不同金屬切削條件下切削液的選擇
在機械切削加工中，使用數控機床切削時，按切削加工方法劃分，主要有車削、銑削、鉆削和鏜削等；按去除材料多少劃分，有粗加工、半精加工和精加工；按使用切削刀具材料劃分，有高速鋼、硬質合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等；按機床劃分，主要有明確要求使用油基切削液的機床、沒有要求的機床、單件小批量生產類型的機床以及成批生產或自動生產線（柔性制造系統）等。
對于不同方式的切削加工，相同金屬的切除特性是不一樣的，加工難度的變化也是差別明顯。例如，同樣使用Q235碳素鋼材料，在保證表面粗糙度質量指標上，加工螺紋要難于切削其他表面；精加工要難于粗加工。較難的切削加工對切削液的要求也較高。正確使用切削液能夠有效保證加工質量、延長刀具使用壽命以及提高加工效率。
1.粗加工
當數控機床需要粗、精加工分開或工件不在一臺機床完成時，就可以按粗、精加工的特性選擇切削液。粗加工時，背吃刀量和進給量均較大，導致切削阻力大，因而產生大量的切削熱，傳給工件和刀具的熱量也相應地增多，使得工件的熱變形和刀具的磨損加劇，應該選擇以冷卻為主并具有一定潤滑清洗和防銹作用的水基切削液，并且要大流量連續澆注。在車削等屬于連續加工或粗加工余量均勻時，切削熱是著重考慮的問題，切削液的冷卻作用是首先衡量的指標。
在銑削或加工形狀不規則、余量不均勻和斷續加工時，切削速度要比連續均勻加工低，切削熱的影響要比沖擊和振動對刀具和工件的影響小，切削液的潤滑和冷卻作用要均衡考慮。機床條件允許時，在孔加工、切斷時可以使用帶內部供液孔的內孔車、鏜刀和切槽刀，或使用壓力供液，以及粗加工難加工材料時使用噴霧供液，均能起到較好效果。
粗加工的工件一般留有加工余量，同時，加工難加工材料和有色金屬材料時，表面粗糙度精度指標要求不高，因此，加工難加工材料和有色金屬材料時，粗加工對切削液中的化學成分要求不高，可以使用水基極壓乳化液。
粗加工鑄鐵和脆性有色金屬時，這些材料切削時共同的特點是切屑呈崩碎狀，細小的切屑碎末在切削液的沖擊下呈流動狀態，隨切削液循環時流經切削液箱時大部分會沉積，一部分隨切削液流動，聚集在切削液輸送管細小部位便會堵塞冷卻噴管，并使切屑黏附在機床的運動部件（如導軌運動副）上。同時切削液與鑄鐵中某些成分發生化學反應，導致切削液變質，引起切削液性能下降。由于使用切削液會帶來這些難題，一般不使用切削液。為了減少粉塵和切削熱的影響，條件具備時，可以考慮使用抽塵裝置，以吸走粉塵、細小切屑和一部分熱量。如果使用切削液，易使用水基切削液，并一定做好切削液過濾和凈化、防止切削液變質和濃度下降的預防工作。粗加工時，與精加工相比，切削液的濃度要低一些。
2.精加工
精加工按切削速度劃分，有高速精加工和低速精加工之分。高速精加工時，使用油基切削液雖然能夠保證工件表面質量，延長刀具使用壽命，但其所含的礦物油的粘度和閃點低，經常產生油煙、油霧和油蒸氣，同時分解有毒成分，影響生產環境，損害操作者的身心健康。所以精加工高速切削時，盡可能地使用水基切削液中含極壓添加劑的乳化液或微乳化液，且其濃度要高于粗加工的濃度。低速精加工時，切削溫度低，不易產生上述問題。為了保證工件的加工精度，宜使用油基切削液。
相對于粗加工而言，精加工時的切削速度高，切屑變形產生的切削熱比刀具后刀面摩擦產生的切削熱低，切削力小，即使高速切削，切削熱對工件的熱變形也沒有粗加工明顯，刀具之所以使用切削液主要是減少刀具后刀面的磨損。刀具在精加工時，相對切削速度較高，切屑從工件上切除的瞬間的溫度是很高的，即便使用切削液，若因切削液的滲透性不好或壓力不夠，切削液沒有充分滲透到切削區，會使刀具極易出現后刀面磨損，即使刀具仍然能夠使用，卻使工件表面粗糙度質量達不到要求，仍然需要更換刀具。所以精加工時，一定要使用潤滑效果顯著、滲透性好的切削液，以延長刀具的使用壽命，保證工件的加工精度和表面粗糙度質量要求。
低速精加工黑色金屬材料時，可以選用活性極壓切削油；低速精加工有色金屬時，宜選用非活性極壓切削油；高速精加工有色金屬時，可以選用非活性極壓添加劑的乳化液。
3.孔加工
在數控加工中，孔加工主要指鉆孔、鉸孔、在車床上車削內孔和在鏜床上鏜孔。由于排屑、散熱困難，刀具（桿）剛性差，孔加工的切削速度要低于外輪廓加工，難度也要高于外輪廓加工。
鉆孔時使用一般的麻花鉆鉆孔，屬于粗加工，鉆削時排屑困難，不易散發切削熱，往往造成刀刃退火，影響鉆頭使用壽命及加工效率。選用性能好的切削液，可以使鉆頭的壽命顯著延長，生產率也明顯提高。一般選用極壓乳化液或極壓合成切削液。極壓合成切削液表面張力低，滲透性好，能及時冷卻鉆頭，對延長刀具壽命、提高加工效率十分有效。對于不銹鋼、耐熱合金等難切削材料，可選用低粘度的極壓切削油。
鉆孔時，無論是普通鉆孔還是深孔鉆孔，散熱條件差，會產生大量的切削熱，切屑的排出方向與鉆頭的進給方向相反，切削液需滲入鉆頭刃部才能潤滑、冷卻和輔助排屑，切削液首先應該具備良好的滲透性，并且供液方式、流量和壓力也要滿足要求。
在提高鉆頭壽命指標上，油基切削液總體好于水基切削液，水基切削液中極壓微乳液更好，油基切削液中低粘度的活性硫化油是所有切削液中整體性能更好的。
由于鉸削屬于精加工中低速薄屑切削加工，鉸孔時，應該著重考慮鉸孔的尺寸精度和表面粗糙度精度兩項質量指標以及鉸刀保持精度的使用壽命指標。
在控制孔徑指標上，油基切削液均使孔徑擴大，礦物油使孔徑擴大量較大，極壓切削油較小，活性硫化、氯化油更小；水基切削液使孔徑減小，含硫極壓微乳液、微乳液使孔徑減少更大，乳化液居中，合成切削液更小。鑒于此，為了控制鉸孔尺寸，使用新鉸刀時，使用水基切削液，使孔不易擴大，當鉸刀磨損至一定程度時，可以使用油基切削液，使孔徑稍微擴大。
在降低鉸孔的表面粗糙度這一指標上，使用水基切削液要比使用油基切削液效果好。油基切削液中，活性硫化氯化油效果更好，然后依次是含氯極壓油、混合礦物油，純礦物油更差；水基切削液中，乳化液、微乳液、含硫極壓微乳液的效果基本相同，合成切削液更差。
在控制鉸刀使用壽命方面，油基切削液中的非活性極壓切削油和減摩切削油性能更好；水基切削液中，合成切削液更差。
除浮動鏜刀外，車削內孔與鏜削都屬于單刃切削，散熱條件比外圓差，切削液使用時與鉆孔和鉸孔一樣，要適當增加流量和壓力。
4.螺紋加工
螺紋加工屬于成形加工，攻、套螺紋時，屬于多刃低速切削，刀刃被切削材料所包圍，切削力矩大，排屑較困難，熱量不能及時由切屑帶走，切屑碎片擠塞并且容易產生振動，刀具容易磨損。尤其攻螺紋時切削條件更苛刻：排屑空間狹小、切屑不易折斷和流出，攻絲和排屑產生較大的切削力、摩擦力，極易導致絲錐崩刃和折斷。要求切削液同時具備較低的摩擦系數和較好的滲透性，以減少刀具的摩擦阻力和延長刀具使用壽命。
切削黑色金屬材料時，一般應選用硫、氯添加劑成分較多，低粘度，滲透性好的油基切削液。
使用高速鋼低速車削螺紋時，其切削液與攻、套螺紋選用的原則相同。使用硬質合金刀具車削螺紋，其切削速度快，沖擊力大，切削溫度高，切削刃面積小，承受的切削力大，螺紋牙型精度要求高，不易產生積屑瘤和鱗刺等影響螺紋表面質量的問題，對刀具的使用壽命指標要求高，要求切削液冷卻、潤滑、滲透性能同時具備，應選用含極壓添加劑的水基切削液為宜。
5.不同刀具材料
很多時候，為了避免刀具受熱不均導致破損，使用硬質合金刀具切削時，習慣采用干切削。但在數控機床上，從效率、綜合成本、加工質量全面衡量，最好使用切削液。使用硬質合金刀具加工時，切削速度相對較高時，一般使用水基切削液，要大流量連續使用并注意觀察，保證噴嘴始終對準切削位置；使用高速鋼刀具切削，切削速度較低時，一般使用以潤滑為主的油基切削液。
使用陶瓷刀具、金屬陶瓷刀具、金剛石和立方氮化硼刀具主要適用于高速切削、干切削以及硬切削等加工方式，可以不使用切削液。有時，為了避免切削溫度過高，使用這些刀具多數情況下也要使用切削液。由于切削速度高，使用水基切削液為宜。
6.結語
在數控切削過程中，合理使用切削液對提高加工效率、改善加工質量、延長刀具使用壽命以及降低綜合成本具有十分重要的作用。但是切削液在使用過程中會對加工者造成健康危害；廢液處理和排放也會對環境造成污染。針對綠色制造的提出，加工者應該探索不用切削液或少用切削液完成加工任務，相關企業和科研機構也應不斷研發性能更好、綠色環保、通用性好和經濟性好的切削液，來滿足切削液使用者的要求。機床的管理者、加工工藝技術人員和機床操作者應該及時跟蹤、關注，并積極推廣和使用新型環保切削液以及新型冷卻潤滑技術，以便能夠選用更合適的切削液及技術應用于生產實際中。
上一篇：乳化切削液變質發臭的主要原因
下一篇： 沒有了
蘇公網安備 32128202000154號