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不同切削條件下切削液的選擇

  在機(jī)械切削加工中,使用數(shù)控機(jī)床切削時(shí),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(zhì)合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等;按機(jī)床劃分,主要有明確要求使用油基切削液的機(jī)床、沒有要求的機(jī)床、單件小批量生產(chǎn)類型的機(jī)床以及成批生產(chǎn)或自動(dòng)生產(chǎn)線(柔性制造系統(tǒng))等。
  對(duì)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(zhì)量指標(biāo)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(duì)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(zhì)量、延長刀具使用壽命以及提高加工效率。
  一、粗加工
  1、當(dāng)數(shù)控機(jī)床需要粗、精加工分開或工件不在一臺(tái)機(jī)床完成時(shí),就可以按粗、精加工的特性選擇切削液。粗加工時(shí),背吃刀量和進(jìn)給量均較大,導(dǎo)致切削阻力大,因而產(chǎn)生大量的切削熱,傳給工件和刀具的熱量也相應(yīng)地增多,使得工件的熱變形和刀具的磨損加劇,應(yīng)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(xù)澆注。在車削等屬于連續(xù)加工或粗加工余量均勻時(shí),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(biāo)。
  2、在銑削或加工形狀不規(guī)則、余量不均勻和斷續(xù)加工時(shí),切削速度要比連續(xù)均勻加工低,切削熱的影響要比沖擊和振動(dòng)對(duì)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(jī)床條件允許時(shí),在孔加工、切斷時(shí)可以使用帶內(nèi)部供液孔的內(nèi)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(shí)使用噴霧供液,均能起到較好效果。
  3、粗加工的工件一般留有加工余量,同時(shí),加工難加工材料和有色金屬材料時(shí),表面粗糙度精度指標(biāo)要求不高,因此,加工難加工材料和有色金屬材料時(shí),粗加工對(duì)切削液中的化學(xué)成分要求不高,可以使用水基極壓乳化液。
  4、粗加工鑄鐵和脆性有色金屬時(shí),這些材料切削時(shí)共同的特點(diǎn)是切屑呈崩碎狀,細(xì)小的切屑碎末在切削液的沖擊下呈流動(dòng)狀態(tài),隨切削液循環(huán)時(shí)流經(jīng)切削液箱時(shí)大部分會(huì)沉積,一部分隨切削液流動(dòng),聚集在切削液輸送管細(xì)小部位便會(huì)堵塞冷卻噴管,并使切屑黏附在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件(如導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副)上。同時(shí)切削液與鑄鐵中某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致切削液變質(zhì),引起切削液性能下降。
  由于使用切削液會(huì)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(shí),可以考慮使用抽塵裝置,以吸走粉塵、細(xì)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(zhì)和濃度下降的預(yù)防工作。粗加工時(shí),與精加工相比,切削液的濃度要低一些。
  二、精加工
  1、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(shí),使用油基切削液雖然能夠保證工件表面質(zhì)量,延長刀具使用壽命,但其所含的礦物油的粘度和閃點(diǎn)低,經(jīng)常產(chǎn)生油煙、油霧和油蒸氣,同時(shí)分解有毒成分,影響生產(chǎn)環(huán)境,損害操作者的身心健康。所以精加工高速切削時(shí),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(shí),切削溫度低,不易產(chǎn)生上述問題。為了保證工件的加工精度,宜使用油基切削液。
  2、相對(duì)于粗加工而言,精加工時(shí)的切削速度高,切屑變形產(chǎn)生的切削熱比刀具后刀面摩擦產(chǎn)生的切削熱低,切削力小,即使高速切削,切削熱對(duì)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(shí),相對(duì)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(qū),會(huì)使刀具極易出現(xiàn)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(zhì)量達(dá)不到要求,仍然需要更換刀具。所以精加工時(shí),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(zhì)量要求。
  3、.低速精加工黑色金屬材料時(shí),可以選用活性極壓切削油;低速精加工有色金屬時(shí),宜選用非活性極壓切削油;高速精加工有色金屬時(shí),可以選用非活性極壓添加劑的乳化液。
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