加工方法与切削液的选择
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金属切削工艺中冷却液的选择与性能分析在金属切削工艺中,冷却液的选择和性能分析对于提高切削加工效率和工件质量至关重要。
本文将介绍金属切削工艺中冷却液的选择原则和常见类型,并分析其对切削过程中的影响。
一、冷却液的选择原则在金属切削工艺中,冷却液的选择应考虑以下几个方面:1. 热传导性能:冷却液应具有良好的热传导性能,能够迅速带走切削过程中产生的热量,防止工件和刀具的温度过高,从而延长刀具寿命。
2. 冷却性能:冷却液应具有良好的冷却性能,能够有效降低切削区域的温度,减少切削过程中的热变形和热裂纹的产生。
3. 润滑性能:冷却液应具有良好的润滑性能,能够减少金属与刀具之间的摩擦,降低切削力和切削工具磨损。
4. 清洁性:冷却液应具有良好的清洁性,能够有效清除切削过程中产生的切屑和金属粉末,防止切削区堵塞和二次划伤。
5. 环保性:冷却液应具有良好的环保性能,不含有害物质,能够符合环保要求。
二、常见冷却液类型根据成分和用途的不同,冷却液可以分为以下几种类型:1. 水溶性切削液:水溶性切削液是一种以水为基础的液体切削介质,主要由水、抗锈剂、润滑剂和添加剂等组成。
它具有良好的冷却性能和润滑性能,适用于大多数金属切削加工,尤其适用于铸铁、碳钢和不锈钢等材料的切削.2. 非水溶性切削液:非水溶性切削液由有机溶剂和添加剂组成,不含水分。
它可以有效减少金属与刀具之间的摩擦,提高切削效率。
非水溶性切削液适用于高速切削和切削困难材料,如合金钢、高硬度合金等。
3. 高分子切削液:高分子切削液由聚合物和添加剂组成,具有极佳的润滑性能和极高的抗热性能,适用于高温、高速切削加工。
4. 气雾切削液:气雾切削液是一种以气雾形式喷射到切削区域的切削液,具有良好的冷却和润滑效果。
它适用于高速切削、硬质合金切削和有高表面粗糙度要求的切削加工。
三、冷却液性能的分析冷却液的性能对金属切削过程中的加工效果有着直接的影响。
下面将对冷却液的性能进行分析:1. 冷却效果:合适的冷却液能够带走切削时产生的大量热量,降低切削区域的温度,减少工件和刀具的热变形,并提高刀具寿命。
铝合金机加工切削液技术要求铝合金是目前广泛应用于各个领域的一种重要材料,比如航空工业、汽车制造、建筑领域等等。
在铝合金的机加工过程中,切削液的使用是非常关键的,它可以帮助提高铝合金的加工质量和效率。
本文将介绍铝合金机加工切削液的技术要求和相关注意事项。
第一,切削液的选择。
在铝合金机加工中,切削液需要具备良好的冷却性能和润滑性能,以保持刀具和工件的温度,减少刀具磨损和工件表面粗糙度。
同时,切削液还需要具有良好的抗锈性能,防止切削液中的水分和铁离子引起的腐蚀问题。
此外,切削液的粘度也需要适中,以便于切屑的顺利排除。
第二,切削液的使用方法。
在使用切削液之前,需要将切削液与水进行适当稀释,并且根据加工情况进行调整。
通常情况下,铝合金的切削液与水的比例为1:9到1:15、稀释后的切削液应该使用干净的水,以免引入杂质影响切削液的性能。
在实际加工过程中,应该根据不同的加工需求和刀具类型进行调整,以达到最佳的切削效果。
第三,切削液的维护和管理。
在使用切削液之后,应该及时清理废液和残渣,避免切削液中的颗粒物对加工质量的影响。
同时,切削液的循环使用也需要注意其清洁程度和稳定性。
可以定期对切削液进行过滤和替换,保持切削液中的固体颗粒物和杂质的浓度在一个可接受的范围内。
第四,切削液的性能监测。
为了保持切削液的稳定性和使用效果,需要定期监测切削液的性能变化,包括浓度、pH值、抗菌性能等。
可以通过简单的实验和测试方法来进行切削液性能的评估,如黏度测定、沉淀物测定、抗菌实验等。
第五,切削液的安全使用。
在使用切削液的过程中,需要注意切削液的安全性,包括防止切削液的溅入眼睛和皮肤、避免吸入切削液的蒸气等。
同时,也要防止切削液的火灾和爆炸,避免切削液与其他易燃物质的接触。
综上所述,铝合金机加工切削液的技术要求主要包括切削液的选择、使用方法、维护和管理、性能监测以及安全使用等。
通过合理使用切削液,并注意以上技术要求和注意事项,可以提高铝合金机加工的效率和质量,延长切削工具的使用寿命,减少生产成本,提高经济效益。
适用于数控机床的切削液选择数控机床作为现代制造业中不可或缺的设备之一,其切削液的选择和应用对于工件的加工质量、刀具寿命和设备性能都有着至关重要的影响。
本文将就适用于数控机床的切削液选择进行详细的探讨和分析,以帮助读者更好地了解如何选用合适的切削液,提升机床加工效率和性能。
1. 切削液的基本概念和作用切削液是指在数控机床加工过程中,用于冷却、润滑和清洗切削区域的一种液体。
它能有效地降低切削温度,减少工件和刀具的磨损,并促进切屑的排出,从而提高切削效率和加工质量。
切削液的主要作用包括:1.1 冷却切削区域:切削过程中会产生大量的热量,如果不及时冷却,会导致工件变形、刀具破裂等问题。
切削液通过吸收热量并迅速散热,保持切削区域的温度在适宜范围内。
1.2 润滑切削面:切削液能有效地润滑切削面,降低切削过程中的摩擦和热量产生,减少刀具的磨损和工件的表面粗糙度。
1.3 清洗切屑:切削液可以冲洗切屑,防止切屑在切削区域堆积,影响加工质量和刀具的寿命。
2. 切削液的选择原则2.1 适应材料和切削工艺:不同的切削液适用于不同的材料和切削工艺。
在选择切削液时,要充分考虑加工材料的种类和特性,以及切削工艺的要求,确保切削液能够与工件和刀具良好相容,并且满足特定的切削要求。
2.2 具备良好的散热性能:切削液在切削过程中要能够快速吸收和散热热量,降低切削区域的温度。
因此,切削液的导热系数和热传导性能是选择切削液时需要考虑的重要指标。
2.3 具有优异的润滑性能:切削液的润滑性能直接影响切削面的摩擦系数和磨损程度。
选择具有良好润滑性能的切削液可以有效地降低切削过程中的摩擦热量和刀具磨损,提高加工质量和刀具寿命。
2.4 对环境友好:在现代制造业追求绿色环保的潮流下,选择环境友好型的切削液也是一个重要的考虑因素。
环保性能包括切削液的挥发性、毒性和可降解性等方面。
3. 常见的切削液类型及其适应性3.1 油性切削液:油性切削液是最常用的一种切削液,其主要成分是矿物油或合成油。
切削液使用注意事项切削液是在机械加工过程中起到冷却、润滑和清洁作用的液体。
正确使用切削液可以提高加工效率、延长刀具寿命,并且保证加工表面质量。
以下是关于切削液使用的一些注意事项。
1. 选择合适的切削液不同的切削液适用于不同的加工材料和加工方式。
一般来说,切削液可以分为水溶性切削液和油溶性切削液两类。
水溶性切削液适用于大多数金属材料的加工,而油溶性切削液适用于特殊材料或特殊加工方式。
在选择切削液时,要考虑到加工材料、加工方式、刀具类型和润滑要求等因素。
2. 正确调配切削液切削液的浓度和pH值对加工效果和切削液的寿命有着重要影响。
一般来说,切削液的浓度过低会导致润滑效果不佳,切削液的浓度过高则会增加成本并可能导致切削液泡沫过多。
调配切削液时,应按照切削液供应商提供的配方和使用说明进行操作,并定期检测切削液的浓度和pH值,确保其在合适的范围内。
3. 控制切削液的温度切削液的温度对加工效果和切削液寿命有着重要影响。
切削液的温度过高会导致刀具磨损加剧和加工表面质量下降,切削液的温度过低会影响切削液的润滑效果。
因此,在使用切削液时,要采取措施控制切削液的温度,如使用冷却装置或适当增加切削液供给量。
4. 定期清洗切削液系统切削液系统中容易积聚切屑、沉淀物和细菌等污染物,长期积累会导致切削液的质量下降。
因此,需要定期清洗切削液系统,清除积聚的污染物,并更换新的切削液。
清洗切削液系统时,要注意选择合适的清洗剂,并按照清洗剂供应商提供的使用说明进行操作。
5. 保持切削液的清洁切削液的清洁度对加工效果和切削液寿命有着重要影响。
切削液中的杂质和污染物会导致刀具磨损加快和加工表面质量下降。
因此,在使用切削液时,要保持工作环境的清洁,并采取措施防止切削液受到外界污染,如使用密封容器存储切削液、避免切削液与废液混合等。
6. 定期检测切削液质量切削液的质量直接影响加工效果和切削液的寿命。
因此,需要定期检测切削液的质量,如测量切削液的浓度和pH值、检测切削液中的杂质和污染物等。
切削液及其选用一、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.切削液的分类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:可以减小切屑与前刀面,工件与刀具后刀面的摩擦,以降低切削力,切削热和限制积屑瘤和鳞刺的产生。
一般的切削油在200℃左右就失去润滑能力。
如加入极压添加剂,就可以在高温(600~1000℃)、高压(1470~1960MPa)条件下起润滑作用。
这种润滑叫做极压润滑。
常用加工方法及切削液的选用1)车削、镗削(1)粗车: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更好。
极压乳化液除冷却性能好之外,还具备良好的极压润滑性,可明显延长刀具使用寿命,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。
(2)精车: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。
(3)镗削:镗削机理与车削一样,不过它是内孔加工,切削是和切削速度均不大,但散热条件差,可采用乳化液作切削液,使用时应适当增加切削液的流量和压力。
2)铣削: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)螺纹加工:切削螺纹时,刀具与切削材料成楔形接触,刀刃三面被切削材料所包围,切削力矩大排屑较困难,热量不能及时由切屑带走,刀具容易磨损,切屑碎片挤塞并且容易产生振动。
尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更苛刻,有时会出现崩刃和断丝锥,要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性,以减少刀具的摩擦阻力和延长刀具使用寿命,一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液。
切削液的使用与维护细则切削液是一种广泛应用于金属加工过程中的液体,在机械加工中起着冷却、润滑、清洁、防锈、降解摩擦和切屑排除等多种作用。
为了保证切削液的有效使用和维护,需要遵循一定的细则。
一、正确选择切削液在选择切削液时,要根据加工材料、切削工艺、加工环境等因素综合考虑。
一般可以选择水溶性切削液、冷却剂和润滑油等,具体选择要根据工件材料和切削工艺的不同。
二、适当的浓度控制切削液的浓度直接影响到其性能的发挥。
浓度过高容易造成切削液成本增加、泡沫、腐蚀等问题;浓度过低则可能影响切削效果和切削液的防护功能。
因此,需要根据切削液的使用情况和实际加工要求进行适当的浓度控制。
三、定期清洗和更换切削液为了保证切削液的使用效果和延长其使用寿命,需要定期清洗和更换切削液。
清洗可以去除切屑、泥沙等杂质,提高切削液的工作效率和使用寿命;而更换切削液则可以避免切削液的老化、污染等问题。
四、保持切削液的清洁保持切削液的清洁是保证切削液正常工作的重要步骤。
切削液使用过程中会产生切屑、废渣等杂质,需要及时清理;同时,避免切削液受到空气、灰尘等污染物的污染,保持切削液清洁的状态。
五、适当添加防锈剂切削液使用过程中容易引发金属工件的锈蚀问题,为了减少锈蚀的发生,可以适当添加一些防锈剂。
防锈剂的添加可以提高切削液的防锈性能,延长切削液的使用寿命。
六、定期测量和调整PH值切削液的PH值直接影响到其对金属的腐蚀性和防锈性。
因此,定期测量和调整切削液的PH值是非常重要的。
一般来说,切削液的PH值应在正常范围内,过高或者过低都会对切削液的使用产生不良影响。
七、注意切削液的储存和使用环境切削液的储存和使用环境对其性能的发挥影响很大。
首先,要选择干燥、通风、避光的环境进行切削液的储存;其次,在使用过程中要避免切削液受到灰尘、杂质等污染;最后,在加工过程中要保持切削液的温度适宜,避免过高或者过低。
总之,正确使用和维护切削液对金属加工过程的顺利进行至关重要。
不同金属切削条件下切削液的选择在机械切削加工中,使用数控机床切削时,按切削加工方法划分,主要有车削、铣削、钻削和镗削等;按去除材料多少划分,有粗加工、半精加工和精加工;按使用切削刀具材料划分,有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等;按机床划分,主要有明确要求使用油基切削液的机床、没有要求的机床、单件小批量生产类型的机床以及成批生产或自动生产线(柔性制造系统)等。
对于不同方式的切削加工,相同金属的切除特性是不一样的,加工难度的变化也是差别明显。
例如,同样使用Q235碳素钢材料,在保证表面粗糙度质量指标上,加工螺纹要难于切削其他表面;精加工要难于粗加工。
较难的切削加工对切削液的要求也较高。
正确使用切削液能够有效保证加工质量、延长刀具使用寿命以及提高加工效率。
1.粗加工当数控机床需要粗、精加工分开或工件不在一台机床完成时,就可以按粗、精加工的特性选择切削液。
粗加工时,背吃刀量和进给量均较大,导致切削阻力大,因而产生大量的切削热,传给工件和刀具的热量也相应地增多,使得工件的热变形和刀具的磨损加剧,应该选择以冷却为主并具有一定润滑清洗和防锈作用的水基切削液,并且要大流量连续浇注。
在车削等属于连续加工或粗加工余量均匀时,切削热是着重考虑的问题,切削液的冷却作用是首先衡量的指标。
在铣削或加工形状不规则、余量不均匀和断续加工时,切削速度要比连续均匀加工低,切削热的影响要比冲击和振动对刀具和工件的影响小,切削液的润滑和冷却作用要均衡考虑。
机床条件允许时,在孔加工、切断时可以使用带内部供液孔的内孔车、镗刀和切槽刀,或使用压力供液,以及粗加工难加工材料时使用喷雾供液,均能起到较好效果。
粗加工的工件一般留有加工余量,同时,加工难加工材料和有色金属材料时,表面粗糙度精度指标要求不高,因此,加工难加工材料和有色金属材料时,粗加工对切削液中的化学成分要求不高,可以使用水基极压乳化液。
粗加工铸铁和脆性有色金属时,这些材料切削时共同的特点是切屑呈崩碎状,细小的切屑碎末在切削液的冲击下呈流动状态,随切削液循环时流经切削液箱时大部分会沉积,一部分随切削液流动,聚集在切削液输送管细小部位便会堵塞冷却喷管,并使切屑黏附在机床的运动部件(如导轨运动副)上。
切削液的作业及如何合理的选用切削液正确的选用切削液,可以提高金属切削的生产率,保证被加工材料的加工精度。
每种切削液都有各自的优缺点,各有各的用途。
因此在加工不同的金属材料时需要选用不同的切削液,这样才能使切削液和刀具有效地结合到金属切削加工中。
今天,金属切削行业已进入了系统解决方案的年代。
过去那种镶嵌法选用的工艺现已被简化,如果还不能称为“科学”的话,至少可称为“技术”。
各种等级的刀具、涂层及断屑装置等因素都应结合在一起统筹考虑和设计,使其适应更大的应用范围和工件材料,更有效地进行加工。
然而有时候,金属切削加工中有一个问题往往容易忽略,那就是如何适当地选用切削液。
将今天的系统方法应用于金属切削加工,需要正确地使用合适于金属加工的切削液,这与其它因素一样,已成为解决方案中的同样重要部分。
实际上,现在至少有一家公司正在将切削液和刀具有效地结合到金属切削系统之中。
当你选用以后的切削液时,应考虑到以下一些因素:第一个问题,你在切削加工的是什么材料?你在切削加工中加工的是什么材料?回答这个问题往往是最困难的,因为在正常的情况下,大多数车间内所加工的工件材料是各种各样的。
如果答案毫不含糊的说是“铝”或“不锈钢”或“铸铁”,切削液的选用就可能相当简单和直截了当。
可惜在大批量生产的工厂,这样的情况极少。
如果所切削加工的绝大部分零件为铝或有色金属,那末切削加工时就必须采用非污染型切削液。
一般来说,所使用的切削液为加有特殊成分的半合成液体,可防止有色金属工件的双金属腐蚀和污染。
如果有色金属占绝大部分,选用通用的半合成或混合切削液比较经济。
第二个问题,在你的切削液中含有哪些化学成分?在你的切削液中含有哪些化学成分?这个问题可能涉及到切削液使用的成败原因。
很少有工厂会花费必要的资金,去投资安装采用等离子技术或逆向渗透技术的有效水净化系统。
可惜在重新配制切削液的过程中,所使用水中的化学成分对切削液的性能和油箱的使用寿命会产生相当大的差别。
加工方法与切削液的选择对于不同切削加工类型,金属的切除特性是不一样的,较难的切削加工对切削液要求也较高。
切削过程的难易程度,按从难到易的次序排列如下:内拉削-外拉削-攻丝-螺纹加工-滚齿-深孔钻-镗孔-用成形刀具切削螺纹-高速低进给切削螺纹-铣削-钻孔-刨削-车削(单刃刀具)-锯削磨削。
上述排列顺序并不是绝对的,因为,刀具的几何形状和工件材料的变化也会改变加工的难易程度。
下面对一些常用的加工方法如何选择切削液作简单的叙述。
1)车削、镗削(1)粗车: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更好。
极压乳化液除冷却性能好之外,还具备良好的极压润滑性,可明显延长刀具使用寿命,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。
(2)精车: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、豆油或其他产品作润滑液才能达到精度要求。
正如上面所提到的,由于植物油稳定性差,易氧化,有的工厂采用了15%JQ-1精密切削润滑剂加85%L-AN32全损耗系统用油作为精密切削油,效果很好。
(3)镗削:镗削机理与车削一样,不过它是内孔加工,切削量和切削速度均不大,但散热条件差,可采用乳化液作切削液,使用时应适当增加切削液的流量和压力。
2)铣削: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的冲击力,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削液,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)螺纹加工:切削螺纹时,刀具与切削材料成楔形接触,刀刃三面被切削材料所包围,切削力矩大排屑较困难,热量不能及时由切屑带走,刀具容易磨损,切屑碎片挤塞并且容易产生振动。
尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更苛刻,有时会出现崩刃和断丝锥,要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性,以减少刀具的摩擦阻力和延长刀具使用寿命,一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液。
此外,攻螺纹时切削液的渗透性能很重要,切削液能否及时渗透到刀刃上,对丝锥的耐用度影响很大,切削液的渗透性与粘度有关,粘度小的油渗透性较好,必要时可加入少量的柴油或煤油来提高渗效果。
有的场合,如盲孔攻螺纹时切削液很难进入孔中,这时采用粘度大,附着力强的切削液效果反而更好。
下面列举几个攻螺纹用切削液的配方:(1)10%硫化脂肪油、10%氯化石蜡、8%脂肪油、72%L-AN15全损耗系统用油。
适用于钢、合金钢攻螺纹。
(2)20%JQ-2极压润滑剂、10%JQ-1精密切削润滑剂、70%L-AN15全损耗系统油。
适用于钢、合金钢攻螺纹。
(3)5%JQ-2极压润滑剂+20%柴油机机油+60%L-AN15全损耗系统用油。
适用于铝和铝合金攻螺纹。
(4)30%JQ-2极压润滑剂+10%氯化石蜡+10%脂肪油+50%L-AN32全损耗系统油。
适用于不铱锈钢及盲孔攻螺纹。
(5)20%极压乳化油+80%水,适用于钢标准件螺纹加工。
4)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冷却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。
5)拉削:拉刀是一种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屑性能较好。
国内已有专用的含硫极压添加剂的拉削油。
对于不锈钢和耐热合金的拉削,可用下列配方:20%JQ-2极压润滑剂,15%氯化石蜡,1%司本-80,64%L-AN22全损耗系统用油6)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。
对于不锈钢、耐热合金等难切削材料,可选用低粘度的极压切削油。
7)深孔钻:深孔钻(枪钻)是近年发展起来的深孔加工工艺。
传统的深孔加工(孔深与孔径之比大于5),需要钻、镗、粗铰、研磨等多道工序才能加工出有较高精度和较低表面粗糙度的孔。
新工艺是采用结构特殊的刀具和高压冷却润滑系统,可将上述多道工序简化为一次连续走刀完成相当深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工。
这种工艺效率高,经济效益显著。
性能优良的深孔钻切削液是深孔钻加工技术关键之一,深孔钻切削液必须具备下列性能。
(1)良好的冷却作用,消除由于变形及摩擦所产生的热量,抑制屑瘤的生成。
(2)良好的高温润滑性,减少刀刃及支承的摩擦磨损,保证刀具在切削区的高温下保持良好的润滑状态。
(3)良好的渗透性、排屑性,使切削液及时渗透到刀刃上,并保证切屑能顺利排出,因此,深孔钻切削液要求具有高的极压性和低的粘度。
目前国内生产的801深孔钻切削油具备了良好的高温润滑性,冷却性和排屑性,已被广泛使用在进口和国产的深孔钻机床上,使用性能良好。
8)齿轮加工:滚齿、插齿时,刀齿断续切削并有冲击力,故刀齿容易磨损,尤其在进给量大和高速切削时,刀齿的磨损就更严重,所以要求切削液具备良好的润滑性能。
过去在滚齿、插齿中一般都是用20或30号机械油作切削油,由于机械油中不含添加剂,故加工的齿轮面光滑度较差,刀具耐用度也低。
近年来,许多工厂在原用机械油的基础上加进15%的JQ-1精密切削润滑剂,使加工的齿轮齿面粗糙度和精密度达到精密汽车的要求,刀具耐用度也明显提高。
这是因为在机械油中加入JQ-1后,摩擦系数约降低30%,承受负荷能力提高50%以上,大大降低了切削时的摩擦阻力,使加工质量和刀具耐用度均有明显改善。
对于高硬度材料的滚齿、插齿,用氯系添加剂和有机钼添加剂的切削油有明显效果。
对于高速切齿加工,用油基切削液,会产生较大的油烟,污染环境,而且由于冷却不充分,往往会造成工件表面烧伤,影响加工质量,刀具磨损也加剧,此时,最好选用具有强极压性的水基切削液,如含有硫、磷极压添加剂的水基合成切削液或高浓度极压乳化液,可克服高速切削时的油污染,加工质量和刀具磨损情况均比油基切削液好。
但对原有的滚齿、插齿机床,必须采取措施,防止水进入转动部分,以免机床产生故障。
用硬质合金刀具进行齿轮加工,过去大部分采用干切削,工件温度升高,刀具寿命低。
最近研制成功的EC滚切硬齿切削油,可以成功地用于滚齿加工,使工件温度下降,提高了齿轮的加工精度,刀具的寿命可延长80%~100%。
剃齿加工要求高的表面质量,为了防止粘刀,可采用含活性极压添加剂的切削油,又因为剃齿加工产生细小的切屑,为了使切屑容易冲掉,最好用低粘度的切削油,如果切屑分离不畅,会使已加工表面质量恶化。
9)磨削:磨削加工能获得很高尺寸精度和较低的表面粗糙度。
磨削时,磨削速度高、发热量大,磨削温度可达800~1000℃,甚至更高,容易引起工件表面烧伤和由于热应力的作用产生表面裂纹及工件变形,砂轮磨损钝化,磨粒脱落,而且磨屑和砂轮粉末易飞溅,落到零件表面而影响加工精度和表面粗糙度,加工韧性和塑性材料时,磨屑嵌塞在砂轮工作面上的空隙处或磨屑与加工金属熔结在砂轮表面上,会使砂轮失去磨削能力,因此,为了降低磨削温度,冲洗掉磨屑和砂轮末,提高磨削比和工件表面质量,必须采用冷却性能和清洗性能良好、并有一定润滑性能和防锈性能的切削液。
(1) 普通磨削:可采用防锈乳化液或苏打水及合成切削液,简单配方如下。
A:2%防锈乳化液,0.5%亚硝酸钠,0.2%碳酸钠,97.3%水;B:0.8%亚硝酸钠,0.3%碳酸钠,0.5%甘油,98.6%水;C:直接用3%~4%的防锈乳化液或化学合成液。
对于精度要求和精密磨削,可使用H-1精磨液可明显提高工件加工精度和磨削效率,使用浓度为4%~5%。
(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。
(3) 强力磨削:这是一种先进的高效磨削工艺,例如切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左右进给速度径向切入,切除率可高达20~40mm3/m m〃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。
在切入式强力磨削时,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。
(4) 金刚石砂轮磨削:这是适用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬度高的材料的磨削加工,可以进行粗磨、精磨,磨出表面一般不产生裂纹、缺口,可以得到较低的表面粗糙度。
为了防止磨削时产生过多的热量和导致砂轮过早磨损,获得较低的表面粗糙度,就需要连续而充分的冷却。
这种磨削由于工件硬度高,磨削液主要应具备冷却和清洗性能,保持砂轮锋锐,磨削液的摩擦系数不能过低,否则会造成磨削效率低,表面烧伤等不良效果,可以采用以无机盐为主的化学合成液作磨削液。