切削液在機(jī)械加工中的應(yīng)用

劉崗

（哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司 黑龍江哈爾濱 150066）

切削液在機(jī)械加工中的應(yīng)用

劉崗

（哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司 黑龍江哈爾濱 150066）

切削液是一種用在金屬切削、磨加工過(guò)程中，用來(lái)冷卻和潤(rùn)滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配伍而成。切削液作為機(jī)械加工重要的配套材料，主要起冷卻、潤(rùn)滑、防腐等作用。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，高速、高精度的數(shù)控加工已取代手動(dòng)加工。對(duì)工件加工難度、精度的提高，不僅帶動(dòng)了加工工藝的變革還引發(fā)了切削液的普及和迅速發(fā)展。

切削液；機(jī)械；加工；技術(shù)

切削液是機(jī)械加工中重要的輔助材料，在切削過(guò)程中，刀具與工件表面摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，切削液要冷卻整個(gè)切削區(qū)域。如選用不當(dāng)，冷卻不充分，刀具就會(huì)很快變鈍，工件表面質(zhì)量也會(huì)很差。由此可見(jiàn)，在金屬切削加工過(guò)程中，正確地選用金屬切削液，不僅可以降低切削溫度，減少刀具磨損，延長(zhǎng)刀具壽命，而且還可以降低工件表面粗糙度，減少切削功耗。

1 切削液在金屬切削加工中的作用

（1）冷卻性能。冷卻是金屬切削液的一個(gè)重要性能。通常切削時(shí)，瞬時(shí)溫度很高，切削液液體溫度再高也能夠起到冷卻作用，不需要再對(duì)切削液進(jìn)行冷卻處理。切削液的冷卻性能與其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、粘度等因素有關(guān)。水的比熱容比油大一些，汽化的溫度低，粘度小，所以冷卻性能比油好。切削液的冷卻作用是通過(guò)它和因切削而發(fā)熱的刀具、切屑和工件間的對(duì)流和汽化作用把切削熱從刀具和工件處帶走，從而有效地降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度。改變液體流速和流量等流量條件，能有效地提高切削液的冷卻效果；采用噴霧冷卻方法使液體容易汽化，也能明顯的提高冷卻性能。

（2）潤(rùn)滑性能。在金屬的切削加工中，切削液的潤(rùn)滑作用其實(shí)有降低進(jìn)刀力和切削力。切削液能滲入到刀具、切屑、加工表面之間而形成薄薄的一層潤(rùn)滑膜或化學(xué)吸附膜，因此，可以減小它們之間的摩擦。其潤(rùn)滑效果主要取決于切削液的滲透能力、吸附成膜的能力和潤(rùn)滑膜的強(qiáng)度。在切削過(guò)程中，刀具-切屑、刀具－工件表面之間產(chǎn)生磨擦，切削液就是減輕這種磨擦的潤(rùn)滑劑。好的切削液均能夠刀具與工件之間形成一層潤(rùn)滑膜，從而有效的延緩刀具磨損，同時(shí)提高所加工零件的表面粗糙度及加工精度。

（3）防銹性能。一般切削液都要求有防銹性的，只是不同的金屬不同防銹時(shí)間。加工中切削液如果沒(méi)有防銹功能，工件加工后工件生銹直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和尺寸的穩(wěn)定性。切削加工中，工件要和環(huán)境介質(zhì)中的一系列腐蝕性物質(zhì)接觸，如水、氧化碳、硫化氫、氧以及切削液分解或氧化變質(zhì)產(chǎn)生的油泥等。這需要切削液具有一定的防銹能力，保護(hù)工件和機(jī)床部件不發(fā)生腐蝕。在工件加工后或工序之間流轉(zhuǎn)過(guò)程中暫時(shí)存放時(shí)，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質(zhì)及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬產(chǎn)生侵蝕。

（4）防腐功能。在金屬切削過(guò)程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)及切削液組分分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機(jī)床部件表面也會(huì)因此而腐蝕。由于切削液本身具備著微生物和菌類(lèi)生長(zhǎng)繁殖的條件，容易腐敗變質(zhì)發(fā)臭。防腐劑的作用在于殺滅或抑制細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，以達(dá)到延長(zhǎng)切削液的使用期限。對(duì)細(xì)菌和霉菌有一定抵抗能力，不易長(zhǎng)霉及生物降解而導(dǎo)致發(fā)臭、變質(zhì)。不損壞涂漆零件，對(duì)人體無(wú)危害，無(wú)刺激性氣味。在使用過(guò)程中無(wú)煙、霧或少煙霧。便于回收，低污染。

2 切削液在機(jī)械加工中的應(yīng)用

（1）合理選擇切削液。首先，看加工要求，比如加工的材質(zhì)，鋁鎂，銅合金，甚至釹鐵硼等對(duì)切削液的體系要求都不一樣，還有加工負(fù)荷，普通的切磨削和銑拉削對(duì)切削液的極壓潤(rùn)滑是不一樣的。另外，還有的一般從切削材質(zhì)，切削速度，切削工藝等因素綜合考慮，切削液由于高速加工可產(chǎn)生大量的熱量，如高速切削、鉆孔等，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)地被切削液帶走，將會(huì)發(fā)生粘刀現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)積屑瘤，將嚴(yán)重地影響工件的加工粗糙度和刀具的使用壽命，同時(shí)熱量也會(huì)使工件發(fā)生變形，嚴(yán)重影響工件的精度。因此切削液的選擇既要考慮其本身的潤(rùn)滑性，也要考慮其冷卻性能。

（2）要了解到油基、水基切削液和乳濁液的特性。一般來(lái)說(shuō)，油基切削液的潤(rùn)滑性能好，而水基切削液冷卻性能好，而乳化液即具有一定的潤(rùn)滑性和防銹性，又有一定的冷卻性和清洗性，但是容易產(chǎn)生微生物而發(fā)生分解變質(zhì)。油基切削液在高溫時(shí)易產(chǎn)生煙霧、易著火；水基切削液易生菌腐敗，使用期短，容易生銹。另外，高速切削時(shí)，常常用乳濁液，也就是水和礦物油的混合體起到冷卻刀具，保護(hù)刀具，同時(shí)沖洗切屑的作用。低速的切削，比如鏜孔時(shí)，常常用礦物油來(lái)作為切削液。主要起到潤(rùn)滑，冷卻的作用。

（3）根據(jù)工件材料選擇。工件材料的性能對(duì)切削液和選擇很重要。可把被加工材料按其可切削性的難易劃分為不同的級(jí)別，以此作為選擇切削液的依據(jù)。例如，對(duì)鋁制品工加工時(shí)，由于某些等級(jí)的鋁材具有“粘性”和拖尾，不能采用自由切削加工。有些鋁合金很堅(jiān)硬且耐磨性高，需要潤(rùn)滑性能高的切削液。當(dāng)使用鑄鐵與青銅等為脆性材料時(shí)，切削中常形成崩碎切屑，容易隨切削液到處流動(dòng)，流入機(jī)床導(dǎo)軌之間造成部件損壞，可使用冷卻和清洗性能好的乳化液。因此，我們?cè)诟鶕?jù)工件材料選擇切削液時(shí)，對(duì)于難加工的材料應(yīng)選擇活性度高的含抗磨極壓添加劑的切削液，對(duì)于易加工材料可選用純礦物油劃其他不含添加劑的切削液。

（4）根據(jù)機(jī)床要求選擇。①必須考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)裝置是否適應(yīng)。有些機(jī)床，如多軸自動(dòng)車(chē)床，設(shè)計(jì)時(shí)就已考慮使用油基切削液，所以沒(méi)有采用特殊的軸承蓋的特殊的裝置來(lái)保護(hù)機(jī)床內(nèi)部機(jī)構(gòu)免受外界水、汽的侵襲，并且，這類(lèi)機(jī)床大都靠油基切削液來(lái)潤(rùn)滑接近切削區(qū)域的運(yùn)動(dòng)部件，因而必須使用油基切削液。②數(shù)控車(chē)床鉆削、鉸削加工時(shí)應(yīng)選用粘度較小的乳化液和切削油，并應(yīng)加大流量和壓力，一方面進(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑，另一方面把切屑沖洗出來(lái)。③精加工時(shí)，主要為了保證數(shù)控車(chē)床工件的精度和表面粗糙度，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，最好選用切削油或高濃度的乳化液。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著先進(jìn)制造技術(shù)的深入發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)切削液技術(shù)提出了新的要求。因此，正確使用切削液能夠降低切削力、摩擦，及時(shí)帶走熱量以降低切削溫度，減小刀具磨損，也必將推動(dòng)切削液技術(shù)向更高領(lǐng)域發(fā)展。

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