第八講材料加工性和切削液

1、 4.3 4.3 切切 削削 液液了解切削液的作用和種類；添加劑的作用和種類；合理選用切削液的方法； 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：切削液的澆注方法。切削液的冷卻作用切削液的冷卻作用 （1）減少切屑、工件與刀具間的摩擦，從而減少切削熱的產(chǎn)生；（2）將產(chǎn)生的切削熱迅速帶走。 冷卻性能的好壞決定于導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、流量和流速等。 1-1切削液的作用切削液的作用切削液的潤滑作用切削液的潤滑作用 ：減少摩擦：減少摩擦 潤滑性能的好壞決定于滲透性、形成潤滑膜的能力和潤滑膜的強(qiáng)度。 1-1切削液的作用切削液的作用切削液的清洗作用切削液的清洗作用 清洗性能取決于切削液的流動(dòng)性和壓力。切削液的防銹作用切削液的防銹作用 在

2、切削液中加入防銹添加劑后，能在金屬表面形成保護(hù)膜，起到防銹作用。 1-1切削液的作用切削液的作用 1-2 切削液的分類切削液的分類 為了改善切削液的某種性能而加入的化學(xué)物質(zhì)，為了改善切削液的某種性能而加入的化學(xué)物質(zhì)，稱為添加劑。稱為添加劑。 分類：分類： （1）油性添加劑）油性添加劑 （2）極壓添加劑）極壓添加劑 （3）表面活性劑）表面活性劑 （4）防銹添加劑）防銹添加劑2 添加劑添加劑 含有極性分子，能形成比較牢固的吸附膜，起到滲透和潤滑的作用。 油性添加劑有動(dòng)植物油、脂肪酸、胺類、醇類及脂類。 油性添加劑切削液在油性添加劑切削液在200以下以下使用。使用。2 添加劑添加劑油性添加劑油性添加

3、劑 添加劑中含添加劑中含氯、硫和磷氯、硫和磷等化合物，在等化合物，在高溫下與金屬高溫下與金屬反應(yīng)反應(yīng)形成固體潤滑膜。形成固體潤滑膜。 適用于適用于400800高溫的情況，但硫與氯分別對(duì)高溫的情況，但硫與氯分別對(duì)有色金屬和鋼鐵有有色金屬和鋼鐵有腐蝕腐蝕作用，應(yīng)注意合理使用。作用，應(yīng)注意合理使用。2 添加劑添加劑極壓添加劑極壓添加劑l表面活性劑是一種有機(jī)化合物。表面活性劑是一種有機(jī)化合物。l作用：作用：乳化作用：乳化作用：它使礦物油微小顆粒穩(wěn)定分散在水中，形它使礦物油微小顆粒穩(wěn)定分散在水中，形成成乳化液乳化液；潤滑作用：潤滑作用：表面活性劑能吸附在金屬表面，形成潤滑表面活性劑能吸附在金屬表面，形成

4、潤滑膜，起潤滑作用。膜，起潤滑作用。2 添加劑添加劑表面活性劑表面活性劑 防銹添加劑防銹添加劑 防霉添加劑防霉添加劑抗泡沫添加劑抗泡沫添加劑 2 添加劑添加劑其它其它防銹添加劑防銹添加劑防霉添加劑防霉添加劑從工件材料方面考慮從工件材料方面考慮從加工要求考慮從加工要求考慮 合理選用切削液合理選用切削液對(duì)減輕刀具磨損、提高加工對(duì)減輕刀具磨損、提高加工表面質(zhì)量及加工精度起著重要的作用。表面質(zhì)量及加工精度起著重要的作用。1）切削鋼等塑性材料時(shí)，需用切削液。2）切削鑄鐵、青銅等脆性材料時(shí)可不用切削液。3）切削高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材料時(shí)，易選用極壓切削油或極壓乳化液。4）對(duì)于銅、鋁及其合金，可采用1

5、0%20%的乳化液或煤油等。1）粗加工，）粗加工，選用水溶液或選用水溶液或低濃度乳化液；低濃度乳化液； 2）精加工，精加工，選用極壓切選用極壓切削油或高濃度乳化液；削油或高濃度乳化液；3 切削液的合理選用切削液的合理選用從刀具方面考慮從刀具方面考慮 從加工方法方面考慮從加工方法方面考慮 1）高速鋼刀具耐熱性差，應(yīng)采用切削液。 2）硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，一般不用切削液，必須使用時(shí)可采用低濃度乳化液或多效切削液，且澆注時(shí)要充分連續(xù)，否則刀片會(huì)因冷熱不均而導(dǎo)致破裂。1）鉆孔、鉸孔、攻螺紋和拉削等工序鉆孔、鉸孔、攻螺紋和拉削等工序的刀具與已加工表面摩擦嚴(yán)重，易采用乳化液、極壓乳化液或極壓切削油。 2）

6、成型刀具、齒輪刀具成型刀具、齒輪刀具等價(jià)格昂貴，要求刀具使用壽命高，可采用極壓切削油（如硫化油等）。 3）磨削加工磨削加工溫度很高，還會(huì)產(chǎn)生大量的碎屑及脫落的沙粒，因此要求切削液應(yīng)具有良好的冷卻和清洗作用，常采用乳化液。133 切削液的合理選用切削液的合理選用 澆注法澆注法4 切削液的澆注方法切削液的澆注方法 高壓冷卻法：高壓冷卻法： 深孔加工時(shí)，常采用高壓冷卻法。深孔加工時(shí)，常采用高壓冷卻法。4 切削液的澆注方法切削液的澆注方法 噴霧冷卻法噴霧冷卻法4 切削液的澆注方法切削液的澆注方法 4.2 4.2 材料的切削加工性材料的切削加工性材料切削加工性的概念；影響材料切削加工性的因素；常用材料的

7、切削加工性； 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：改善材料切削加工性的方法。1 1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念 一、衡量材料切削加工性的指標(biāo)一、衡量材料切削加工性的指標(biāo)工件材料切削加工性：工件材料切削加工性：指材料被加工成合格零件的難易程度，指材料被加工成合格零件的難易程度， 是一個(gè)相對(duì)的概念。是一個(gè)相對(duì)的概念。 1. 1.以刀具使用壽命以刀具使用壽命T T 或切削速度或切削速度vT來衡量來衡量 相同切削條件相同切削條件比比T T ；T T 一定，一定，比速度比速度vT 或切除材料或切除材料體積。體積。3.3.以已加工表面質(zhì)量來衡量以已加工表面質(zhì)量來衡量 一般精加工，用一般精加工，用RaRa；精

8、密零件，用；精密零件，用加工硬化、殘余應(yīng)力。加工硬化、殘余應(yīng)力。2.2.以切削力或切削溫度來衡量以切削力或切削溫度來衡量 粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用力或功率粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用力或功率; ;導(dǎo)熱差用溫度。導(dǎo)熱差用溫度。4.4.以斷屑性能來衡量以斷屑性能來衡量 自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線等，斷屑性能是主要指標(biāo)。自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線等，斷屑性能是主要指標(biāo)。 工件工件材料的相對(duì)加工性材料的相對(duì)加工性 1.1.切削速度切削速度vT的的含義：當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖鼮楹x：當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖鼮門 (min)時(shí)切削時(shí)切削 某種材料所允許的切削速度。某種材料所允許的切削速度。 vT越高，材料的切削越高，材

9、料的切削加工性越好。通常取加工性越好。通常取T T = = 6060 minmin， vT寫作寫作v60 ；難加工材料，；難加工材料，vT為為v15或或v30 。2.2.相對(duì)相對(duì)加工性加工性Kr：以：以b=0.637GPa的的45鋼的鋼的v60作為基準(zhǔn)，作為基準(zhǔn)， 寫作寫作v060 ，將某種材料的，將某種材料的v60與其相比的比值，即與其相比的比值，即 Kr v60 / v060 1 1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念1 1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念 2 材料切削加工性的影響因素材料切削加工性的影響因素例例 45鋼鋼 1Cr18Ni9Ti 2 材料切削加工性的影響因素

10、材料切削加工性的影響因素 3 常用金屬材料的切削加工性常用金屬材料的切削加工性（一）（一）有色金屬有色金屬 普通普通鋁及鋁及鋁合金、鋁合金、銅銅及銅合金，強(qiáng)度硬度低，導(dǎo)熱性好，及銅合金，強(qiáng)度硬度低，導(dǎo)熱性好，易切削。易切削。（二）（二）鑄鐵鑄鐵 白口鑄鐵白口鑄鐵硬度高（硬度高（HBS600)HBS600)，難切削；，難切削； 灰口鑄鐵灰口鑄鐵硬度適中，強(qiáng)度塑性小，切削力較小，但高硬度硬度適中，強(qiáng)度塑性小，切削力較小，但高硬度 碳化物對(duì)刀具有擦傷，崩碎切屑，切削力熱集中刀刃上且有碳化物對(duì)刀具有擦傷，崩碎切屑，切削力熱集中刀刃上且有 波動(dòng)，刀具磨損率并不低，應(yīng)采用低于加工鋼的切削速度。波動(dòng)，刀具磨

11、損率并不低，應(yīng)采用低于加工鋼的切削速度。 球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的強(qiáng)度塑性比灰鐵高，切削性良好的強(qiáng)度塑性比灰鐵高，切削性良好 工件表面若有硬皮應(yīng)進(jìn)行退火處理。工件表面若有硬皮應(yīng)進(jìn)行退火處理。（三）（三）結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼切削加工性取決于含碳量。碳素結(jié)構(gòu)鋼切削加工性取決于含碳量。 低碳鋼低碳鋼硬度低，塑韌性高，變形大，斷屑難，粘屑，加硬度低，塑韌性高，變形大，斷屑難，粘屑，加 工表面粗糙，加工性較差；工表面粗糙，加工性較差； 高碳鋼高碳鋼硬度高，塑性低，切削力大，溫度高，刀具耐用硬度高，塑性低，切削力大，溫度高，刀具耐用 度低，加工性差；度低，加工性差； 中碳鋼中碳鋼性能適中

12、，加工性良好。性能適中，加工性良好。 合金結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度硬度提高，切削加工性變差。合金結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度硬度提高，切削加工性變差。（四）難加工（四）難加工材料材料 高強(qiáng)度硬度，高塑性韌性或高脆性，耐高溫，導(dǎo)熱性差。高強(qiáng)度硬度，高塑性韌性或高脆性，耐高溫，導(dǎo)熱性差。 切削力大，溫度高，刀具磨損快，斷屑難，加工性差。切削力大，溫度高，刀具磨損快，斷屑難，加工性差。 4 改善切削加工性的途徑改善切削加工性的途徑（一）改善（一）改善材料材料切削加工性的途徑切削加工性的途徑 1.1.調(diào)整材料的化學(xué)成分調(diào)整材料的化學(xué)成分 鋼中加硫、鉛等元素；鑄鐵中增加石墨成分鋼中加硫、鉛等元素；鑄鐵中增加石墨成分2.2.進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒?/p>

13、處理進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?低、中碳鋼低、中碳鋼宜選正火處理，均勻組織，調(diào)整硬度塑性；宜選正火處理，均勻組織，調(diào)整硬度塑性； 高碳鋼高碳鋼宜用球化退火宜用球化退火, ,降低硬度降低硬度, ,均勻組織均勻組織, ,改善加工性；改善加工性； 中碳以上的合金鋼中碳以上的合金鋼硬度較高，需退火以降低硬度；硬度較高，需退火以降低硬度； 不銹鋼不銹鋼常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，降低塑性，以便加工；常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，降低塑性，以便加工； 鑄鐵鑄鐵需進(jìn)行退火處理，降低表皮硬度，消除內(nèi)應(yīng)力需進(jìn)行退火處理，降低表皮硬度，消除內(nèi)應(yīng)力（二）改善切削加工條件（二）改善切削加工條件 1.1.選擇合適的刀具材料和切削用量選擇合適的刀具材料和切削用量 難加工材料，導(dǎo)熱性差，選難加工材料，導(dǎo)熱性差，選YGYG、YWYW合金或涂層刀片；合金或涂層刀片； 刀具合理幾何參數(shù)，斷屑槽、卷屑槽，控制排屑；刀具合理幾何參數(shù)，斷屑槽、卷屑槽，控制排屑； 選擇合理切削用量等