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【切削液选购】如何根据加工方法选择切削液 切削液选购技巧
如何根据加工方法选择切削液
对于不同切削加工类型金属的切除特性是不一样的较难的切削加工对切削液要求也较高切削过程的难易程度按从难到易的次序排列如下内拉削－外拉削－攻丝－螺纹加工－滚齿－深孔钻－镗孔－用成形刀具切削螺纹－高速低进给切削螺纹－铣削－钻孔－刨削－车削单刃刀具－锯削磨削
上述排列顺序并不是绝对的因为刀具的几何形状和工件材料的变化也会改变加工的难易程度
1车削镗削
粗车粗车时加工余量较大因而切削深度和进给量都较大切削阻力大产生大量切削热刀具磨损也较严重主要应选择用以冷却作用为主并具有一定清洗润滑和防锈作用的水基切削液将切削热及时带走降低切削温度从而提高刀具耐用度一般选用极压乳化液效果更好极压乳化液除冷却性能好之外还具备良好的极压润滑性可明显延长刀具使用寿命提高切削效率使用水基切削液要注意机床导轨面的保养下班前要将工作台上的切削液擦干涂上润滑油
精车精车时切削余量较小切削深度只有0.05～0.8mm进给量小要求保证工件的精度和粗糙度精车时由于切削力小温度不高所以宜采用高浓度10%以上的乳化液和含油性添加剂的切削液为宜对于精度要求很高的车削如精车螺纹要采用菜籽油豆油划其他产品作润滑液才能达到精度要求正如上面所提到的由于植物油稳定发差易氧化有的工厂采用了15%JQ－1精密切削润滑剂 85%L－AN32全损耗系统用油作为精密切削油效果很好
镗削镗削机理与车削一样不过它是内孔加工切削是和切削速度均不大但散热条件差可采用乳化液作切削液使用时应适当增加切削液的流量和压力
2铣削
铣削是断续切削每个刀齿的切削深度时刻变化容易产生振动和一定和冲击力所以铣削条件比车削条件差用高速刀具高速平铣或高速端铣时均需要冷却性好并有一定润滑性能的切削液如极压乳化液在低速铣削时要求用润滑性好的切削油如精密切削油和非活性极压油对不锈钢和耐热合金钢可用含硫氯极压添加剂的切削油
3螺纹加工
切削螺纹时刀具与切削材料成楔形接触刀刃三面被切削材料所包围切削力矩大排屑较困难热量不能及时由切屑带走刀具容易磨损切屑碎片挤塞并且容易产生振动尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更苛刻有时会出现崩刃和断丝锥要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性以减少刀具的摩擦阻力和延长刀具使用寿命一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液此外攻螺纹时切削液的渗透性能很重要切削液能否及时渗透到刀刃上对丝锥的耐用度影响很大切削液的渗透性与粘度有关粘度小的油渗透性较好必要时可加入少量的柴油或煤油来提高渗效果有的场合如盲孔攻螺纹时切削液很难进入孔中这时采用粘度大附着力强的切削液效果反而更好
下面列举几个攻螺纹用切削液的配方
10%硫化脂肪油10%氯化石蜡8%脂肪油72%L－AN15全损耗系统用油适用于钢合金钢攻螺纹
0%JQ－2极压润滑剂10%JQ－1精密切削润滑剂70%L－AN15全损耗系统油适用于钢合金钢攻螺纹
5%JQ－2极压润滑剂 20%柴油机机油 60%L－AN15全损耗系统用油适用于铝和铝合金攻螺纹
30%JQ－2极压润滑剂 10%氯化石蜡 10%脂肪油 50%L－AN32全损耗系统油适用于不铱锈钢及盲孔攻螺纹
20%极压乳化油＋80%水适用于钢标准件螺纹加工
4铰削
铰削加工是对孔的精度加工要求精度高铰削属低速小进给量切削主要是刀具与孔壁成挤压切削切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃边上影响刃带的挤压作用破坏加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩还会产生积屑瘤增加刀具磨损铰孔基本上属于边界润滑状态一般采用润滑性能良好并有一定良好性的高浓度极压乳化液或极压切削油就可以得到良好效果对深孔铰削采用润滑性能好的深孔钻切削油便能满足工艺要求
5拉削
拉刀是一种沿着轴线方向按刀刃和齿升并列着众多刀齿的加工工具拉削加工的特点是能够高精度地加工出具有复杂形状的工件因为拉刀是贵重刀具所以刀具耐用度对生产成本影响较大此外拉削是精加工对工件表面粗糙度要求严格拉削时切削阻力大不易排屑冷却条件差易刮伤工件表面所以要求切削液的润滑性和排悄性能较好国内已有专用的含硫极压添加剂的拉削油
对于不锈钢和耐热合金的拉削可用下列配方
20%JQ－2极压润滑剂,15%氯化石蜡1%司本－8064%L－AN22全损耗系统用油
6钻孔
使用一般的麻花钻钻孔属于粗加工钻削时排屑困难切削热不易导出往往造成刀刃退火影响钻头使用寿命及加工效率选用性能好的切削液可以使钻头的寿命延长数倍甚至更多生产率也可明显提高一般选用极压乳化液或极压合成切削液极压合成切削液表面张力低渗透性好能及时冷却钻头对延长刀具寿命提高加工效率十分有效对于产锈钢耐热合金等难切削材料可选用低粘度的极压切削油
7深孔钻
深孔钻枪钻是近年发展起来的深孔加工工艺传统的深孔加工也深与孔径之比大于5需要钻镗粗铰研磨等多道工序才能加工出有较高精度和较低表面粗糙度的孔新工艺是采用结构特殊的刀具和高压冷却润滑系统可将上述多道工序简化为一次连续走刀完成相当深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工这种工艺效率高经济效益显著
性能优良的深孔钻切削液是深孔钻加工技术关键之一深孔钻切削液必须具备下列性能
良好的冷却作用消除由于变形及摩擦所产生的热量抑制屑瘤的生成 良好的高温润滑性减少刀刃及支承的摩擦磨损保证刀具在切削区的高温下保持良好的润滑状态
良好的渗透性排屑性使切削液及时渗透到刀刃上并保证切屑能顺利排出因此深孔钻切削液要求具有高的极压性和低的粘度目前国内生产的801深孔钻切削油具备了良好的高温润滑性冷却性和排屑性已被广泛使用在进口和国产的深孔钻机床上使用性能良好
8齿轮加工
滚齿插齿时刀齿断续切削并有冲击力故刀齿容易磨损尤其在进给量大和高速切削时刀齿的磨损就更严重所以要求切削液具备良好的润滑性能过去在滚齿插齿中一般都是用20或30号机械油作切削油由于机械油中不含添加剂故加工的齿轮面粗糙度较差刀具耐用度也低近年来许多工厂在原用机械油的基础上加进15%的JQ－1精密切削润滑剂使加工的齿轮齿面粗糙度和精密度达到精密汽车的要求刀具耐用度也明显提高这是因为在机械油中加入JQ－1后摩擦系数约降低30%承受负荷能力提高50%以上大大降低了切削时的摩擦阻力使加工质量和刀具耐用度均有明显改善对于高硬度材料的滚齿插齿用氯系添加剂和有机钼添加剂的切削油有明显效果
对于高速切齿加工用油基切削液会产生较大的油烟污染环境而且由于冷却不充分往往会造成工件表面烧伤影响加工质量刀具磨损也加剧此时最好选用具有强极压性的水基切削液如含有硫磷极压添加剂的水基合成切削液或高浓度极压乳化液可克服高速切削时的油污染加工质量和刀具磨损情况均比油基切削液好但对原有的滚齿插齿机床必须采取措施防止水进入转动部分以免机床产生故障
用硬质合金刀具进行齿轮加工过去大部分采用干切削工件温度升高刀具寿命低最近研制成功的EC滚切硬齿切削油可以成功地用于滚齿加工使工件温度下降提高了齿轮的加工精度刀具的寿命可延长80%～100%
剃齿加工要求高的表面质量为了防止粘刀可采用含活性极压添加剂的切削油又因为剃齿加工产生细小的切屑为了使切屑容易冲掉最好用低粘度的切削油如果切屑分离不畅会使已加工表面质量恶化
9磨削
磨削加工能获得很高尺寸精度和较低的表面粗糙度磨削时磨削速度高发热量大磨削温度可高达800～1000℃甚至更高容易引起工件表面烧伤和由于热应力的作用产生表面裂纹及工件变形砂轮磨损钝化磨粒脱落而且磨屑和砂轮粉末易飞溅落到零件表面而影响加工精度和表面粗糙度加工韧性和塑性材料时磨屑嵌塞在砂轮工作面上的空隙处或磨屑与加工金属熔结在砂轮表面上会使砂轮失去磨削能力因此为了降低磨削温度冲洗掉磨屑和砂轮末提高磨削比和工件表面质量必须采用冷却性能和清洗性能良好并有一定润滑性能和防锈性能的切削液
普通磨削可采用防锈乳化液或苏打水及合成切削液简单配方如下
2%防锈乳化液0.5%亚硝酸纳0.2%碳酸纳97.3%水
0.8%亚硝酸纳0.3%碳酸纳0.5%甘油98.6%水
直接用3%～4%的防锈乳化液或化学合成液
对于精度要求和精密磨削可使用H－1精磨液可明显提高工件加工精度和磨削效率使用浓度为4%～5%
高速磨削通常把砂轮线速度超过50m/s的磨削称为高速磨削当砂轮的线速度增加时磨削温度显著升高从试验测定砂轮线速度为60m/s时的磨削温度工作平均温度比30m/s高约50%～70%砂轮线速度为80m/s时磨削温度比60m/s时又高15%～20%砂轮线速度提高后单位时间内参加磨削的磨粒数增加摩擦作用加剧消耗能量也增大使工件表层温度升高增加表面发生烧伤和形成裂纹的可能性这就需要用具有高效冷却性能的冷却液来解决所以在高速磨削时不能使用普通的切削液而要使用具有良好渗透冷却性能的高速磨削液才能满足线速度60m/s的高速磨削工艺要求
强力磨削这是一种先进的高效磨削工艺例如功入式高速强力磨削时线速度为60m/s的砂轮以每分钟3.5～6mm左右有进给速度径向功入功除率可高达20～40mm33/mms这时砂轮磨粒与工件摩擦非常剧烈即使在高压大流量和条件下所测到摩擦区工件表层温度范围达700～1000℃如果冷却条件不好磨削过程就不可能进行在功入式强力磨削时采用性能优良的合成强力磨削液与乳化液相比总磨量提高35%磨削比提高30%～50%延长正常磨削时间约40%降低功率损耗约40%所以强力磨削时冷却液的性能对磨削效果影响很大
金刚石砂轮磨削这是适用于硬质合金陶瓷玻璃等硬度高的材料的磨削加工可以进行粗磨精磨磨出表面一般不产生裂纹缺口可以得到较低的表面粗糙度为了防止磨削时产生过多的热量和导致砂轮过早磨损获得较低的表面粗糙度就需要连续而充分的冷却这种磨削由于工件硬度高磨削液主要应具备冷却和清洗性能保持砂轮锋锐磨削液的摩擦系数不能过低否则会造成磨削效率低表面烧伤等不良效果可以采用以无机盐为主的化学合成液作磨削液精磨时可加入少量的聚乙醇作润滑剂可以提高工件表面加工质量对于加工精度高的零件可采用润滑性能好的低粘度油基切削液
螺纹齿轮和丝杠磨削这类磨削特别重视磨削加工后的加工面质量和尺寸精度一般宜采用含极压添加剂的磨削油这类油基磨削液由于其润滑性能好可减少磨削热而且其中的极压添加剂可与工件材料反应生成低剪切强度的硫化铁膜和氯化铁膜能减轻磨粒》切削刃尖端的磨损使磨削顺利进行为了获得较好的冷却性和清洗性切削液要保证防火安全应选用低粘度高闪点的磨削油为宜
10珩磨
珩磨加工的工件精度高表面粗糙度低加工过程产生铁粉和油石粉颗粒度很小容易悬浮在磨削液中造成油石孔堵塞影响加工效率和破坏工件表面的加工质量所以要求冷却润滑液具备较好的渗透清洗沉降性能水基冷却液对细小粉末的沉降性能差一般不宜采用粘度大的油基磨削液也不利粉末的沉降所以一般采用粘度小约2～3mm2/s40℃的矿物油加入一定量的非活性的太太硫化脂肪油作珩磨油