20个公差等级，IT01精度最高；IT18最低）、公差带位置（基本偏差，了解孔、轴各28个基本偏差代号）。 1.2配合制： （1）基孔制、基轴制；配合制选用；会区分孔、轴基本偏差代号。 （2）了解配合制的选用方法。 （3）配合类型：间隙、过渡、过盈配合 （4）会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带，判断配合类型。 1.3公差与配合的标注 （1）零件尺寸标注 （2）配合尺寸标注 2.了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差带。 2.1几何公差概念： 1）形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。 2）位置公差：位置度、同心度、同轴度。作用：控制形状、位置、方向误差。3）方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。 4）跳动公差：圆跳动、全跳动。
2.2几何公差带： 1）几何公差带 2）几何公差形状 3）识读 3.正确选择和熟练使用常用通用量具（如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等）及专用量具（如螺纹规、平面样板等），并能对零件进行准确测量。 3.1常用量具： （1）种类：钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。（2）识读：刻度，示值大小判断。 （3）调整与使用及注意事项：校对零点，测量力控制。 3.2专用量具： （1）种类：螺纹规、平面角度样板。 （2）调整与使用及注意事项 3.3量具的保养 （1）使用前擦拭干净 （2）精密量具不能量毛坯或运动着的工伯 （3）用力适度，不测高温工件 （4）摆放，不能当工具使用 （5）干量具清理 （6）量具使用后，擦洗干净涂清洁防锈油并放入专用的量具盒内。 二、金属材料及热处理 1.理解强度、塑性、硬度的概念。 2.了解工程用金属材料的分类，能正确识读常用金属材料的牌号。 2.1金属材料分类及牌号的识读： 2.1.1黑色金属： （1）定义：通常把以铁及以铁碳为主的合金（钢铁）称为黑色金属。
切削液知识与选用 一、前言 合理选用冷却润滑液，可以有效地减小切削过程中的摩擦，改善散热条件，而降低切削力，切削温度和刀具磨损，提高刀具耐用度，切削效率和已加工表面质量及降低产品的加工成本。随着科学技术和机械加工工业的不断发展，特别足大量的难切削材料的应用和对产品零件加工质量要求越来越高，这就给切削加工带来了难题。为了使这些难题获得解决，除合理选择别的切削条件外，合理选择切削液也尤为重要。 二．切削的分类 1．水溶液： 其主要成分是水。由于水的导热系数是油的导热系数三倍，所以它的冷却性能好。在其中加入一定量的防锈和汕性添加剂，还能起到一定的防锈和润滑作用。 2．乳化液： (1)普通乳化液：它是由防锈剂，乳化剂和矿物油配制而成。清洗和冷却性能好，兼有防锈和润滑性能。 (2)防锈乳化液：在普通乳化液中，加入大量的防锈剂，其作用同上，用于防锈要求严格的工序和气候潮湿的地区。 (3)极压乳化液：在乳化液中，添加含硫，磷，氯的极压添加剂，能在切削时的高温，高压下形成吸附膜，起润滑作用。 3．切削油： (1)矿物油：有5#、7#、10#、20#、30#机械油和柴油，煤油等，适用于一般润滑。 (2)动，植油及复合油：有豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油、猪油等。复合油是将动、植、矿三种油混合而成。它具有良好地边界润滑。 (3)极压切削油：它是以矿物油为基础，加入油性，极压添加剂和防锈剂而成。具有动，植物油良好地润滑性能和极压润滑性能。 三．切削液的作用 1.冷却作用： 它可以降低切削温度，提高刀具耐用度和减小工件热变形，保证加工质量。一般的情况下，可降低切削温度50～150℃。 2.润滑作用：
第二节金属切削加工的基础知识 教学目标： 1.熟悉切削加工的概念、分类、特点及应用。 2.理解切削运动的概念及其分类。 3.掌握切削用量的概念及其应用。 教学重点：切削运动的概念及其应用。 教学难点：切削用量的选择方法及依据。 教学过程： 一、复习与导入 上节课我们学习了金属材料，介绍了碳素钢、合金钢等材料，不同金属材料的性能差别很大；那么这些金属如何进行加工呢？围绕着这个问题，这节课我们来学习金属切削加工的基础知识。 二、新课讲授 1.切削加工概述 金属切削加工就是利用刀具和工件之间的相对（切削）运动，从毛坯或半 成品上切去多余的金属材料，从而获得具有一定加工质量的零件的过程。 （1）切削加工的分类 金属切削加工方式很多，一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗 削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等。 （2）切削加工的特点及应用 工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表 面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来完成。 2.切削运动和切削用量 （1）切削运动 切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相对运动, 1
2 即切削运动，切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动 。 ① 主运动 由机床或人力提供的运动，它是刀具与工件之间产生主要的相对运动。在切 削运动中，主运动的速度最高，消耗功率最大。如车削时，主运动是工件的回转 运动，如下图所示。 车削运动和工件上的表面 ② 进给运动 使被切金属层不断地投入切削的运动称为进给运动，是刀具与工件间产生的 附加相对运动。如车削外圆时，进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给 运动是刀具的横向运动。 主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件 完成，也可以由刀具完成；主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； 主运动通常只有一个，而进给运动可以有一个或几个。 （2）切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用 量包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。 ① 切削速度v c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度， 它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离,单位为m/min 或 m/s 。 主运动为旋转运动时,切削速度v c 计算公式为: )/min /(1000s m m n d v c 或??=π
切削液的作用 在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的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,如随着碳素钢、高速钢硬质合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具等，使金属切削的加工率得到迅速提高；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，取得良好的经济效益。切削液作用有如下几方面： １．冷却作用 冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。 切削液的冷却作用取决于它的热参数值，特别是比热容和热导率。此外，液体的流动条件和热交换系数也起重要作用，热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热大小来提高。水具有较高的比热容和大的导热率，所以水基的切削性能要比油基切削液好。 改变液体的流动条件，如提高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果，特别对于对于冷却效果差的油基切削液，加大切削液的供液压力和加大流量，可有效提高冷却性能。在枪钻深孔和高速滚齿加工中就采用这个办法。采用喷雾冷却，使液体易于汽化，也可明显提高冷却效果。 切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响，渗透性能好的切削液，对刀刃的冷却速度快，切削液的渗透性能与切削液的粘度和浸润性有关。低
粘度液体比高粘度液体渗透性能要好，油基切削液的渗透性能比水基切削液渗透性能要强，含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有所提高。切削液的浸润性能与切削液的表面张力有关，当液体表面张力大时，液体在固体的表面向周围扩张聚集成液滴，这种液体的渗透性能就差；当液体表面张力小时，液体在固体表面向周围扩展，固体－液体－气体的接触角很小，甚至为零，此时液体的渗透性能就好，液体能迅速扩展到刀具与工件，刀具与切屑接触的缝隙中，便可加强冷却效果。 冷却作用的好坏还与泡沫有关，由于泡沫内部是空气，空气的导热性差，泡沫多的切削液冷却效果会降低，所以一般含表面活性剂的合成切削液都加入了少量的乳化硅油，起到消泡作用。近年的研究表明，离子型水基切削液能通过离子的反应，迅速消除切削和磨削时由于强烈磨擦所产生的静电荷，工件不产生高热，起到良好的冷却效果，这类离子型切削液已广泛用作高速磨削和强力磨削的冷却润滑液。 ２．润滑作用 在切削加工中，刀具与切削、刀具与工件表面之间产生磨擦，切削液就是减轻这种磨擦的润滑剂。刀具方面，由于刀具在切削过程中带有后角，它与被加工材料接触部分比前刀面少接触压力也低，因此，后刀面的摩擦润滑状态接近于边界润滑状态，一般使用吸附性强的物质，如油性剂和抗剪强度降低的极压剂，能有效地减少摩擦。前刀面的状况与后刀面不同，剪切区经变形的切屑在受到刀具推挤的情况下被迫挤出，其接触压力大，切屑也因塑性变形而达到高温，在供给切削液后，切屑也因受到骤冷而收缩，使前刀面上的刀与切屑接触长度及切屑与刀具间的金属接触面积减少，同时还使平均剪切应力降低，这样就导致了剪切角的增大和切削力的减少，从而使工件材料的切削加工性能得到改善。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入磨
技师学院 机械安装与维修系金属切削刀具基本知识郝赫（编）
金属切削刀具基本知识 1 金属切削的基本要素 1.1 机械制造过程概述 机器是由零件、组件、部件等组成的，一台机器的制造过程包含了从零件、部件加工到整机装配的全过程，这一过程可以用图1所示的系统图来表示。 首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件，它们都是由毛坯经过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当加工方法，加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。 其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件，部件是由若干组件、套件和零件在一个基准零件上装配而成的，部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能，这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的，部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。 最后，在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器，我们把零件和部件装配成最终机械产品的过程称为总装过程，总装过程是依据总装工艺文件进行的，在产品总装后，还要经过检测、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品，如一辆汽车就是经过这样的机械制造过程而生产出来的。 图1 机械制造过程的构成
1.2机械加工工艺系统 从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器，因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。 零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种切削加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得在形状、尺寸和表面质量都符合要求的这种加工方法称为金属切削加工。 金属切削加工常作为零件的最终加工方法，它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工，它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力，通常需在金属切削机床上进行加工，零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床进行可靠的联接，带动它们做相对的运动，实现切削加工，这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图2所示），其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械，起支承和提供动力作用；刀具起直接对零件进行切削加工作用；机床夹具用来对零件定位和夹紧，使之有正确的加工位置。本章就围绕机械加工工艺系统四个组成部分进行分析，阐述机械零件加工的整个过程。 图2 机械加工工艺系统的构成 1.3主要切削加工工艺简介
第一章 金属切削加工基础知识 一、填空题 1、切削运动包括 ________________ 运动与 _______________ 运动。 ____ 运动消耗功率最 大 2、切削三要素有 ______________ 、 _______________ 与 ________________ 。 3、切屑的种类有 ____________ 、 ____________ 、 _____________ 与 _____________ 。 4、切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力 F 分解为 3 个分力： ___________ 、 ____________ 与 ___________。 5、在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应大些 ____________ ，主 偏角应 _________ 。 6、指出什么加工表面 7、在车外圆时， 工件的回转运动属于 _____ ，刀具沿工件轴线的纵向移动属于 _________ 8、影响切削力的因素有 _____________ 、 ___________ 与 ____________ 。 9、车细长轴时，长采用 90 度 ________ 车刀，以减少弯曲振动与变形。 10、零件的加工质量包括 ____________ 与 ___________ 。 二、选择题 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 2、在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（ ）。 3、切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。如在形成挤裂切屑的条件下， 若 加大前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到（ ）。 A 、 带状切屑 B 、 单元切屑 C 、 崩碎切屑 D 、 挤裂切屑 4、切屑与前刀面粘结区的摩擦是（ ）变形的重要成因。 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 5、切削用量中对切削力影响最大的是（ ）。 A 、 切削速度 B 、 背吃刀量 C 、 进给量 D 、 切削余量 6、精车外圆时采用大主偏角车刀的主要目的是降低（ ）。 A 、 主切削力 F c B 、 背向力 F p C 、 进给力 F f D 、 切削合力 F 7、切削用量三要素对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（ ）。 8、积屑瘤是在（ ）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。 1、金属切削过程中，切屑的形成主要是（ ）的材料剪切滑移变形的结果。 A 、 前角 B 、 后角 C 、 主偏角 D 、 刃倾角 A 、 v c a p f B 、
切削液的常识 本文由：爱达威尔 2011-07-10 1.水基切削液的质量控制项目有哪些？ 水基切削液在应用时都是要加水稀释的，其试验项目也可分为直接测定和加水测定两部分。直接定的项目有储存安定性、硫及氯含量、不挥发组分等。加水后再测定的项目有表面张力、pH值、起泡性、防锈性、腐蚀性、对油漆的适应性、食盐允许量、抗菌性等。这些项目大部分意义比较明确，以下只对个别项目做些说明。 储存安定性 水基切削液的浓缩物在外观上虽然是均匀的液态，但实际上大多是胶态体系，而且含有相当多的水。经过长期储存以及温度的波动，如果配方不当很容易产生沉淀、分层等现象并且往往是不能复原的。因此这是一个很重要的检测项目。 不挥发组分
水基切削液浓缩物中含有水分，这个项目是用来测定其有效组分含量的。 食盐允许量 通过这一试验用以了解该切削液能否允许使用含氯量较高的自来水配制工作液。 表面张力 就多数情况而言，表面张力小的液体容易在固体表面展开，因而有相当多的人把表面张力看做是切削液渗透性的一个度量指标。但严格说来，二者并无直接对应关系。渗透性是个比较含混的概念，似乎与润湿性及流动性(粘度)的关系更密切。表面张力可做为切削液中是否加有表面活性剂的判定指标。因为少量的表面活性剂即可使水的表面张力大幅度下降。另外，表面张力并非越小越好。表面张力过小有时也会带来其他负作用。 2.、切削油的质量检测有哪些项目？ 切削油的主要质量控制指标有粘度、闪点、倾点、脂肪含量、硫含量、氯含量、铜片腐蚀、水分、机械
杂质、四球试验等。关于测定方法可参考有关的试验方法标准，在此仅对部分项目给予简单说明。 脂肪含量 脂肪是切削油中的油性添加剂，是划分切削油类别的一个重要指标。脂肪在切削油中可起到降低摩擦系数、减少刀具磨损的作用(对防止后刀面的磨损尤为有效)。加有较多脂肪的切削油特别适合于有色金属加工以及切削量不大但产品精度及光洁度要求高的场合(如精车丝杠)。一般可用皂化值来大致判定其脂肪含量。切削油中脂肪含量过高或其质量控制不当，容易在机器上形成粘性物质造成机件运动不灵活，严重时会变成漆膜即所谓“穿黄袍”。 氯含量 切削油中氯主要来自含氯的极压剂。氯需要在较高含量(大于1%)时，方可显现出有效的极压作用。如果氯含量不足1%，可以认为它不是为了提高润滑性。一般含氯极压切削油其氯含量都在4%以上，最高时可达30%～40%。但出于职业卫生及环保方面的考虑，有些国家已对切削油中氯的最高含量做了规定，如日本的JIS规定氯含量不得超过15%。氯对不锈钢的加工以及
金属加工《金属切削基础知识》练习题 一.判断题(本大题共33小题) 1.金属切削加工是用切削刀具将坯料或工件上多余材料切除，以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的方法。（） 2.主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。任何切削过程，通常只有一个主运动，最多不超过两个主运动。（） 3.钻削加工时，钻头旋转是主运动，钻头的轴向移动是进给运动。（） 4.进给运动可以有一个或几个，运动形式有平移的、旋转的，有连续的、间歇的。（） 5.从几何学角度看，各种形状机械零件的表面都是由圆柱面、圆锥面、平面和各种成形面组成。（） 6.切削加工时，主运动通常是速度较低，消耗功率较小的运动。（） 7.切削速度是指切削加工时，刀具切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度。车削加工的主运动为旋转运动，切削速度为最大线速度。（） 8.车削时，工件每转一转刀具沿进给方向移动的距离为切削速度。（） 9.车削时，待加工表面与已加工表面的垂直距离称为进给量。（） 10.切削加工时，切削热传入刀具使刀头温度升高，刀头温度称为切削温度。（） 11.刀具两次刃磨之间实际切削的时间称为刀具寿命。（） 12.有经验的操作者常根据切削过程中切屑变色发毛、切削力突然增大、振动与噪声以及表面粗糙度值显著增大等异常现象，来判断刀具是否已磨钝。（） 13.对低碳钢进行退火，对高碳钢进行正火，可改善切削加工性。（） 14.硫、硅、铅、铝元素能改善切削加工性，常用来制造易切削钢。（） 15.当切削余量太大时,可分几次切削,第一次进给应尽量将背吃刀量取小些。（） 16.车削加工时形成待加工表面、已加工表面、未加工表面三种表面。（） 17.车削加工时，切削用量三个基本参数是切削速度、进给量和背吃刀量。（） 18.金属切削时，刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。（） 19.车刀切削部分三面是指前刀面、后刀面和副刀面。（） 20.常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等。（） 21.切削过程中的物理现象包括切削力、切削热、切削变形和积屑瘤等。（） 22.金属切削过程中的各种物理现象是由于金属变形和摩擦引起的。（） 23.根据切削材料和切削条件不同，常见的切屑种类有带状切屑、节状切屑、崩碎切屑三种。（） 24.切削过程中所消耗的功绝大部分转变为热，称为切削热。切削热通过切屑、工件、刀具以及机床传散。（） 25.切削过程中，刀具两次刃磨之间实际切削的时间，称为刀具耐用度。（） 26.刀具耐用度与刀具重磨次数的乘积称为刀具寿命。（） 27.V T称为一定刀具耐用度下的切削速度，材料的切削加工性越好，则V T越低。（） 28.在钢中添加适量的硫、铅等元素，可减小切削力、易断屑，提高刀具的耐用度和工件的表面质量。（） 29.切削用量选得越大，生产效率越高。（） 30.从提高生产率或降低成本的观点看，刀具耐用度越高越好。（） 31.粗加工时允许产生一些积屑瘤，精加工时应避免产生积屑瘤。（） 32.车削加工时，工件的旋转运动是主运动，车刀的纵向、横向移动为进给运动。（） 33.为确定车刀切削部分空间位置，设想三个辅助平面，通过切削刃上选定点，垂直于切削速度方向的平面，称为基面。（） 二.单选题(本大题共25小题) 1.成形面是以曲线为母线、以圆或（）为运动轨迹所形成的表面。 A、椭圆 B、折线 C、直线 2.车削时，车刀的纵向或横向移动是（）。 A、主运动 B、进给运动 3.车刀切削部分由三面、两刃、一尖组成。两刃是指副切削刃、（）。 A、前切削刃 B、后切削刃 C、主切削刃 4.车削中设想的三个辅助平面，即主切削平面、基面、正交平面是相互（）。 A、垂直的 B、平行的 C、倾斜的 5.当切削速度确定后，增大进给量会使切削力增大，表面粗糙度Ra值（）。 A、变小 B、变大 C、不变6.车刀上过切削刃选定点垂直于假定的主运动方向的辅助平面是（）。 A、主切削平面 B、正交平面 C、基面 7.以车刀为例，刀具上切屑流过的表面称为（）。 A、前刀面 B、主后面 C、副后面 8.主切削刃与基面间的夹角称为（）。 A、前角 B、后角 C、主偏角 D、刃倾角 9.主后面与主切削平面的夹角称为后角，粗中工时后角一般取6o～8o；精加工时后角可取（）。 A、12o～14o B、10o～12o C、8o～10o D、6o～8o E、4o～6o 10.强力切削时，外圆车刀的主偏角选用（）。 A、45o B、55o C、65o D、75o E、85o 11.机械制造中应用最广的刀具材料是高速钢和（）。 A、合金工具钢 B、硬质合金 C、陶瓷 12.刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在（）以上。 A、50 HRC B、60 HRC C、70HRC 13.高速钢的热硬性可达（）。 A、500～550℃ B、550～600℃ C、600～650℃ D、650～700℃ 14.热硬性可达1300℃的刀具材料是（）。 A、硬质合金 B、陶瓷 C、立方碳化硼 D、人造金刚石 15.切削力是设计、计算机床动力，夹具、刀具强度等的依据，其大小约占总切削力的（）以上。 A、60% B、70% C、80% D、90% 16.硬质合金车刀耐用度大致为（）。 A、60～90 min B、90～180 min C、180～360 min D、360～720 min 17.切削用量对切削温度的影响中，影响最大的是（）。 A、切削速度 B、进给量 C、背吃刀量 18.工件材料的强度和硬度越高，切削力就（）。 A、越大 B、越小 C、一般不变 19.当刀具前角增大时，切屑容易从前刀面流出，且变形小，因此（）。 A、增大切削力 B、降低切削力 C、切削力不变 20.合理选择切削液，可减小刀具的塑性变形和刀具与工件间摩擦，使切削力（）。 A、增大 B、减小 C、不变 21.当工件的强度、硬度、塑性越好时，刀具寿命（）。 A、越高 B、越低 C、不变 22.衡量材料最常用的切削加工性指标是相对加工性（）。 A、一定刀具耐用度下的切削速度 B、切削力的大小 C、已加工表面质量 D、切屑控制或断屑的难易 23.相对加工性K T是衡量材料切削加工性的常用的指标，当材料加工性比45钢好时，K T（）。 A、>1 B、=1 C、<1 24.刃倾角一般在（）选取。 A、-10o～-5o B、-5o～+10o C、+10o～+20o 25.精加工时，刃倾角常取（）。 A、正值，切屑引向待加工表面一侧 B、负值，切屑推向已加工表面 C、零，切屑沿垂直于主切削刃方向流出
切削液常识-4 切削液的使用方法 切削液的使用方法对刀具寿命和加工质量都有很大影响，即使是最好的切削液，如果不能有效地输送到切削区域也不能起到应有的作用，因此，选用润滑为主的切削液时，（如切削油，应当把它输送到能在摩擦表面生成油膜的部位。相反，如果选用切削液以冷却为主（如水基切削液），就应当使切削液接近刀具的刀刃部。这种条件下通常要用压力法强迫切削液进入切削区，从而把刀具、工件、切屑由于摩擦和变形所产生的热量带走。连续应用切削液比间断应用切削液好，间断应用切削液会产生热循环，从而导致硬而脆的材料（如硬质合金刀具）产生裂纹和崩刀刃。间断使用切削液除了缩短刀具寿命外，还会使工件表面粗糙度不均匀。 正确使用切削液的另一个好处是有效地排除切屑，这也是有助于刀具寿命的延长。如适当安放切削喷嘴，可防止铣刀和钻头的排屑槽被切屑堵塞或排屑不畅。对于一些大工件的加工，或大进给量的强力切削、磨削，采用二排或多排的冷却液喷嘴，使之能充分冷却，有利于提高加工效率，保证加工质量。 １）手工加油法：固体或膏状润滑剂可以用毛笔、刷子将润滑剂或涂或滴落到刀具或工件上（主要是攻螺纹、板牙套螺纹时）。最近还研制出手提式供液器，通过加热将润滑剂雾化，喷到刀具和工件上。 在没有配量冷却系统的机床上，如果钻孔或攻螺纹的数量不多，用手工加油是有效的方法。当在同一机床上要完成两种不同加工时，用手工加油可以与机床上的溢流冷却系统配合起来使用。 ２）溢流法：最常见的使用切削液的方法是溢流法。用低压泵把切削液打入管道中，经过阀门从喷嘴流出，喷嘴安装在接近切削区域。切削液流过切削区后再流到机床的不同部位上，然后汇集到集油盘内，再从集油盘流回切削液箱中，循环使用。因此，切削液箱应有足够的容积，使切削液有时间冷却并使切屑及磨粒等沉降。视加工种类的不同切削液的容积为20~200L，个别加工则更大，如钻深孔及强力磨削等，切削液箱可达500~1000L或更大。在集油盘内应设有粗的过滤器，防止大的切屑进入切削液箱。并在泵的吸油口装有一个精细过滤器。对于磨削、珩磨和深孔钻、深孔镗等机床，由于加工的工件表面质量要求高，必须去除更细的磨屑、砂轮颗粒和切削时微粒，如枪钻深孔加工，要用10μm的滤纸进行过滤。采用过滤设备可以避免切削液中含有过多和污染物和过多的金属颗粒有助于保持切削液的清洁和延长切削液的使用周期。现代自动化机床一般都设有切削液过滤、分离、净化装置。 用溢流法可使切削液连续不断地流到切削区域并冲走切屑。切削液的流量要大一些，才能使刀具的工件被切削液所淹没。除了向切削区提供适当的切削液外，还要有足够的切削液来防止不政党的温升。在深孔钻加工中，切削液箱如太小，升温很快，当温度超过60℃时，切削液并不能继续进行，所以深孔钻一般都配有较大的冷却油箱。 切削液流量的分布方式直接影响切削液的效率，喷嘴应当安置在使切削液不会因受离心
切削液防锈剂MB-112 美科切削液——12年切削液生产经验 一、用途 MB-112切削液防锈剂，属于一款水溶性的乳化切削液适用于多种金属各类金属加工方式的加工，例如机床、磨床、铣床、车床对于不锈钢、铝材、铜材、铸铁、锌合金、钛合金、等金属的加工。具备高防锈性能的同时，也具备了好的润滑性能和冷却性能，价格和品质在同行中具有相当大的竞争力，所以是我们一款较为畅销的产品，价格实惠。 东莞美科切削液，全国火爆招商加盟进行中，诚招各国各地区的经销商、代理商、批发商….美科12年切削液生产研发经验值得信赖。 二、切削液防锈剂理化指标 包装:18L/桶，200L/桶 三、切削液防锈剂相关推荐
四、使用方法 1、水稀释10—30倍使用，加入本品越多，功能越多。对于重负荷、极压场合，建议高浓度使用。 2、长时间使用，当切削液的耗损量达到切削液总量的1/2—1/3时，要及时补加原液或适当浓度的新鲜工作液。 3、应选用新鲜水质配制工作液。 五、注意事项 建议用优质水，严格按比例配制工作液。补充工作液时，应按较高浓度进行补加，防止润滑、防锈性能下降。保持切削液的清洁，禁止混入金属切屑、机油、线毛等杂物；禁止用工作液洗手、洗抹布。严禁食用！ 六、东莞美科切削液小知识分享： 关于切削液变质发臭的问题 切削液使用误区 切削液在金属切削加工过程中是必不可少的，在金属加工过程中切削液主要起润滑、冷却、防锈及清洗作用。切削液必须同时满足所以的性能才是一款好的切削液，一些人总是以为提高切削液的品质或质量档次就是不断提高切削液的极压、润滑性，并企图用切削液的润
滑性来划分切削液的质量档次。正如前面所述，切削液的性能要求是多方面的，其所应具备的性能是根据实际应用的需要决定的。润滑性能只是切削液诸多功能之一，并非润滑性越高越好，过度的润滑往往会带来效果相反的负作用，如因极压性过头产生的化学磨损，可大大缩短刀具寿命，极压剂的应用会促进生锈和造成严重腐蚀，由于润滑性添加剂与工件表面形成的吸附膜(特别是化学膜)给工件的后处理及应用(如原子能工业及电子工业中用的一些金属零件)带来麻烦。
切削液不得不知的基本知识管理部庄国忠2014.5.21 金属加工液 金属及其合金在切削、成形、处理和保护等过程中使用的工艺润滑油统称为金属加工液，又名切削液。在金属加工过程中，为了降低切削时的切削力，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，提高刀具耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度，达到最佳的经济效果，通常使用金属加工液。金属加工液在金属加工过程中具有润滑、冷却、清洗、防锈等作用，其中核心作用是:一方面通过冷却作用降低加工过程中的变形热，另一方面通过润滑作用来减少金属加工过程中的磨擦热，从而来提高金属加工质量，延长刀具的使用寿命等。 1、冷却性能：冷却作用是通过乳化液和因切削而发热的刀具、切屑和工件间的对流和汽化作用把切屑热从固体（刀具、工件）处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。 2、润滑性能：润滑作用就是其减少前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦形成部分润滑膜的作用，以防止刀具与切屑或工件间的粘着，所以良好的润滑可以减少功能消耗、刀具磨损和良好的表面光洁度。 3、清洗功能：在金属加工过程中，切屑、铁粉、磨屑、油污、沙粒等常常粘附在工件、刀具或砂轮表面及缝隙中，同时沾污机床和工件，不易清洗，使刀具或砂轮切屑刃口变钝，影响切削效果。所以要求乳化液有良好的清洗作用。乳化液的清洗性能就是指乳化液防止这些细颗粒粘结和利用液流的机械冲洗作用将其冲走的能力。 4、防锈性能：在金属加工过程中，工件要与环境介质如水、氧、硫、二氧化硫、二氧化碳、硫化氢、氯离子、游离酸碱和乳化液分解或氧化变质所产生的油泥等腐蚀性介质接触而受到腐蚀，机床部件与乳化液接触的部分会产生腐蚀。因此要求乳化液有一定的防锈能力。 金属加工液除了应具有良好的冷却性、润滑性清洗性、防锈性外，还应具有防腐蚀性、抗菌性、防垢性、抗泡性、热稳定性、无毒、无害、无刺激性气味、不污染环境、使用方便等条件。 金属加工液可分为纯油性切削液和水溶性切削液两种。金属加工液应具有如下作用： 1、改善加工表面，提高表面光洁度； 2、提高加工件尺寸的精密度； 3、延长切削工具的寿命； 4、随时排除切削屑末，洗净加工面； 5、防止加工件腐蚀或生锈； 6、提高切削加工效率； 7、随时冷却加工件表面和加工刀具。 因而要求金属加工液必须具备如下性能： ⑴要求有良好的边界润滑性能，而需由极好的极压性； ⑵防止切削刀具和加工金属表面熔接的性能； ⑶良好的热传导性能和耐热性能； ⑷良好的防腐蚀性能和防锈性能； 除此之外，对于纯油性切削液还要求具有： ①在一定的长的时间内不腐蚀金属，不氧化变质，不变色； ②使用中不产生烟雾，不变质，不发臭并无不良气味； ③抗胶质，抗结焦积碳，并不发生沉淀物； ④对加工部件不发生不良作用等。 对于水溶性切削液还要求： ①在硬水条件下，不得分层或分离，如用300～700ppm的硬水或冷水时，都应能很好地乳化； ②良好的抗腐败性，抗细菌性，并不发生臭味； ③良好的抗泡沫性； ④和切削的迅速分离性； ⑤不沉积在加工工具上，也不得侵蚀工具等。 如何选择好的添加剂，并能保证金属加工液所应具有的性能是加工液生产厂商的核心。