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對於不同切削(xuē)加工類(lèi)型(xíng),金屬的(de)切除特性是不一樣的,較難(nán)的切削加工對切削液要求也較高。切削過程的難易(yì)程度,按從難(nán)到易的(de)次序排列如下:內(nèi)拉削—外拉削—攻絲—螺(luó)紋加工(gōng)—滾齒—深孔鑽—鏜孔—用(yòng)成形刀具切削螺紋(wén)—高速低進(jìn)給切削螺紋—銑削—鑽孔—刨削—車削(單刃刀具)—鋸削(xuē)磨削。
上述排列順序並不(bú)是(shì)絕對的,因為,刀具的幾何形狀和工(gōng)件材料(liào)的變化也會改變加工的難易程度。今天(tiān)對一些常用的加工方法如何選擇切削液作簡單(dān)的介紹。
一、車削、鏜削
粗車:粗車時加工餘量較大,因而切削(xuē)深(shēn)度和(hé)進(jìn)給量都較大,切削阻力大,產生大量切削熱,刀具磨損也較嚴重,主要應選擇用以冷(lěng)卻作用為主並具有一定清(qīng)洗、潤滑和防鏽作用的(de)水基切削(xuē)液,將切削熱及(jí)時帶走,降低切削溫度,從而提高刀具耐用度,一般選用極壓乳化液效(xiào)果更好。極壓乳化液除冷卻性能好之外,還具備良(liáng)好的極壓(yā)潤滑性,可明顯(xiǎn)延長刀具使用壽命,提高切削效率,使用水基切削液要注意機(jī)床導軌麵的保養,下班前要將工作台上的切(qiē)削液擦(cā)幹,塗上潤滑油(yóu)。
精車:精車時,切(qiē)削餘量較小,切(qiē)削深度隻有0.05~0.8mm,進給量小,要(yào)求(qiú)保證工件的精度和粗糙(cāo)度。精車時由於切削力(lì)小,溫(wēn)度不高,所以宜采用高(gāo)濃度(10%以上)的乳化液和含油性添加劑的切削液。
鏜削:鏜削(xuē)機理(lǐ)與車削一樣,不過(guò)它是內孔(kǒng)加工,切削是和切削速度均不大,但散熱條件差,可采(cǎi)用乳化液作(zuò)切削液,使用時應適(shì)當增加切削液的流量和壓力。
二、銑削
銑削(xuē)是斷續切削,每(měi)個刀齒的切削深度時刻變化,容易產生振動和一定的衝擊力,所以銑削條件比車削條件差。用高速刀(dāo)具(jù)高速平銑或高速端銑時,均需要冷卻性好,並有(yǒu)一定潤滑性能的切削液,如極壓乳化液。在低(dī)速銑削時,要(yào)求用潤(rùn)滑性好的(de)切削油,如精密切削油和非活性極壓油。對不鏽鋼和耐熱合金鋼,可用含硫、氯(lǜ)極(jí)壓添加劑的切削油。
三、螺紋加工
切削螺(luó)紋(wén)時,刀具與切削材料成(chéng)楔形接觸,刀刃三麵被切削材(cái)料所包圍,切削力矩(jǔ)大排屑較困難,熱量不(bú)能(néng)及時由切削液(yè)帶走,刀具容易磨損,切屑碎片擠塞並且容易產生振動。尤其車螺紋和攻螺紋時切削條(tiáo)件更苛刻,有時會出現崩(bēng)刃和斷絲錐,要求切削液同時具(jù)備較低(dī)的摩擦係數和較高的極壓性,以減少刀具的摩擦阻力和延長刀具使用壽命,一般(bān)應選用同時含有油(yóu)性劑和極壓劑的複合切削液。此外,攻螺(luó)紋時切削液的滲透性能很重要,切削液能否(fǒu)及時滲透到刀刃上,對絲錐的耐用度影(yǐng)響很大,切削液的滲透性(xìng)與粘度有關,粘度小(xiǎo)的油滲透性較好,必要(yào)時可(kě)加入少量的柴油或(huò)煤油來提高滲透(tòu)效果。有的場合,如盲(máng)孔攻螺紋時切削液(yè)很難(nán)進(jìn)入孔中,這時采用粘度大,附著力強的切削液效(xiào)果反(fǎn)而更好。
四、鉸削
鉸(jiǎo)削加工是對孔的精度加工,要求精度高(gāo)。鉸削屬低速小進給量切削,主要是刀具與孔壁成擠壓(yā)切削,切屑碎片易留在刀槽或粘(zhān)接在(zài)刀刃(rèn)邊上,影(yǐng)響刃帶的擠壓作用,破壞(huài)加工精度和表麵粗糙度增加切削扭矩,還會產生積屑瘤,增加刀具磨損鉸孔基本上屬於邊界潤滑狀態,一般采用潤滑性能好的高濃度(dù)極壓(yā)乳化液或極壓切削油,就可以(yǐ)得(dé)到良好效果。對深孔鉸削,采(cǎi)用潤滑性能好的深孔鑽切削油(yóu)便能滿足工藝要求。
五(wǔ)、拉削
拉刀是一種沿著軸線方向按刀刃和齒升(shēng)並列著眾多刀齒的加工工具,拉削加工的特點是(shì)能夠(gòu)高精度地加工出具有複雜形狀的工件。因為拉刀(dāo)是貴重刀(dāo)具所以刀具耐用(yòng)度對生產成本影響較大。此(cǐ)外,拉削是(shì)精(jīng)加工,對工件表麵粗糙度要求嚴格。拉削時,切削阻力大,不易排屑,冷卻條件差(chà),易刮傷工件表(biǎo)麵,所以要求切削液的潤滑性和排屑性能較好。國內已有專用的含硫極壓添加劑的拉削油。
六、鑽孔
使用一(yī)般的麻花鑽鑽孔,屬於(yú)粗加工,鑽削(xuē)時排屑困難,切(qiē)削熱不易導出往(wǎng)往造成刀刃退火,影響(xiǎng)鑽頭(tóu)使(shǐ)用壽(shòu)命及加工效率。選(xuǎn)用性能好的切削液,可以使鑽頭的壽命延長數倍甚至更多,生產率也可明顯提高。一(yī)般選用極壓乳化液或極壓合成切削液。極壓合(hé)成切削液表麵張(zhāng)力低,滲透性好,能及時冷卻(què)鑽頭,對延長刀具壽命,提高加工效率十分有效。對(duì)於不鏽鋼、耐熱合(hé)金等難切削材料,可選用低粘度的極(jí)壓(yā)切削油。
七、深孔鑽
深孔鑽(槍鑽)是近年發展起來的深孔加工工藝。傳統的深孔加(jiā)工(也(yě)深與孔徑(jìng)之比(bǐ)大於5),需要鑽、鏜、粗鉸、研磨等多道工序才能加工出有較(jiào)高精度和較低表麵粗(cū)糙度的孔。新工藝(yì)是采用結構特殊的刀具和高壓冷卻潤滑係(xì)統(tǒng),可將上述多道工序簡化為一次(cì)連續走刀(dāo)完成相當深度的(de)高精度和低表(biǎo)麵粗(cū)糙度(dù)的(de)孔加工。這種(zhǒng)工藝效率高,經濟效益顯著。
性能優良的(de)深孔鑽切削(xuē)液(yè)是深孔鑽加工技術關鍵之一,深孔鑽切削液必須(xū)具備下列性能。
良好的冷(lěng)卻作用,消除由於變形及摩擦所產生的熱量,抑製積屑瘤的生成。
良好(hǎo)的高溫潤滑(huá)性,減(jiǎn)少刀刃及支承的摩擦磨損,保證刀具(jù)在切削區的高溫下保持良好的潤滑狀態。
良好(hǎo)的滲透性,排屑性,使切(qiē)削液(yè)及時滲透到刀刃上,並保證切屑能順利排出,因(yīn)此,深(shēn)孔鑽切削液要求具(jù)有高的極壓性和低的粘度。
八、齒輪加工
對於(yú)高速切齒加工,用油基切削液,會產生較大的油煙,汙染環境,而且由於冷(lěng)卻不充分,往(wǎng)往會造(zào)成工件表麵燒傷,影響加工質量,刀具磨損也加劇,此時,最好選用具有強極壓性的水(shuǐ)基切削液(yè),如含有(yǒu)硫、磷極壓添加劑的水基合成切削液或高濃度極壓乳化(huà)液,可克服(fú)高速切削時的油汙染,加工質量和刀具磨損情(qíng)況均比油基切削液好。但對原有(yǒu)的滾齒、插齒機床,必須采取(qǔ)措施,防止水進入轉(zhuǎn)動部分,以免機床(chuáng)產生(shēng)故障。
剃齒加工要求高的表麵質(zhì)量,為了防止粘刀,可采用含活性極壓添加劑的切削油,又因為剃齒加工產生細小的切屑,為了使切屑容易衝掉,最好用低(dī)粘度(dù)的切削油,如果切屑分離不暢,會使(shǐ)已加工表麵質量惡化。
九、磨削
磨(mó)削加工能獲得很高尺寸精度(dù)和較低(dī)的表麵粗糙度。磨削時(shí),磨削速度高發(fā)熱量大,磨削溫度可高達800~1000℃,甚至更高,容(róng)易引(yǐn)起工件表麵燒傷和由於熱應力的作用(yòng)產生表麵裂紋及工件變形,砂輪磨損鈍(dùn)化,磨粒脫落(luò),而且磨屑(xiè)和(hé)砂輪粉末(mò)易飛濺,落到(dào)零件表(biǎo)麵而影響加工精度和表麵(miàn)粗糙度,加工韌性和塑性材料時,磨屑嵌塞在(zài)砂輪工作麵上的空隙處或磨屑與加工金屬熔結在砂輪(lún)表麵上,會使(shǐ)砂輪失去(qù)磨削能力,因此,為了降低(dī)磨削溫(wēn)度,衝洗掉磨屑和砂輪末(mò),提高磨削比(bǐ)和(hé)工件表(biǎo)麵質量,必(bì)須采用冷卻性能和清洗性(xìng)能良好、並有一定(dìng)潤滑性能和防鏽性能的切削液(yè)。
高速磨削:通常把砂輪線速度超過50m/s的磨削稱為高速磨削。當砂輪的線速度(dù)增加時,磨削溫度顯(xiǎn)著升高。從試驗測定(dìng),砂輪線速度為60m/s時的磨削溫度(工作平均溫度)比30m/s高約50%~70%;砂輪線速度(dù)為80m/s時(shí),磨削溫度比60m/s時又高15%~20%。砂輪線速度提高後(hòu),單位時間內參加磨削的磨粒數增加,摩(mó)擦作用加劇,消耗能量也增大,使工件表層(céng)溫度升高,增加表麵發(fā)生燒傷和形成裂紋的可能(néng)性,這就需要用具有高效冷卻性能的冷卻液來解決,所以(yǐ)在高速(sù)磨削時,不能使用普通(tōng)的切削液,而要使用具有良好滲透、冷卻性能(néng)的(de)高速(sù)磨削液,才能滿足線速度60m/s的高速(sù)磨削工(gōng)藝要求。
強力磨削:這是一種先進的高(gāo)效磨削工藝,例如功入式高速強力磨削時,線速度為60m/s的砂輪以每分鍾3.5~6mm左右的(de)進給速度徑向功入,功除率(lǜ)可高(gāo)達20~40mm/s,這時砂(shā)輪磨粒與工件摩擦非常劇烈,即使在高壓大流量和條件下,所(suǒ)測到摩擦區工件表(biǎo)層(céng)溫度範圍達700~1000℃,如果冷卻條件不好,磨削過程就不可能進行。在功入式強力(lì)磨削時,采用性能優良的合(hé)成強力磨削液與乳化液相比(bǐ),總磨量提高35%,磨削比(bǐ)提高30%~50%,延長正常磨(mó)削時間約40%,降低功率損耗(hào)約40%,所以(yǐ)強力磨削時,冷卻液的性能對磨削效果影響很大。
金(jīn)剛石(shí)砂輪磨削:這是適用於硬(yìng)質合金、陶瓷、玻璃等硬度(dù)高的材料的磨削加工,可以(yǐ)進行粗磨、精(jīng)磨,磨出表麵一般不產(chǎn)生裂紋、缺口,可以得到較(jiào)低的表麵粗糙(cāo)度。為了防止磨削時產生過多的(de)熱量和導致砂(shā)輪過早磨(mó)損(sǔn),獲得較低的表(biǎo)麵粗糙度,就(jiù)需要連續而充分的冷卻。這種磨削由於工件(jiàn)硬(yìng)度高,磨(mó)削液(yè)主要應具備冷卻和清洗性能,保持砂(shā)輪鋒銳,磨削液的摩擦係數不能(néng)過低,否則會造成磨(mó)削效率低,表(biǎo)麵燒傷等不良效果,可以采用以無機(jī)鹽為主的化學合成液作磨削液。精磨時可加入(rù)少量的聚乙醇作潤滑劑,可以提高(gāo)工件表麵加工質量。對於加工精度高的零件,可采用潤滑性能好的低粘度油基切(qiē)削液。
螺紋、齒輪和絲杠磨削:這類磨削特別重視磨削加工後的加工麵質量(liàng)和尺寸精(jīng)度,一般宜采(cǎi)用含極壓添加劑的磨(mó)削油,這類油(yóu)基磨削液由(yóu)於其潤滑性能好,可減少磨削熱,而且其(qí)中的(de)極壓添加劑可與工件材料反應,生成低剪切強度(dù)的硫化鐵膜和氯化鐵膜,能減輕磨粒,切削刃尖端(duān)的磨損,使磨削順利進行。為了獲得較好的冷卻性和清洗性,切削液要保證防火安全,應選用低粘度高閃點的磨削油為宜(yí)。
十、珩磨
珩(héng)磨加工的工(gōng)件精度高,表麵粗糙度低,加工過程產生鐵粉和油石粉顆粒度很小,容易懸浮(fú)在磨削液(yè)中,造成油石孔堵塞,影響加工效率和破壞工件表麵的加工質(zhì)量(liàng),所以(yǐ)要求(qiú)冷卻潤滑液(yè)具備較好的滲透、清洗、沉降性能。水基冷卻液對細小粉末的沉降性能差,一(yī)般不(bú)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約(2~3mm²/s(40))的礦(kuàng)物油(yóu)加入一定量(liàng)的非活性的硫化脂肪油作珩磨油。