1)切削液的作用
切削液的主要作用是冷却作用和润滑作用,加入特殊添加剂后,还能起到清洗和防锈的作用,以保护机床、刀具、工件等不被周围介质腐蚀。
(1)冷却作用。切削液能从切削区域带走大量切削热,使切削温度降低,进而减少工件热变形,保证刀具切削刃强度,提高加工精度等。其冷却性能取决于它的热导率、比热容、汽化热、汽化速度、流量和流速等,但主要靠热传导。水的热导率为油的3~5倍,比热约为油的2倍,故水溶液的冷却作用最好,乳化液次之,切削油较差。
(2)润滑作用。切削液能渗入到刀具与切屑、加工表面之间形成润滑膜或化学吸附膜,减小摩擦。其润滑性能取决于切削液的渗透能力、形成润滑膜的能力和强度。
(3)清洗作用。切削液可以冲走切削区域和机床上的细碎切屑和脱落的磨粒,防止划伤已加工表面和机床导轨。清洗性能取决于切削液的流动性和使用压力。一般而言,合成切削液比乳化液和切削油的清洗作用好,乳化液浓度越低,清洗作用越好。
(4)防锈作用。在切削液中加入防锈剂,可在金属表面形成一层保护膜,起到防锈作用。防锈作用的强弱,取决于切削液本身的成分和添加剂的作用。
2)切削液的种类
(1)水溶液。水溶液的主要成分是水,其中加入了少量的防锈剂、清洗剂和润滑剂,因此冷却效果良好。常用的有电解水溶液和表面活性水溶液。电解水溶液是在水中加入各种电介质,它能渗透至表面油薄膜内部,起冷却作用,主要用于磨削、钻孔和粗车等加工。表面活性水溶液是在水中加入皂类、硫化蓖麻油等表面活性物质,来提高水溶液的润滑作用,主要用于精车、精铣和铰孔等。
(2)乳化液。乳化液是将乳化油(由矿物油和表面活性剂配成)用80%~95%的水稀释而成,用途广泛。低浓度的乳化液具有良好的冷却效果,主要用于普通磨削、粗加工等。高浓度的乳化液润滑效果较好,主要用于精加工等。(www.xing528.com)
(3)合成切削液。合成切削液由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成,不含油,具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈性能,热稳定性好,使用周期长。
(4)切削油。切削油主要是矿物油(如机械油、轻柴油、煤油等),少数采用动植物油或复合油。普通车削、攻丝时,可选择机油。精加工有色金属或铸铁时,可选择煤油。加工螺纹时,可选择植物油。在矿物油中加入一定量的油性添加剂和极压添加剂,能提高其高温、高压下的润滑性能,可用于精铣、铰孔、攻螺纹及齿轮加工。
相比之下,油基切削液润滑、防锈作用较好,但冷却、清洗作用较差;水溶液冷却、清洗作用较好,但润滑、防锈作用较差。
3)切削液的选择
切削液种类繁多,性能各异,加工中应根据加工性质、工艺特点、工件和刀具材料等具体技术情况进行选择。
(1)根据加工性质选用。粗加工时,主要以冷却为主。如用高速钢刀具切削,因其耐热性较差,粗车或粗铣碳素钢应选用3%~5%的乳化液或选用合成切削液,粗车或粗铣铜及其合金工件应选用5%~7%的乳化液。粗车或粗铣铸铁一般不用切削液;精加工时,主要是减小摩擦、保证加工质量,降低刀具磨损。可采用15%~20%的乳化液或极压切削油。
(2)根据工件材料选用。切削一般钢件,粗加工时选乳化液,精加工时选硫化乳化液;切削铸铁、铸铝等脆性金属一般不用切削液,以防细小的切屑堵塞冷却系统或黏附在机床上难以清除。但精加工时可选用黏度小的煤油或7%~10%的乳化液,以提高工件表面质量;切削铜合金和有色金属时,一般不用含硫的切削液,以免腐蚀工件表面;切削镁合金时,严禁使用乳化液作切削液,以防止发生燃烧事故,但可使用煤油或含4%的氟化钠溶液作切削液;切削不锈钢、耐热钢等难加工材料,应选10%~15%的极压切削油或极压乳化液。
(3)根据刀具材料选用。高速钢刀具耐热性较差,需采用切削液;硬质合金刀具耐热性好,通常不使用切削液。若使用切削液,必须连续、充分地供给,以防因骤冷骤热而导致刀片产生裂纹。切削某些硬度高、强度大、导热性差的工件时,切削温度较高,为防止硬质合金刀片与工件材料发生黏结和扩散磨损,应加注以冷却为主的、2%~5%的乳化液或合成切削液。若采用喷雾加注切削液,切削效果更好。
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