加工難切削材料時(shí)切削液的選取

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上加工難切削材料時(shí)切削液的選取難切削材料中，有的硬度高達(dá)6570HRC，抗拉強(qiáng)度比45號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度高三倍左右，造成切削力比切削45號(hào)鋼高200 250；有時(shí)材料導(dǎo)熱系數(shù)只有45號(hào)鋼導(dǎo)熱系數(shù)的141/7或更低，造成切削區(qū)熱量不能很快傳導(dǎo)出去，形成高的切削溫度，限制切削速度的提高；有的材料高溫硬度和強(qiáng)度高，有的材料加工硬化的程度比基體高50 200，硬化深度達(dá)0.l0.3mm，造成切削的困難；有的材料化學(xué)活性大，在切削中和刀具材料產(chǎn)生親和作用，造成刀具產(chǎn)生嚴(yán)重的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損；有的材料彈性模量極小和彈性恢復(fù)大及延伸率很大，更難于切削。因?yàn)?，在切削各種難切削材料時(shí)，要根據(jù)所

2、切材料各自的性能與切削特點(diǎn)與加工階段，選擇相宜的切削液，以改善難切削材料的切削加工性，而達(dá)到加工的目的。常用的切削液有：水溶液、普通乳化液、極壓乳化液、礦物油、植物油、動(dòng)物油、極壓切削油等。其中，水溶液的冷卻效果最好，極壓切削液的潤(rùn)滑效果最好。一般的切削液，在200左右就失去潤(rùn)滑能力?？墒窃谇邢饕褐刑砑訕O壓添加劑(如氯化石蠟、四氯化碳、硫代磷酸鹽、二烷基二硫、代磷酸鋅）后，就成為潤(rùn)滑性能良好的極壓切削液，可以在6001000高溫和14701960MPa高壓條件下起潤(rùn)滑作用。所以含硫、氯、磷等極壓添加劑的乳化液和切削油，特別適合于難切削材料加工過程的冷卻與潤(rùn)滑。下面介紹幾種難切削材料加工時(shí)的切削

3、液選用。不銹鋼：在粗加工時(shí)，選用3%5%乳化液或1015%極壓乳化液、極壓切削油、硫化油；在精加工時(shí)，選用極壓切削油或10%20%極壓乳化液、硫化油、硫化油80%85%加CCl415%20%、礦物油78%80%加黑機(jī)油或植物油和豬油18%加硫1.7%、全損耗系統(tǒng)用油90%加CCl410%、煤油50%加油酸25%加植物油25%、煤油60%加松節(jié)油20%加油酸20%；拉削、攻螺紋、鉸孔時(shí)，采用10%15%極壓乳化液或極壓切削油、硫化豆油或植物油；在硫化油中加10%20% CCl4、在豬油中加20%30% CCl4、或在硫化油中加10%15%煤油用于鉸孔；在硫化油中加入15% 20%CCl4或用白鉛

4、油加全損耗系統(tǒng)用油或用煤油稀釋氯化石蠟或用MoS2油膏用于攻螺紋；在滾齒或插齒時(shí)，用20% 25%極壓乳化液或極壓切削油；在鉆孔時(shí)，用10%15%乳化液或10%15%極壓乳化液、極壓切削油、硫化油、MoS2切削劑。高溫合金：除采用切削不銹鋼所用的切削液外，在粗加工時(shí)，采用硫酸鉀2%加亞硝酸鉀1%加三乙醇胺7%加硼酸7%10%加甘油7%10%加水余量；或采用葵二酸7% 10%加亞硝酸鈉5%加三乙醇胺7% 10%加硼酸7%10%加甘油7%10%加水余量。鈦合金：粗加工時(shí)，采用3%5%乳化液或10%15%極壓乳化液；精加工時(shí)，采用極壓切削油或極壓水溶液、CCl4加等量的酒精；拉削、攻螺紋和鉸孔時(shí)，采

5、用板壓切削油或蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油、蓖麻油60%加煤油40%；鉆孔時(shí)，采用極壓乳化液或極壓切削油、硫化油、電解切削液。高強(qiáng)度鋼切削加工時(shí)，除選用常用切削液和極壓切削液外，用豆油或菜子油作為攻螺紋切削液，效果較好；加工銅時(shí)，用 CCl4加N32全損耗系統(tǒng)用油或用MoS2潤(rùn)滑脂作潤(rùn)滑劑；精加工純鐵時(shí)，用酒精稀釋蓖麻油作切削液；切削軟橡膠時(shí)，用酒精或蒸餾水作切削液。 金屬切削液在切削過程中有哪些作用？金屬切削過程中，正確的選擇液能降低切削力 、摩擦，及時(shí)帶走熱量以降低切削溫度，減小刀具磨損，提高刀具耐用度，改善工件表面粗糙度，保證工件加工精度，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果。 切削液主要有以下四個(gè)方面作

6、用： 冷卻作用切削液通過和發(fā)熱的刀具 、 切屑和工件間的對(duì)流和汽化作用將切削熱帶走，從而有效地降低切削溫度，減小工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高刀具的加工精度和耐用度。 切削液的冷卻性能和它的導(dǎo)熱系數(shù) 、 比熱容 、 汽化熱以及流動(dòng)性（黏度）有關(guān)。 水基的切削液冷卻性能比油基的要好。 切削液對(duì)刀尖切削區(qū)的浸潤(rùn)性對(duì)冷卻效果有較大影響。浸潤(rùn)性好的切削液能迅速擴(kuò)散到刀具與工件，或刀具與切屑接觸的縫隙中，將強(qiáng)冷卻效果。加入有效的表面活性劑能使切削液的浸潤(rùn)性大大提高。此外，切削液的冷卻效果還與其泡沫有關(guān)（因?yàn)榕菽瓋?nèi)是空氣，空氣的導(dǎo)熱性比水差），切削液的泡沫多，其冷卻性能就差。所以，在合成切削液中常

7、添加少量的乳化硅油消泡劑。 另外，改變液體流速和流量等流量條件，能有效地提高切削液的冷卻效果；采用噴霧冷卻方法使液體容易汽化，也能明顯的提高冷卻性能。 潤(rùn)滑作用 潤(rùn)滑作用是指：切削液減小前刀面和切屑、后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤(rùn)滑膜的作用。切削液良好的潤(rùn)滑作用可減小摩擦和功率消耗刀具磨損，以獲得較好的工件表面質(zhì)量。 通常油基切削液的潤(rùn)滑性能比水基的好，而加入油性和極壓添加劑的油基切削液潤(rùn)滑性能更好。 油性添加劑的主要成分是帶有極性基的長(zhǎng)鏈有機(jī)化合物（如高級(jí)脂肪酸，高級(jí)醇等），通過極性基在金屬表面上形成一層吸附膜，起到隔絕刀具與工件 、切屑的作用，從而減小摩擦與切削力。對(duì)于低速、溫度較

8、低、 精密切削的場(chǎng)合可使用油性添加劑，溫度超過200 o C 時(shí)，吸附膜就會(huì)遭到破壞而失去潤(rùn)滑作用。 極壓添加劑的主要成分是含有硫、磷、氯等元素的化合物（如氯化石蠟、硫化脂肪、磷酸酯），它們能在高溫高壓的條件下與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫化鐵氯化鐵磷酸鐵等比鐵的剪切強(qiáng)度低的化合物，能防止刀具與工件發(fā)生冷焊顯象，亦降低了刀具和工件、切屑間的摩擦，抑制了積屑瘤的形成。 切削液的潤(rùn)滑作用和其滲透性有關(guān)，滲透性好的切削液能及時(shí)滲入到刀尖切削區(qū)形成潤(rùn)滑膜，以降低切削阻力和摩擦系數(shù)。 清洗作用 切削過程中，切屑 、鐵粉、磨屑、油污、沙粒等常常黏附在工件、刀具或砂輪的表面及縫隙中，同時(shí)沾污機(jī)床和工件，使刀

9、具或砂輪的切削刃口變鈍，影響到切削效果。所以要求切削葉應(yīng)具有良好的清洗作用。 油基切削液黏度越低，清洗能力越強(qiáng)。而含有表面活性劑的水基切削液清洗能力較強(qiáng)。（表面活性劑在工件表面上形成吸附膜，吸附各種污染物粒子，阻止其粘附在工件和刀具上） 防銹作用 切削加工中，工件要和環(huán)境介質(zhì)中的一系列腐蝕性物質(zhì)接觸（如水、氧、二氧化碳、硫化氫、氯離子、游離酸堿以及切削液分解或氧化變質(zhì)產(chǎn)生的油泥等）。這需要切削液具有一定的防銹能力，保護(hù)工件和機(jī)床部件不發(fā)生腐蝕。 除了以上四個(gè)主要方面，切削液還應(yīng)具有以下性能： 不能對(duì)機(jī)床涂漆部件產(chǎn)生不良影響；穩(wěn)定性良好，貯藏中不應(yīng)產(chǎn)生分層、析油等現(xiàn)象；對(duì)細(xì)菌、霉菌有一定的抵抗性

10、，不易發(fā)臭、變質(zhì)；對(duì)人體和環(huán)境安全，無刺激性氣味，便于回收。 金屬切削液應(yīng)該如何選擇和使用？首先要了解到油基和水基切削液的特性。一般來說，油基切削液的潤(rùn)滑性能好，而水基切削液冷卻性能好，而乳化液即具有一定的潤(rùn)滑性和防銹性，又有一定的冷卻性和清洗性，但是容易產(chǎn)生微生物而發(fā)生分解變質(zhì)。 主要從下列幾個(gè)方面考慮切削液的選擇 根據(jù)工件材料選擇 工件材料的可切削性對(duì)切削液的選擇具有重要的意義。切削加工的具體情況和要求不同，切削加工的難易程度就不同。粗加工時(shí)，要求刀具的磨損慢和加工生產(chǎn)率高；精加工時(shí)，要求工件有高的精度和較小的表面粗糙度。 對(duì)于難加工的材料應(yīng)選用活性高 、含抗磨 、極壓添加劑的切削液；對(duì)于

11、容易加工的材料則選用不含極壓添加劑的切削液。 切削有色金屬和輕金屬時(shí)，切削力和切削溫度都不高，可選用礦物油和高濃度乳化液。切削合金鋼時(shí)，如果切削量較低 、表面粗糙度要求較小（如拉削以及螺紋切削），此時(shí)需要優(yōu)異潤(rùn)滑性能的切削液，可選用 極壓切削油和高濃度乳化液。切削鑄鐵與青銅等脆性材料時(shí)，切削中常形成崩碎切屑，容易隨切削液到處流動(dòng)，流入機(jī)床導(dǎo)軌之間造成部件損壞，可使用冷卻和清洗性能好的低濃度乳化液。 根據(jù)工件方法選擇 較高切削速度的粗加工中（例如：車削、銑削、鉆削），要求切削液具有良好的冷卻性能，這時(shí)應(yīng)選用水基切削液以及低濃度乳化液。 在一些精密的高強(qiáng)度加工中（例如：拉削 、攻絲 、深孔 鉆削

12、、齒輪加工），此時(shí)需要切削液具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，可選用極壓切削油和高濃度乳化液。 a 工具鋼刀具：此類刀具的耐熱溫度在 200 300 o C ，耐熱性能差，高溫下會(huì)失去硬度，因此要求采用冷卻性能好的切削液，以低濃度乳化液為宜。 b 高速鋼刀具：高速粗切削時(shí)，切削量大，產(chǎn)生大量的切削熱，為避免工件燒傷而影響加工質(zhì)量，應(yīng)采用冷卻性好的水基切削液；如果用高速鋼刀具進(jìn)行中 、 低速的精加工時(shí)，為減小刀具和工件的摩擦黏結(jié)，抑制切削瘤生成，提高加工精度，一般采取油基切削液或高濃度乳化液。 c 硬質(zhì)合金刀具：此類刀具熔點(diǎn)和硬度較高，化學(xué)和熱穩(wěn)定性較好，切削和耐磨性能比高速鋼刀具要好的多。在一般的加工中可使

13、用油基切削液。如果是重切削時(shí)，切削溫度很高，容易極快磨損刀具，此時(shí)應(yīng)使用流量充足的冷卻潤(rùn)滑液，以 3% 5% 的乳化液為宜（采用噴霧冷卻，效果更好）。 d 陶瓷刀具 、 金剛石刀具 、 立方氮化硼刀具：這些刀具硬度和耐磨性較高，切削時(shí)一般不使用切削液，有時(shí)也可使用水基切削液。 根據(jù)機(jī)床要求選擇 選擇切削液時(shí)，必須要考慮到機(jī)床結(jié)構(gòu)是否適應(yīng)。一般要按照機(jī)床說明書規(guī)定的切削液品種，如沒有特殊理由不要輕易更改，以免導(dǎo)致機(jī)床損壞。 根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益選擇 選擇切削液必須進(jìn)行綜合的經(jīng)濟(jì)分析，正確的評(píng)價(jià)切削液的經(jīng)濟(jì)效益。費(fèi)用大致有：購(gòu)買切削液的費(fèi)用 、 切削液的管理費(fèi)用 、 切削刀具的耗損費(fèi) 、 生產(chǎn)效率的提高

14、、 切削液的使用周期 、 切削液的廢棄處理費(fèi)用等諸多方面。 在加工產(chǎn)品的總費(fèi)用里，購(gòu)買切削液的費(fèi)用只占很小一部分，如果正確地選用了切削液而改善了產(chǎn)品質(zhì)量和操作環(huán)境，提高了加工效率，延長(zhǎng)刀具的耐用度，減少了切削液補(bǔ)充 、 管理的費(fèi)用 . 從而帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如果選用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生相反的效果。所以需要進(jìn)行綜合的經(jīng)濟(jì)分析。 其他方面的考慮 如果選用了油基切削液，就需要強(qiáng)調(diào)防火安全性；如果選用了水基切削液，就應(yīng)考慮切削液的排放問題，企業(yè)應(yīng)具備廢液處理設(shè)施和采取相應(yīng)措施。 另外需要遵循安全衛(wèi)生法 、 消防法 、 污水排放法等法規(guī)。 潤(rùn)滑技術(shù)在金屬加工工藝方面的應(yīng)用   在金屬加工設(shè)

15、備的工藝潤(rùn)滑中到處存在著摩擦學(xué)問題，是摩擦學(xué)技術(shù)充分發(fā)揮和應(yīng)用的一個(gè)很重要領(lǐng)域，只要重視這方面工作，就能促使生產(chǎn)成本降低；能耗下降；污染減少；工藝簡(jiǎn)化；科技含量提高等。但實(shí)際生產(chǎn)過程中往往被忽視這一重要手段，現(xiàn)將一些應(yīng)用實(shí)例整理如下。 1車床上加工不銹鋼件：在C602-1車床上加工不銹鋼件（材料Cr18Ni9V，外圓44.8mm，孔15mmX131mm）原采用普通N32全損耗機(jī)械油作切削油，刀具壽命短，特別是孔加工刀具平均加工12個(gè)零件要修磨一次。自改用專用不銹鋼金屬加工油后在同樣工況下刀具壽命延長(zhǎng)10倍，且加工出工件表面粗糙度也明顯改善。 2多軸自動(dòng)車床切削油與潤(rùn)滑油長(zhǎng)期相通怎么辦？國(guó)產(chǎn)的多

16、軸自動(dòng)（例C2150-6D六軸自動(dòng)車床），由于機(jī)床自身潤(rùn)滑油箱?。▋H40kg），加上潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)油泵出后很難回到原油箱，這樣40kg的小油箱開車后不久被吸干。不少機(jī)油跑到切削油的大油箱里，為保持平衡，不少機(jī)床用戶將切削和潤(rùn)滑兩只大小油箱聯(lián)通，造成潤(rùn)滑油箱內(nèi)全是被嚴(yán)重污染的切削油，致使機(jī)床磨損嚴(yán)重、精度下降快。改進(jìn)辦法是：推廣采用切削潤(rùn)滑兩用油（例RQ兩用潤(rùn)滑油）；在原潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵后再加裝一只精過濾器，確保機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)的清潔；取消切削油箱，采用二硫化鉬蠟筆潤(rùn)滑刀具或者采用氣相潤(rùn)滑干切削裝置等。 3高速切削蝸桿是否一定要用氯化石蠟？切削油加氯化石蠟生產(chǎn)效率可提高10倍以上，但氯化石蠟是有毒有害物質(zhì)，

17、不能長(zhǎng)期使用。改用MoS2油劑做切削液，可取得同樣的效果。 4凸輪軸深孔加工的潤(rùn)滑：某廠加工8mmX800mm凸輪軸深孔時(shí)，因切削液選用不當(dāng)，每加工一件要修磨深孔鉆頭三次。自從在原切削液中添加5%7%“ER”金屬調(diào)理劑后因刀具與工件間潤(rùn)滑性能大大改善，在其它條件相同的工況下，每加工3件凸輪軸深孔才修磨一次鉆頭，深孔鉆頭壽命延長(zhǎng)9倍。 5大型磨床修砂輪時(shí)產(chǎn)生火花不勻怎么辦？對(duì)砂輪進(jìn)行修整時(shí)，時(shí)常發(fā)生修磨火花不均勻的難題，特別是在微進(jìn)給（ap=0.015mm）時(shí)更嚴(yán)重，為此在機(jī)修人員的配合下，筆者在磨頭主軸箱（原液體）內(nèi)加入油性添加劑以提高軸承的油膜強(qiáng)度，這樣在修磨砂輪時(shí)來自金剛石筆的徑向推力傳到

18、軸承時(shí)不再發(fā)生邊界潤(rùn)滑，修磨火花就均勻了。 6磨床死頂尖的潤(rùn)滑：在磨削細(xì)長(zhǎng)軸（包括車削）時(shí)，死頂尖與工件中心孔間潤(rùn)滑問題往往被當(dāng)作小事而易忽視，經(jīng)常隨手加些黃油（鈣基脂）在頂尖處算潤(rùn)滑了，但有時(shí)對(duì)一些大工件（細(xì)長(zhǎng)軸）因負(fù)荷重，加上頂尖處潤(rùn)滑脂易被乳化液沖稀潤(rùn)滑失效，結(jié)果產(chǎn)生中心孔被咬毛，死頂尖燒傷，直接影響工件加工精度，更嚴(yán)重的有時(shí)發(fā)生頂尖斷裂，工件飛出傷人事故。經(jīng)分析，因工件中心與頂尖這對(duì)摩擦副接觸面積小，單位面積負(fù)載大，潤(rùn)滑條件苛刻所致，后改用既耐水又磨的MoS2鋰基脂，上述問題便解決。 7帶鋸斷帶與潤(rùn)滑劑關(guān)系：G4020帶鋸床生產(chǎn)效率很高，但鋸帶經(jīng)常斷裂，用摩擦學(xué)理論進(jìn)行分析，原帶鋸床用普通乳化液潤(rùn)滑性欠佳，工件作用在鋸帶上摩擦阻力太大，造成環(huán)形鋸帶斷裂。為此