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不同切削条件下切削液的选择

发布日期:2022-06-16

  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。
  一、粗加工
  1、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。
  2、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。
  3、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。
  4、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。同时切削液与铸铁中某些成分发生化学反应,导致切削液变质,引起切削液性能下降。
  由于使用切削液会带来这些难题,一般不使用切削液。为了减少粉尘和切削热的影响,条件具备时,可以考虑使用抽尘装置,以吸走粉尘、细小切屑和一部分热量。如果使用切削液,易使用水基切削液,并一定做好切削液过滤和净化、防止切削液变质和浓度下降的预防工作。粗加工时,与精加工相比,切削液的浓度要低一些。
  二、精加工
  1、精加工按切削速度划分,有高速精加工和低速精加工之分。高速精加工时,使用油基切削液虽然能够保证工件表面质量,延长刀具使用寿命,但其所含的矿物油的粘度和闪点低,经常产生油烟、油雾和油蒸气,同时分解有毒成分,影响生产环境,损害操作者的身心健康。所以精加工高速切削时,尽可能地使用水基切削液中含极压添加剂的乳化液或微乳化液,且其浓度要高于粗加工的浓度,低速精加工时,切削温度低,不易产生上述问题。为了保证工件的加工精度,宜使用油基切削液。
  2、相对于粗加工而言,精加工时的切削速度高,切屑变形产生的切削热比刀具后刀面摩擦产生的切削热低,切削力小,即使高速切削,切削热对工件的热变形也没有粗加工明显,刀具之所以使用切削液主要是减少刀具后刀面的磨损。
  刀具在精加工时,相对切削速度较高,切屑从工件上切除的瞬间的温度是很高的,即便使用切削液,若因切削液的渗透性不好或压力不够,切削液没有充分渗透到切削区,会使刀具极易出现后刀面磨损,即使刀具仍然能够使用,却使工件表面粗糙度质量达不到要求,仍然需要更换刀具。所以精加工时,一定要使用润滑效果显着、渗透性好的切削液,以延长刀具的使用寿命,保证工件的加工精度和表面粗糙度质量要求。
  3、.低速精加工黑色金属材料时,可以选用活性极压切削油;低速精加工有色金属时,宜选用非活性极压切削油;高速精加工有色金属时,可以选用非活性极压添加剂的乳化液。

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