機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第三章 第6節(jié) 切削液

1、 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第六節(jié)第六節(jié) 切削液切削液 本節(jié)主要內(nèi)容：本節(jié)主要內(nèi)容： 一、切削液的分類一、切削液的分類 二、切削液的作用二、切削液的作用 三、切削液的選擇和使用三、切削液的選擇和使用 一、切削液的分類一、切削液的分類 3. 3. 切削油切削油 主要成分是礦物油，加入少量的油性添加劑、極主要成分是礦物油，加入少量的油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，壓添加劑和防銹添加劑，可提高其潤滑和防銹性能?？商岣咂錆櫥头冷P性能。 切削中施加切削液，可改善切削摩擦，降低切削力和切削溫切削中施加切削液，可改善切削摩擦，降低切削力和切削溫度，提高刀具耐用度，抑制積屑瘤的生長。度

2、，提高刀具耐用度，抑制積屑瘤的生長。 2. 2. 乳化液乳化液 由礦物油、乳化劑及添加劑配成的乳化油，用由礦物油、乳化劑及添加劑配成的乳化油，用95%98%的水稀釋而成，的水稀釋而成，其冷卻作用良好。加入一定的油性和其冷卻作用良好。加入一定的油性和防銹添加劑，可具有防銹作用。防銹添加劑，可具有防銹作用。 1. 1. 水溶液水溶液 主要成分是水，加入一定的添加劑，主要成分是水，加入一定的添加劑，形成既能保形成既能保持冷卻，又有防銹和一定的潤滑性能的切削液。持冷卻，又有防銹和一定的潤滑性能的切削液。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第六節(jié)第六節(jié) 切削液切削液 二、二、 切削液的作用切削

3、液的作用 當(dāng)?shù)毒卟牧系哪蜔嵝暂^差、工件材料的熱膨脹系數(shù)較大，以當(dāng)?shù)毒卟牧系哪蜔嵝暂^差、工件材料的熱膨脹系數(shù)較大，以及兩者的導(dǎo)熱性能較差，切削速度較高時(shí)，利用切削液冷卻非及兩者的導(dǎo)熱性能較差，切削速度較高時(shí)，利用切削液冷卻非常重要。常重要。 切削液的冷卻性能取決于導(dǎo)熱系數(shù)、汽化熱、汽化速度、流切削液的冷卻性能取決于導(dǎo)熱系數(shù)、汽化熱、汽化速度、流量、流速等因素。量、流速等因素。 一般水溶液的冷卻性能最好，油類最差，乳化液介于兩者之一般水溶液的冷卻性能最好，油類最差，乳化液介于兩者之間而接近于水。間而接近于水。 1. 1. 切削液的冷卻作用切削液的冷卻作用 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制

4、 第六節(jié)第六節(jié) 切削液切削液 當(dāng)切屑、工件與刀具界面間存在油膜，形成流體潤滑摩擦?xí)r，當(dāng)切屑、工件與刀具界面間存在油膜，形成流體潤滑摩擦?xí)r，切削液才能得到較好的潤滑效果。切削液才能得到較好的潤滑效果。 2 2）多數(shù)難切削金屬的加工，多數(shù)難切削金屬的加工，屬于極壓潤滑膜狀態(tài)，須靠極屬于極壓潤滑膜狀態(tài)，須靠極壓添加劑形成潤滑膜。來提高潤滑作用。壓添加劑形成潤滑膜。來提高潤滑作用。 金屬切削中，大多屬于邊界潤滑。這時(shí)潤滑液的承載能力取金屬切削中，大多屬于邊界潤滑。這時(shí)潤滑液的承載能力取決于潤滑液中的決于潤滑液中的“油性油性潤滑膜潤滑膜”。 1 1）一般金屬的低速精加工切削時(shí)，一般金屬的低速精加工切削時(shí)

5、，主要是添加動(dòng)物、植物主要是添加動(dòng)物、植物和礦物油脂的油性添加劑，來提高潤滑作用。和礦物油脂的油性添加劑，來提高潤滑作用。 2. 2. 切削液的潤滑作用切削液的潤滑作用 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第六節(jié)第六節(jié) 切削液切削液 為減小工件、機(jī)床、刀具受空氣、水分的腐蝕，要求切削液為減小工件、機(jī)床、刀具受空氣、水分的腐蝕，要求切削液具有防銹作用。具有防銹作用。 防銹性能防銹性能取決于切削液本身的性能和加入的防銹劑的作用。取決于切削液本身的性能和加入的防銹劑的作用。 當(dāng)切削產(chǎn)生碎屑或粉屑（磨削）時(shí)，需要切削液有良好的清當(dāng)切削產(chǎn)生碎屑或粉屑（磨削）時(shí)，需要切削液有良好的清洗作用。洗作用

6、。 清洗性能與滲透性、流動(dòng)性和使用壓力有關(guān)。清洗性能與滲透性、流動(dòng)性和使用壓力有關(guān)。通常在切削液通常在切削液中加入劑量較大的活性劑、水和少量礦物油，提高清洗效果。中加入劑量較大的活性劑、水和少量礦物油，提高清洗效果。同時(shí)提供一定的壓力，提高沖刷能力。同時(shí)提供一定的壓力，提高沖刷能力。 3. 3. 切削液的清洗作用切削液的清洗作用 4. 4. 切削液的防銹作用切削液的防銹作用 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第六節(jié)第六節(jié) 切削液切削液 4. 4. 硬質(zhì)合金刀具精加工硬質(zhì)合金刀具精加工 也選用以冷卻作用為主的切削液，也選用以冷卻作用為主的切削液，還應(yīng)適當(dāng)注意提高其潤滑性能。還應(yīng)適當(dāng)注意

7、提高其潤滑性能。 三、三、 切削液的選擇和使用切削液的選擇和使用 根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法和加工要求來選擇。根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法和加工要求來選擇。 1. 1. 高速鋼刀具粗加工高速鋼刀具粗加工 應(yīng)選用以冷卻作用為主的切削液。應(yīng)選用以冷卻作用為主的切削液。 2. 2. 硬質(zhì)合金刀具粗加工硬質(zhì)合金刀具粗加工 可不用切削液。必要時(shí)可采用低濃可不用切削液。必要時(shí)可采用低濃度的乳化液和水溶液，但必須連續(xù)地、充分地澆注。度的乳化液和水溶液，但必須連續(xù)地、充分地澆注。 3. 3. 高速鋼刀具中、低速精加工（如鉸削、拉削）高速鋼刀具中、低速精加工（如鉸削、拉削） 應(yīng)選用潤滑應(yīng)選用潤滑性能好

8、的極壓切削液或高濃度的極壓乳化液。性能好的極壓切削液或高濃度的極壓乳化液。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第六節(jié)第六節(jié) 切削液切削液 本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容 一、選擇切削用量的原則一、選擇切削用量的原則 二、二、ap、f 和和v 值的選定值的選定 三、三、切削用量最優(yōu)化概念切削用量最優(yōu)化概念 本節(jié)中心思想：本節(jié)中心思想： 根據(jù)合理刀具耐用度的分析，討論如何選擇合理的切削用量。根據(jù)合理刀具耐用度的分析，討論如何選擇合理的切削用量。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 一、選擇切削用量的原則一、選擇切削用量的原則 選擇合理切削用量

9、選擇合理切削用量的意義的意義 選擇選擇宗旨宗旨 切削用量的選擇必須與刀具耐用度的選擇相聯(lián)系。切削用量的選擇必須與刀具耐用度的選擇相聯(lián)系。 在機(jī)床、刀具和工件條件一定的情況下，合理選擇在機(jī)床、刀具和工件條件一定的情況下，合理選擇 af、f、v，能充分發(fā)揮機(jī)床和刀具的功能，保證加工質(zhì)量，降低加工成本，能充分發(fā)揮機(jī)床和刀具的功能，保證加工質(zhì)量，降低加工成本，取得生產(chǎn)的最大效益。取得生產(chǎn)的最大效益。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 根據(jù)切削用量與刀具耐用度根據(jù)切削用量與刀具耐用度T 的關(guān)系已知，影響的關(guān)系已知，影響 T 最大的是最大的是v，最小的

10、是最小的是af。 在確保在確保T 時(shí)，時(shí)，v、f、ap 對(duì)生產(chǎn)率對(duì)生產(chǎn)率P 的影響程度不同。的影響程度不同。 1. 1. 切削用量與加工生產(chǎn)率的關(guān)系切削用量與加工生產(chǎn)率的關(guān)系 外圓縱車時(shí)，按切削工時(shí)外圓縱車時(shí)，按切削工時(shí)tm 計(jì)算的生產(chǎn)率計(jì)算的生產(chǎn)率P為為mtP1 pvfaAP0 wwpLdfvaP1000 得得 因因tm 與與工件轉(zhuǎn)速工件轉(zhuǎn)速、毛坯直徑、工件切削長度、加工余量有關(guān)。毛坯直徑、工件切削長度、加工余量有關(guān)。 即：提高即：提高v、f、ap ，都能提高切削生產(chǎn)率。都能提高切削生產(chǎn)率。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 根據(jù)根據(jù) ，

11、選用一定的切削條件進(jìn)行計(jì)算，選用一定的切削條件進(jìn)行計(jì)算，得到如下結(jié)果：得到如下結(jié)果： 75. 025. 25pvafvCT 小結(jié)小結(jié): 增大增大ap 比增大比增大 f 更有利于提高生產(chǎn)率更有利于提高生產(chǎn)率P ；切削速度；切削速度v高高過一定的臨界值時(shí)，生產(chǎn)率過一定的臨界值時(shí)，生產(chǎn)率P 反而會(huì)降低。反而會(huì)降低。 1 1）ap 增至增至3ap， f 不變，若刀具不變，若刀具仍仍保持合理的保持合理的T ，則，則v 必須必須降低降低15%，此時(shí)，此時(shí) 。PPpa5 . 23 2 2）f 增至增至3 f ，ap 不變，若刀具不變，若刀具仍仍保持合理的保持合理的T ，則，則v 必須必須降低降低32%，此時(shí)

12、，此時(shí) 。PPf8 . 13 3 3）v 增至增至3v，f 不變、不變、ap 因加工余量不變因加工余量不變，此時(shí)，此時(shí) 即生產(chǎn)率大為降低。即生產(chǎn)率大為降低。,13. 03PPv 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 pvfaAP0 2. 2. 切削用量的選用原則切削用量的選用原則 優(yōu)選切削用量，就是要選擇切削用量三要素的最佳組合。優(yōu)選切削用量，就是要選擇切削用量三要素的最佳組合。 在保持刀具合理耐用度在保持刀具合理耐用度T 的前提下，使生產(chǎn)率的前提下，使生產(chǎn)率 保持最大。保持最大。pvfaAP0 切削用量的選用原則切削用量的選用原則 1 1）首

13、先選擇盡可能大的首先選擇盡可能大的 ap ； 2 2）其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件，或已加工表面粗糙其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件，或已加工表面粗糙度要求，選擇盡可能大的度要求，選擇盡可能大的 f ； 3 3）最后利用設(shè)計(jì)手冊(cè)或計(jì)算公式確定最后利用設(shè)計(jì)手冊(cè)或計(jì)算公式確定v 。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 二、二、ap、f 和和v 值的選定值的選定 1. 1. 背吃刀量背吃刀量ap 的選定的選定 1 1）粗加工時(shí)，表面粗糙度為粗加工時(shí)，表面粗糙度為Ra8020m，為提高生產(chǎn)效率，為提高生產(chǎn)效率，一次走刀盡可能切除全部加工余量。取一次走

14、刀盡可能切除全部加工余量。取 ap = 46mm。 2 2）半精加工時(shí)，表面粗糙度為半精加工時(shí)，表面粗糙度為Ra105m，兼顧生產(chǎn)率和加，兼顧生產(chǎn)率和加工精度，工精度，取取 ap = 0.52mm 。 3 3）精加工時(shí)，表面粗糙度為精加工時(shí)，表面粗糙度為Ra2.51.25m，為保證加工精，為保證加工精度，取度，取 ap = 0.10.4mm 。 4 4）加工表層有硬皮的鑄、鍛件或加工硬化嚴(yán)重的材料時(shí)，加工表層有硬皮的鑄、鍛件或加工硬化嚴(yán)重的材料時(shí)，盡量使盡量使ap 超過硬皮或硬化層厚度，防止刀刃過早磨損。超過硬皮或硬化層厚度，防止刀刃過早磨損。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七

15、節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 2. 2. 進(jìn)給量進(jìn)給量 f 的選定的選定 粗加工時(shí)粗加工時(shí)，切削力較大，合理切削力較大，合理 f 主要受到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)主要受到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀具強(qiáng)度與剛度、工件裝夾剛度等因素的限制。度、刀具強(qiáng)度與剛度、工件裝夾剛度等因素的限制。 精加工時(shí)，精加工時(shí)，合理合理 f 主要受到加工精度和表面粗糙度的限制。主要受到加工精度和表面粗糙度的限制。 生產(chǎn)中大多采用查表法確定合理的進(jìn)給量生產(chǎn)中大多采用查表法確定合理的進(jìn)給量 1 1）粗加工時(shí)粗加工時(shí)，根據(jù)工件材料、工件直徑及已確定的被吃刀量根據(jù)工件材料、工件直徑及已確定的被吃刀量ap ，來選擇來選擇 f ； 2

16、2）半精加工和精加工時(shí)半精加工和精加工時(shí)，按加工表面粗糙度要求，根據(jù)工件按加工表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑，切削速度材料、刀尖圓弧半徑，切削速度 v 來選擇來選擇 f 。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 3. 3. 切削速度切削速度 v 的選定的選定 在在 ap、f 選定后，根據(jù)合理的刀具耐用度來選定速度選定后，根據(jù)合理的刀具耐用度來選定速度v 。 如如 車削速度的計(jì)算式車削速度的計(jì)算式: :vyxpmvKfaTCvvv Kv為切削速度修正系數(shù)，包括工件材料、刀具材料、刀為切削速度修正系數(shù)，包括工件材料、刀具材料、刀具主偏角

17、、副偏角、刀尖圓弧半徑等對(duì)切削速度的修正系數(shù)。具主偏角、副偏角、刀尖圓弧半徑等對(duì)切削速度的修正系數(shù)。 各種速度修正系數(shù)和各種速度修正系數(shù)和 Cv、xv、yv、m 等均可查閱手冊(cè)。等均可查閱手冊(cè)。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 切削速度切削速度 v 的選擇原則的選擇原則 1 1）粗車時(shí)，粗車時(shí)， ap、f 較大，選擇較低的較大，選擇較低的 v ；精車時(shí)，；精車時(shí)，ap、f 較較小，選擇較高的小，選擇較高的 v。 2 2）工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，選較低的

18、工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，選較低的v ；加工難加工材料加工難加工材料時(shí)，取較低的時(shí)，取較低的 v。 3 3）切削合金鋼比切削中碳鋼的切削合金鋼比切削中碳鋼的v 應(yīng)低應(yīng)低 20%30%；切削調(diào)質(zhì)；切削調(diào)質(zhì)鋼比切削正火、退火鋼的鋼比切削正火、退火鋼的v 應(yīng)應(yīng)低低 20%30% ；切削有色金屬比切；切削有色金屬比切削中碳鋼的削中碳鋼的 v 應(yīng)高應(yīng)高100%300%。 4 4）刀具材料的切削性能愈好，刀具材料的切削性能愈好， v 也選得愈高也選得愈高。 5 5）精加工時(shí)，精加工時(shí)，v的選取的選取應(yīng)避開積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域應(yīng)避開積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)

19、第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 三、三、切削用量最優(yōu)化概念切削用量最優(yōu)化概念 1. 1. T v 關(guān)系及關(guān)系及 lm v 關(guān)系的極值關(guān)系的極值 2. 2. 最佳切削溫度的概念最佳切削溫度的概念 對(duì)于一定的刀具和工件，用不同的對(duì)于一定的刀具和工件，用不同的切削用量加工時(shí)，都存在一個(gè)使刀具切削用量加工時(shí)，都存在一個(gè)使刀具磨損量最低，耐用度最高的磨損量最低，耐用度最高的最佳切削最佳切削溫度以及最佳切削速度溫度以及最佳切削速度v0。 如圖，從低速到高速過程中，如圖，從低速到高速過程中，T - -v， lm v的的關(guān)系式在某一速關(guān)系式在某一速度下刀具耐用度度下刀具耐用度T 和切削路程和切削路程 lm 都有最大值。且都有最大值。且lm 與與T 的最大的最大值所對(duì)應(yīng)的值所對(duì)應(yīng)的 v是不同的。是不同的。 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇切削用量的選擇 3. 3. 各種條件下的切削速度各種條件下的切削速度 如圖，最高刀具如圖，最高刀具T 的切削速度的切削速度vT、最