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不同的金属切削条件下切削液怎么选择?
Sep 27, 2021  来源:工业润滑油先锋  作者:
      机械切削中,使用数控机床切削时,根据切削方式的不同,主要有车、铣、钻、镗等,根据去除数据的不同,有粗加工、半精加工和精加工;根据刀具数据的不同,有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等,根据机床的不同,主要有明确要求使用油基切削液的机床、不要求使用的机床、单件小批量生产的机床、批量生产或自动化生产线(柔性制造系统)等。
 
不同的金属切削条件下切削液怎么选择? 

      关于不同的切削方式,同一金属的切削特性不同,加工难度的变化也不同且明显。比如同样使用Q235碳钢数据,为了保证表面粗糙度的质量方针,加工螺纹时很难切削其他表面。精加工很难粗加工。难加工需要更高的切削液。切削液的正确使用可以保证加工质量,延长刀具的使用寿命,提高加工能力。

粗加工

      当数控机床需要粗加工和精加工,或者工件不是在一台机床上完成时,可以根据粗加工和精加工的特点选择切削液。在粗加工中,背切量和进给量都很大,导致切削阻力大,因此产生大量切削热,传递给工件和刀具的热量相应增加,使工件的热变形和刀具的磨损加剧。应选择以冷却为主,具有一定的平滑清洗和防锈功能的水基切削液,并在大流量下进行连续浇注。当车削归因于连续加工或粗加工余量均匀时,切削热是要考虑的关键问题,切削液的冷却效果是首要措施。

      在形状不规则、余量不均匀、断续加工的铣削或加工中,切削速度低于连续均匀加工,切削热对刀具和工件的影响小于冲击和振动,应平衡考虑切削液的光滑度和冷却效果。在机床条件允许的情况下,带内供液孔的内孔车床、镗刀、切槽刀可用于孔加工和堵塞,也可采用压力供液,喷雾供液可用于难加工数据的粗加工,能起到很好的作用。

      粗加工工件一般有加工余量。另外,在加工难加工数据和有色金属数据时,对表面粗糙度精度的政策要求不高。所以在加工难加工数据和有色金属数据时,粗加工时切削液中的化学成分不高,可以使用水基乳化液。

      在对铸铁和脆性有色金属进行粗加工时,这些数据的共同特征是切屑正在破碎,细小的切屑在切削液的冲击下正在移动。当切削液循环时,大部分会在流经切削液箱时堆积,部分会随着切削液一起移动,堵塞冷却喷嘴,使切屑粘附在机床的运动部件上(如导轨运动副)。切削液与铸铁中的一些成分发生化学反应,导致切削液崩解,导致切削液功能下降。因为切削液会带来这些问题,所以一般不使用切削液。为了减少粉尘和切割热的影响,在有条件的情况下,可以考虑采用吸尘设备来吸收粉尘、细小碎屑和一部分热量。假设使用切削液,很容易使用水基切削液,需要做好切削液的过滤和净化工作,避免切削液的崩解和浓度降低。在粗加工中,切削液的浓度低于精加工。

精加工

      根据切削速度的不同,精加工可分为高速精加工和低速精加工。在高速精加工中,油基切削液可以保证工件的外观质量,延长刀具的使用寿命,但其中所含矿物油的粘度和闪点较低,经常出现油烟、油雾和油蒸气,将有毒成分区分在一起,影响生产环境,危及操作人员的身心健康。因此,在完成高速切削时,应尽可能使用水基切削液中含有极压添加剂的乳液或微乳液,其浓度应高于粗加工时的浓度。低速精加工时,切削温度低,不易出现上述问题。为了保证工件的加工精度,应使用油基切削液。

      就粗加工而言,精加工时切削速度高,切屑变形产生的切削热低于刀面冲突产生的切削热,切削力小。即使在高速切削中,切削热引起的工件热变形也没有粗加工时那么明显,刀具使用切削液的原因主要是为了减少刀具后刀面的磨损。精加工时,刀具相对切削速度高,切屑从工件上切下时的瞬时温度很高。即使使用切削液,如果切削液由于渗透性或压力差而没有充分渗入切削区域,也会使刀面容易磨损。即使刀具还能使用,工件表面粗糙度质量也达不到要求,还是要更换刀具。因此,在精加工时,必须使用光洁度明显、渗透性好的切削液,以延长刀具的使用寿命,保证工件的加工精度和表面粗糙度质量要求。

      低速完成黑色金属数据时,可选择主动极压切削油;低速精加工有色金属时,应选用非活性极压切削油;高速精整有色金属时,可选用非活性极压添加剂乳液。

孔加工

      在数控加工中,孔加工主要是指在车床上钻孔、铰孔、车削内孔和在镗床上镗孔。由于排屑散热困难,刀具(杆)刚性差,孔加工的切削速度低于外感应加工,难度高于外感应加工。
 

      钻孔时用普通麻花钻钻孔,归因于粗加工。钻孔时排屑困难,不易产生切削热,往往构成刀片的退火,影响钻头的使用寿命和加工功率。选择性能良好的切削液,可以明显延长钻头寿命,提高生产率。一般选择极压乳化液或极压复合切削液。极压组成的切削液表面张力低,渗透性好,能及时冷却钻头,对于延长刀具使用寿命和提高加工能力非常有用。对于不锈钢、耐热合金等难切削数据,可选用低粘度的极压切削油。

      钻孔时,无论是普通钻孔还是深孔钻孔,散热条件都很差,会产生大量的切削热。排屑的方向与钻头的进给方向相反。切削液需要进入钻头边缘,使其光滑、冷却并有助于排屑。切削液首先要有优良的渗透性,供液方式、流量、压力也要符合要求。

      在游动钻头的寿命政策上,油基切削液优于水基切削液,水基切削液中极压微乳液更好,油基切削液中低粘度的活性硫化物油在所有切削液中更好。

      因为铰孔在精加工中属于低速切屑,所以在铰孔时,要强调两个质量方针,即铰孔的标准精度和表面粗糙度的精度,以及铰刀贴合精度的使用寿命方针。

      在控制孔径的政策上,油基切削液扩大孔径,矿物油扩大孔径,极压切削油较小,活性硫化氯化油较小;水基切削液减小孔径,含硫极压微乳液和微乳液减小孔径更多,乳液在中间,使切削液变小。鉴于此,为了控制扩孔标准,在使用新的铰刀时,采用水基切削液,使孔难以扩大。当铰刀磨损到一定程度时,可以使用油基切削液使孔径稍微扩大。

      在降低扩孔表面粗糙度的政策上,水基切削液优于油基切削液。油基切削液中,活性硫化氯化油作用较好,其次是含氯极压油、混合矿物油和纯矿物油。水基切削液中,乳液、微乳液和含硫极压微乳液的作用相同,但切削液的组成更差。

      在控制铰刀使用寿命方面,油基切削液中的非活性极压切削油和减摩切削油功能更好;在水基切削液中,切削液的成分更差。

      除浮动镗刀外,车削内孔和镗孔都是单刃切削,散热条件比外圆差。切削液的使用方式与钻孔和铰孔相同,因此应适当增加流量和压力。

螺纹加工

      螺纹加工属于成型加工。攻丝攻丝时属于多刃低速切削,切削刃被切削数据包围,切削扭矩大,排屑困难,热量不能及时被切屑带走,切屑卡死短暂振动,刀具磨损简单。特别是攻丝螺纹时的切削条件更为苛刻:排屑空间狭窄,切屑不易折断流出,攻丝排屑时产生切削力和冲突力,容易导致丝锥崩断。要求切削液具有较低的冲突系数和较好的渗透性,以降低工具的抗冲突性,延长工具的使用寿命。
 

      切割黑色金属材料时,一般应使用含硫、氯添加剂较多、粘度低、渗透性好的油基切削液。

      使用高速钢低速车削螺纹时,切削液与攻丝和套管螺纹相同。用硬质合金刀具车削螺纹具有切削速度快、冲击力大、切削温度高、切削刃面积小、接受切削力大、螺纹轮廓精度要求高、不易积屑和结垢等优点。,这会影响螺纹的外观质量。刀具的使用寿命政策高,要求切削液具有冷却、平滑和渗透的功能。建议选择含有极压添加剂的水基切削液。

不同刀具的选择

      很多情况下,为了避免受热不均匀造成的损伤,用硬质合金刀具切削时,习惯上选择干切削。但在数控机床中,从动力、综合成本、加工质量等方面考虑,最好使用切削液。使用硬质合金刀具加工时,当切削速度比较高时,一般使用水基切削液,需要大流量连续使用,注意询问,确保喷嘴始终与切削方向对齐;用高速钢刀具切削时,切削速度较低时,一般使用具有光洁度的油基切削液。

      陶瓷刀具、金属陶瓷刀具、金刚石和立方氮化硼刀具主要适用于高速切削、干切削、硬切削等加工方法,不使用切削液。有时,为了避免过高的切削温度,在使用这些工具时,大多数情况下都应该使用切削液。由于切割速度快,建议使用水基切削液。
 
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