金屬切削原理與刀具：08 第四章 第三節(jié) 切削液的選用

1、第四章 切削基本理論的應(yīng)用第三節(jié) 切削液的選用本節(jié)主要內(nèi)容：一、切削液作用 二、切削液種類及其應(yīng)用三、切削液的添加劑 四、切削液的選用五、切削液的使用方法合理使用切削液：改善摩擦狀況；降低切削力和切削溫度；減少刀具磨損；抑制積屑瘤和鱗刺（在已加工表面上呈魚鱗狀的毛刺）從而提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。2一、切削液作用主要作用：冷卻、潤滑、清洗、防銹作用。 此外，要求無毒無異味、不影響人身健康及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不變質(zhì)等。3一、切削液作用1. 冷卻作用切削液帶走大量的熱量，降低工件與刀具的溫度，提高刀具耐用度，減少熱變形，提高加工精度。不過切削液對(duì)刀具與切屑界面的影響不大，試驗(yàn)表明，切削液只能縮小刀具與

2、切屑界面的高溫區(qū)域，并不能降低最高溫度，一般的澆注方法主要冷卻切屑。切削液如噴注到刀具副后面處，將對(duì)刀具和工件的冷卻效果更好。切削液的冷卻性能取決于它的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、汽化熱、氣化速度及流量、流速等。切削液自身溫度對(duì)冷卻效果影響很大。 4一、切削液作用2. 潤滑作用摩擦干摩擦 流體潤滑摩擦 邊界潤滑摩擦 低溫低壓邊界潤滑 高溫邊界潤滑 高壓邊界潤滑 高溫高壓邊界潤滑即極壓潤滑 5切削液能在刀具的前、后刀面與工件之間形成一層潤滑薄膜，可減少或避免刀具與工件或切屑間的直接接觸，減輕摩擦和黏結(jié)程度，因而可以減輕刀具的磨損，提高工件表面的加工質(zhì)量。切削速度對(duì)切削液的潤滑效果影響最大，一般速度越高，切

3、削液的潤滑效果越低。切削厚度越大，材料強(qiáng)度越高，潤滑效果越差。一般說來，切削速度越大，潤滑效果越低，此時(shí)切削液的主要作用是冷卻作用。一、切削液作用2. 潤滑作用6一、切削液作用3. 排屑和洗滌作用（清洗作用）當(dāng)金屬切削中產(chǎn)生碎屑（如切削鑄鐵）或磨粉（如磨削）時(shí)，要求切削液具有良好的清洗作用（排屑和洗滌作用保護(hù)機(jī)床導(dǎo)軌）。排屑和洗滌性能的好壞，與切削液的滲透性、流動(dòng)性和使用的壓力有關(guān)。 清洗性能好的切削液通常以水為主，添加表面活性劑和少量的礦物油。7一、切削液作用4. 防銹作用由于切削液的飛濺，工件、機(jī)床、夾具、刀具等受到污染，因此要求切削液具備防銹性能。切削液中加入防銹添加劑，使與金屬表面起化

4、學(xué)反應(yīng)形成保護(hù)膜，起到防銹、防蝕作用。 8二、切削液種類及其應(yīng)用以冷卻為主的水溶性切削液和以潤滑為主的油溶性切削液 。水溶性切削液主要是水溶液、乳化液和合成切削液。油溶性切削液主要是切削油和極壓切削油。9二、切削液種類及其應(yīng)用（一）水溶性切削液水溶液主要是水并加人防銹劑，冷卻性能最好。也可以加人一定量的表面活性劑和油性添加劑，使其具有一定的潤滑性能。水溶液常用于粗加工和普通磨削加工中。10乳化液是水和乳化油混合后再經(jīng)攪拌，形成的乳白色液體。乳化油是由礦物油、脂肪酸、皂及表面活性乳化劑配置而成。根據(jù)配制比的不同，可適合于各種加工方式 。二、切削液種類及其應(yīng)用（一）水溶性切削液11 水溶液乳化液1

5、2合成切削液是由水、各種表面活性劑和化學(xué)添加劑組成，它具有良好的冷卻、潤滑、清洗和防銹作用，熱穩(wěn)定性好，使用周期長等特點(diǎn)。 合成切削液中不含油，可節(jié)省能源，有利于環(huán)保。二、切削液種類及其應(yīng)用（一）水溶性切削液13二、切削液種類及其應(yīng)用（二）油溶性切削液切削油有各種礦物油（如機(jī)械油、輕柴油、煤油等）、動(dòng)植物油（如豆油、豬油等）和復(fù)合油（礦物油和動(dòng)植物油的混合油）。主要起潤滑作用，減少摩擦，提高加工表面質(zhì)量。 切削油14極壓切削油是在礦物油中添加氯、硫、磷等極壓添加劑配制而成。在高溫高壓下不破壞潤滑膜，并具有良好的潤滑效果。二、切削液種類及其應(yīng)用（二）油溶性切削液15固體潤滑劑中使用最多的是二硫化

6、鉬（MoS2）。耐高溫、抗高壓和牢固的附著能力?？赏吭诘睹嫔虾凸ぜ希部商砑釉谇邢饔椭?。能防止和抑制積屑瘤產(chǎn)生，減少切削力，能顯著延長刀具壽命、減小表面粗糙度。Mo類固體潤滑劑是一種良好的環(huán)保型切削液。二、切削液種類及其應(yīng)用（三）固體潤滑劑16三、切削液的添加劑1. 油性添加劑動(dòng)植物油、脂肪酸、胺類、醇類及脂類較低溫度下與金屬表面形成物理吸附膜，增加滲透性。主要起潤滑作用。(低溫下吸附膜潤滑效果良好)主要用于低速精加工。17含S、P、Cl 的有機(jī)化合物，如硫化動(dòng)植物油、氯化石蠟。高溫下與金屬表面起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)吸附膜，在邊界潤滑條件下防止金屬界面直接接觸，保持潤滑作用。應(yīng)用廣泛。含硫極壓添

7、加劑：硫化動(dòng)植物油。切削時(shí)其與金屬化合形成硫化鐵潤滑膜，該薄膜在1000度高溫下仍能保持潤滑效果。適合于較高速度切削的場合。三、切削液的添加劑2. 極壓添加劑18含氯極壓添加劑：氯化石蠟（含氯40-50%）、氯化脂肪或脂酸等。切削時(shí)其與金屬化合形成氯化亞鐵，氯化鐵薄膜，該薄膜具有石墨的層狀結(jié)構(gòu)，有良好的潤滑效果，但在300-400度時(shí)容易破壞，且遇水時(shí)容易分解成氫氧化鐵和鹽酸，對(duì)設(shè)備和工件有腐蝕作用，因此必須與防銹劑一起使用，適合于低溫加工的場合。含磷極壓添加劑與金屬化合形成磷酸鐵膜，具有比硫、氯更好的降低摩擦和減小磨損的效果。注意：使用時(shí)根據(jù)實(shí)際加工情況可以同時(shí)加入上述幾種極壓添加劑，以便獲

8、得最好的加工效果。三、切削液的添加劑2. 極壓添加劑19三、切削液的添加劑3. 活性添加劑乳化劑是一種使礦物油和水乳化形成穩(wěn)定乳化液的關(guān)鍵添加劑，它能吸附在油-水界面上形成堅(jiān)固的吸附膜，使油的微滴均勻地分散在水中，形成穩(wěn)定的乳化液。應(yīng)用最廣的是陰離子型表面活性劑石油璜酸鈉、油酸鈉皂和非離子型表面活性劑脂肪、醚、醇等。20亞硝酸鈉、石油璜酸鈉等。二甲基硅油等。苯酚等。三、切削液的添加劑4. 防銹添加劑5. 抗泡沫添加劑6.防毒添加劑21四、切削液的選用1. 粗加工選用切削液應(yīng)根據(jù)：工件材料、刀具材料、加工方法等的具體情況合理選用，以取得良好效果。高速鋼刀具：為了降低切削溫度和減少摩擦，應(yīng)使用冷卻

9、性能為主的切削液。如離子型切削液或3%5%乳化液。對(duì)硬質(zhì)合金刀具，由于耐熱性好一般不使用切削液。如果必須使用削液時(shí)，應(yīng)連續(xù)、充分大流量使用，以防止熱沖擊產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而降低刀具壽命和已加工表面質(zhì)量。22四、切削液的選用2. 精加工鋼料等塑性材料 時(shí)應(yīng)選用具有良好滲透性、潤滑性和一定冷卻性的切削液（原因：切削溫度較高，且產(chǎn)生帶狀切屑）。銅及其合金、鋁及其合金或鑄鐵等脆性材料時(shí)，主要是要求達(dá)到較小的表面粗糙度，可選用離子型切削液或10%12%乳化液。23四、切削液的選用3. 難加工材料的切削這類材料的加工處于高溫高壓邊界潤滑摩擦狀態(tài)。如：高強(qiáng)度鋼、高溫合金鋼等難加工材料應(yīng)選用極壓性能優(yōu)良的切削油或極壓

10、乳化液，以適應(yīng)極壓潤滑摩擦工況，起到降低切削溫度和減少摩擦的效果，提高刀具壽命和加工表面質(zhì)量。24四、切削液的選用4. 磨削加工磨削加工：由于磨屑微小而且磨削溫度很高，選用具有較好的冷卻性和清洗性，并應(yīng)有一定的潤滑性和防銹性的切削液。磨削難加工材料時(shí)：選用潤滑性能較好的極壓乳化液或極壓切削油。25五、切削液的使用方法1. 澆注法最常用方法；使用方便，設(shè)備簡單，但流量小，壓力低，切削區(qū)最高溫度處不易進(jìn)人；冷卻、潤滑效果皆不理想。26 直接澆注 多噴嘴澆注27五、切削液的使用方法2. 高壓冷卻法原理：利用高壓（110MPa）切削液直接作用于切削區(qū)周圍進(jìn)行冷卻潤滑并沖走切屑，比澆注法效果好得多；需要高壓冷卻裝置；深孔加工常用。28五、切削液的使用方法3. 噴霧冷卻法原理：以壓力為