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摘要:随着科学技术和机械加工业的不断发展,一些新型、高性能的工程材料得到广泛应用,这些材料大都属于切削加工性很差的难切削材料。这就给切削加工带来了难题,为了解决这一难题,除了合理选择刀具材料、刀具的几何参数、切削用量、加工精度较高的机械设备及熟练的运用操作技术等条件外,合理的选用切削液也非常重要。
关键词:切削液 冷却 表面质量 选用
一、切削液的作用
在切削加工中,切削液一般情况下主要起着冷却作用。
1、冷却。在切削过程中,由于刀具和工件相互挤压且产生剧烈的摩擦,因此会产生大量的切削热量,这些热量会致使工件发生热变形,从而引起尺寸误差,影响零件的精度。为了减小这一影响,应将冷却液加注到切削的区域,快速的冲走切削并降低切削区域的温度,改善刀具的散热条件,延长刀具寿命等。
2、润滑。切削液能渗透到切削区域,能在工件、刀具与切削的微小间隙中形成一层很薄的薄膜,并起到润滑作用,能够抑制积削瘤的产生,有效的减少了刀具和工件间的摩擦系数并降低了切削力和切削热,从而提高了刀具的耐用度及已加工表面的精度等。
3、清洗。为避免切削过程中产生的细碎切削或磨削中的砂粒粘附在刀具或机床上,影响刀具寿命、加工表面的精度及机床精度等,在加工过程中,要求浇注切削液要有一定流量和压力,以便及时冲走切削或磨粒,提高刀具的耐用度及保证机床精度等。
4、防锈。在切削过程中,切削液的分解及氧化变质会产生腐蚀性介质,工件或机床的零部件与之接触也会发生腐蚀现象,因此要求切削液要有一定的防锈作用。
二、切削液的种类
在机械制造业,切削液的种类多种多样,其性能也各有优缺,通常应用最普遍的切削液是油基切削液和水基切削液。
1、水基切削液。水基切削液是将油剂用大量的水稀释的。一般分为乳化液,半合成切削液和合成切削油。
(1)乳化液。它是由水和乳化剂稀释配置而成。尤其具有较好的冷却性和流动性,也有一定的润滑效果,缺点是会因温度的增高,维护不当而变质发臭,清洁效果很差,大多应用于加工中心及数控机床等。
(2)半合成切削液。其添加剂和基础油的比例不等,具体应视情况而定,稀释液呈透明状或半透明状,清洁性比乳化液差,其润滑和防锈性能适中,寿命适中,适用于大部分切削加工。
(3)合成切削液。它是由添加剂配置而成,可节省能源,利于环保,它的清洗,防锈和冷却性能适中,有较好的可见性,适宜于现代化设备的加工和应用,但其成本较高,通常适用于研磨,部分做切削,但需增强其润滑作用。
2、油基切削液。油基切削液简称切削油,它主要用于齿轮加工、铣削加工、攻丝及难切削材料的加工,大致分为以下几种:
(1)矿物油。一般情况下,应用较普遍的矿物油有煤油、柴油、全系统用油等轻质油。它具有热稳定性好、不易分层、渗透和清洗作用比较明显等优点。
(2)动植物油。一般经常使用的动植物油有豆油、菜籽油、猪油、鲸油和羊毛脂等,它们的润滑效果比纯矿物油好,但易变质,应尽量少用或不用。
(3)普通复合切削油。它是在矿物油中添加一些添加剂调和配制而成,它的润滑、渗透和清洗效果比较明显,应用范围较广,多适用于多工位切削及多种材料的切削加工。
(4)极压切削油。它是在矿物油中添加氯、硫、磷系添加剂和有机金属化合物。它具有润滑效果明显,抗烧结,烧伤能力强,使用方便等优点。多用于多种切削加工工艺和难切削材料的加工等。
三、切削液的选用
切削液种类颇多,性能各有优劣,切削过程中应根据加工性质、刀具材料、工件材料及加工工艺等合理选用切削液。根据具体情况,对切削液的润滑、冷却、清洗及防锈作用,分别有所侧重地考虑。
1、根据加工性质选用。粗加工。粗加工时,由于切削用量较大,所以切削时会产生较大的切削力和切削热,这样容易加剧刀具的磨损,特别是高速钢刀具的磨损更为严重。此时应降低削温度,故要选用以冷却为主的冷却液。
精加工。精加工时,切削液主要起着润滑作用,以便有效的延长刀具寿命,提高零件的尺寸精度等。
半封闭加工。如钻孔,铰孔和深孔加工时,刀具处于半封闭状态,其刚度差,强度低且排屑和散热条件较差,这就加剧了刀具.磨损,进而降低了加工的精度,为解决这一难题,须选用黏度较低的极压乳化液。
磨削加工。加工時,其加工温度很高,并伴随有大量细碎磨屑的产生,为了避免工件的烧伤及变形,因此所选切削液必须有一定的冷却和清洗作用,并有适中的防锈和润滑效果,其中乳化液的应用是最为普遍的。
刀具材料
高速钢刀具。它的耐热性和坚韧性较好,适合于形状复杂和连续性切削加工,中低速切削加工时,一般选用乳化液;高速切削加工时,因为散发的热量较大,故要选用水基切削液。
硬质合金刀具。它具有高硬度和优良的耐热性。选用切削液时,尽可能使刀具均匀受热,以免崩刃。油基切削液的热传导性较差,它使刀具产生骤冷的危险性较小,所以一般选用油基切削液。
陶瓷刀具。这种材料的耐磨性较好,一般选用干切削,但要考虑刀具冷却均匀和避免温度过高,常采用水基切削液。
工件材料。
1) 一般钢件。粗加工时,宜选用乳化液,精加工时,宜选用硫化油。
2)难加工材料。材料中含有钨,钼,铬,钒等时,难以切削加工,宜选用极压乳化液。
四、切削液的使用方法及注意事项
(1)在开始切削加工之前,最好预先浇注冷却液,以便达到提前冷却刀具的目的。
(2) 高速切削及难切削材料加工时,切削液应连续充足的浇注在加工区域,以降低切削温度,同时也避免了刀具因骤冷而产生崩刃等现象。
(3)应根据实际工作量及其切削液使用寿命,定期彻底的更换切削液。
(4)铣削加工时,最好有两个喷嘴输送切削液,其中一个将切削液输送到切削区,另一个输出的把切削冲走,以降低切削温度,提高加工质量及生产效率等。
结束语
选用切削液时,要综合考虑所选切削液是否能满足加工要求,这样才能提高生产率,获取更高的生产效益。
参考文献
1. 《车工工艺学与技能训练》
2. 《金属切削原理与刀具》陆剑中 孙金宁主编
关键词:切削液 冷却 表面质量 选用
一、切削液的作用
在切削加工中,切削液一般情况下主要起着冷却作用。
1、冷却。在切削过程中,由于刀具和工件相互挤压且产生剧烈的摩擦,因此会产生大量的切削热量,这些热量会致使工件发生热变形,从而引起尺寸误差,影响零件的精度。为了减小这一影响,应将冷却液加注到切削的区域,快速的冲走切削并降低切削区域的温度,改善刀具的散热条件,延长刀具寿命等。
2、润滑。切削液能渗透到切削区域,能在工件、刀具与切削的微小间隙中形成一层很薄的薄膜,并起到润滑作用,能够抑制积削瘤的产生,有效的减少了刀具和工件间的摩擦系数并降低了切削力和切削热,从而提高了刀具的耐用度及已加工表面的精度等。
3、清洗。为避免切削过程中产生的细碎切削或磨削中的砂粒粘附在刀具或机床上,影响刀具寿命、加工表面的精度及机床精度等,在加工过程中,要求浇注切削液要有一定流量和压力,以便及时冲走切削或磨粒,提高刀具的耐用度及保证机床精度等。
4、防锈。在切削过程中,切削液的分解及氧化变质会产生腐蚀性介质,工件或机床的零部件与之接触也会发生腐蚀现象,因此要求切削液要有一定的防锈作用。
二、切削液的种类
在机械制造业,切削液的种类多种多样,其性能也各有优缺,通常应用最普遍的切削液是油基切削液和水基切削液。
1、水基切削液。水基切削液是将油剂用大量的水稀释的。一般分为乳化液,半合成切削液和合成切削油。
(1)乳化液。它是由水和乳化剂稀释配置而成。尤其具有较好的冷却性和流动性,也有一定的润滑效果,缺点是会因温度的增高,维护不当而变质发臭,清洁效果很差,大多应用于加工中心及数控机床等。
(2)半合成切削液。其添加剂和基础油的比例不等,具体应视情况而定,稀释液呈透明状或半透明状,清洁性比乳化液差,其润滑和防锈性能适中,寿命适中,适用于大部分切削加工。
(3)合成切削液。它是由添加剂配置而成,可节省能源,利于环保,它的清洗,防锈和冷却性能适中,有较好的可见性,适宜于现代化设备的加工和应用,但其成本较高,通常适用于研磨,部分做切削,但需增强其润滑作用。
2、油基切削液。油基切削液简称切削油,它主要用于齿轮加工、铣削加工、攻丝及难切削材料的加工,大致分为以下几种:
(1)矿物油。一般情况下,应用较普遍的矿物油有煤油、柴油、全系统用油等轻质油。它具有热稳定性好、不易分层、渗透和清洗作用比较明显等优点。
(2)动植物油。一般经常使用的动植物油有豆油、菜籽油、猪油、鲸油和羊毛脂等,它们的润滑效果比纯矿物油好,但易变质,应尽量少用或不用。
(3)普通复合切削油。它是在矿物油中添加一些添加剂调和配制而成,它的润滑、渗透和清洗效果比较明显,应用范围较广,多适用于多工位切削及多种材料的切削加工。
(4)极压切削油。它是在矿物油中添加氯、硫、磷系添加剂和有机金属化合物。它具有润滑效果明显,抗烧结,烧伤能力强,使用方便等优点。多用于多种切削加工工艺和难切削材料的加工等。
三、切削液的选用
切削液种类颇多,性能各有优劣,切削过程中应根据加工性质、刀具材料、工件材料及加工工艺等合理选用切削液。根据具体情况,对切削液的润滑、冷却、清洗及防锈作用,分别有所侧重地考虑。
1、根据加工性质选用。粗加工。粗加工时,由于切削用量较大,所以切削时会产生较大的切削力和切削热,这样容易加剧刀具的磨损,特别是高速钢刀具的磨损更为严重。此时应降低削温度,故要选用以冷却为主的冷却液。
精加工。精加工时,切削液主要起着润滑作用,以便有效的延长刀具寿命,提高零件的尺寸精度等。
半封闭加工。如钻孔,铰孔和深孔加工时,刀具处于半封闭状态,其刚度差,强度低且排屑和散热条件较差,这就加剧了刀具.磨损,进而降低了加工的精度,为解决这一难题,须选用黏度较低的极压乳化液。
磨削加工。加工時,其加工温度很高,并伴随有大量细碎磨屑的产生,为了避免工件的烧伤及变形,因此所选切削液必须有一定的冷却和清洗作用,并有适中的防锈和润滑效果,其中乳化液的应用是最为普遍的。
刀具材料
高速钢刀具。它的耐热性和坚韧性较好,适合于形状复杂和连续性切削加工,中低速切削加工时,一般选用乳化液;高速切削加工时,因为散发的热量较大,故要选用水基切削液。
硬质合金刀具。它具有高硬度和优良的耐热性。选用切削液时,尽可能使刀具均匀受热,以免崩刃。油基切削液的热传导性较差,它使刀具产生骤冷的危险性较小,所以一般选用油基切削液。
陶瓷刀具。这种材料的耐磨性较好,一般选用干切削,但要考虑刀具冷却均匀和避免温度过高,常采用水基切削液。
工件材料。
1) 一般钢件。粗加工时,宜选用乳化液,精加工时,宜选用硫化油。
2)难加工材料。材料中含有钨,钼,铬,钒等时,难以切削加工,宜选用极压乳化液。
四、切削液的使用方法及注意事项
(1)在开始切削加工之前,最好预先浇注冷却液,以便达到提前冷却刀具的目的。
(2) 高速切削及难切削材料加工时,切削液应连续充足的浇注在加工区域,以降低切削温度,同时也避免了刀具因骤冷而产生崩刃等现象。
(3)应根据实际工作量及其切削液使用寿命,定期彻底的更换切削液。
(4)铣削加工时,最好有两个喷嘴输送切削液,其中一个将切削液输送到切削区,另一个输出的把切削冲走,以降低切削温度,提高加工质量及生产效率等。
结束语
选用切削液时,要综合考虑所选切削液是否能满足加工要求,这样才能提高生产率,获取更高的生产效益。
参考文献
1. 《车工工艺学与技能训练》
2. 《金属切削原理与刀具》陆剑中 孙金宁主编