合理选用冷却润滑液,可以有效地减少切削过程中的摩擦,改善散热条件,从而降低切削力和切削温度,减少刀具磨损,提高刀具耐用度、切削效率和已加工表面质量,降低产品的加工成本。随着科学技术和机械加工工业的不断发展,特别是大量的难切削材料的应用和对产品零件加工质量要求越来越高,给切削加工带来了难题。为了解决这些难题,除合理选择别的切削条件外,合理选择切削液也尤为重要。
1)根据工件材料选择
(1)铸铁、青铜在切削时,一般不用切削液。精加工时,可用煤油。
(2)切削铝时,用煤油。
(3)切削有色金属时,不宜用含硫的切削液。
(4)切削镁合金时,用矿物油。
(5)切削一般钢时,采用乳化液。
(6)切削难切削的材料时,应采用极压切削液。
2)根据工艺要求和切削特点选择
(1)粗加工时,应选冷却效果好的切削液,如乳化液、极压乳化液等。
(2)精加工时,应选润滑效果好的切削液,如极压切削油或高浓度乳化液。(www.xing528.com)
(3)加工孔时,应选用浓度大的乳化液或极压切削液。
(4)深孔加工时,应选用含有极压添加剂浓度较低的切削液,如极压乳化液或极压切削油。
(5)磨削时,应选用冷却和清洗作用好的切削液,一般选用极压乳化液。
(6)用硬质合金、陶瓷和PCD、PCBN刀具切削时,一般不用切削液。要用时,必须自始至终地供给。PCBN刀具在切削时,不能用水质切削液。因为PCBN在1 000℃以上高温时,会与水起化学反应而被消耗。
3)根据刀具材料选择
(1)工具钢刀具。工具钢刀具的耐热温度在200~300℃,只能适用于一般材料的切削,在高温下会失去硬度。由于这种刀具耐热性能差,要求冷却液的冷却效果要好,因此一般以采用乳化液为宜。
(2)高速钢刀具。高速钢刀具是以铬、镍、钨、钼、钒(有的还含有铝)为基础的高级合金钢,它们的耐热性明显地比工具钢高,允许的最高温度可达600℃。与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比,高速钢有一系列优点,特别是它有较高的韧性,适用于几何形状复杂的工件和连续的切削加工,而且它还具有良好的可加工性和经济性。使用高速钢刀具进行低速和中速切削时,建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时,由于发热量大,以采用水基切削液为宜。若使用油基切削液会产生较多油雾,污染环境,而且容易造成工件烧伤,加工质量下降,刀具磨损增大。
(3)硬质合金刀具。用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和5%~10%的钴组成,它的硬度大大超过高速钢,最高允许工作温度可达1 000℃,具有优良的耐磨性能,在加工钢铁材料时,可减少切屑间的黏结现象。在选用切削液时,要考虑硬质合金对骤热的敏感性,尽可能使刀具均匀受热,否则会导致崩刃。在加工一般的材料时,经常采用干切削,但在干切削时,工件温升较高,使工件易产生热变形,影响工件加工精度。而且,在没有润滑剂的条件下进行切削,由于切削阻力大,使功率消耗增大,刀具的磨损也加快。硬质合金刀具价格较贵,所以从经济方面考虑,干切削也是不合算的。在选用切削液时,由于一般油基切削液的热传导性能较差,会使刀具产生骤冷的危险性要比水基切削液小,因此一般以选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在使用冷却液进行切削时,要注意均匀地冷却刀具,在开始切削之前,最好预先用切削液冷却刀具。对于高速切削,要用大流量切削液喷淋切削区,以免造成刀具受热不均匀而产生崩刃,亦可减少由于温度过高产生蒸发而形成的油烟污染。
(4)陶瓷刀具。陶瓷刀具用氧化铝、金属和碳化物在高温下烧结而成,这种材料的高温耐磨性比硬质合金还要好,一般采用干切削,但考虑到均匀的冷却和避免温度过高,也常使用水基切削液。
(5)金刚石刀具。金刚石刀具具有极高的硬度,一般使用干切削。为避免温度过高,也像陶瓷材料一样,常采用水基切削液。
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