切削加工潤滑

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1、第 三 章 金 屬 切 削 加 工 潤 滑 第 一 節(jié) 金 屬 切 削 過 程 及 其 潤 滑 特 點(diǎn) 一 、 金 屬 切 削 過 程 金 屬 的 加 工 方 法 繁 多 ， 其 中 切 削 加 工 是 金 屬 加工 中 最 常 見 、 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種 。 根 據(jù) 工 件 的 形狀 、 精 度 及 表 面 質(zhì) 量 的 不 同 要 求 ， 金 屬 切 削 加 工可 分 為 車 、 銑 、 鉆 、 刨 、 鏜 、 鉸 、 拉 ， 齒 輪 切 削 、螺 紋 切 削 及 磨 削 等 。 盡 管 這 些 具 體 加 工 方 法 各 有特 點(diǎn) ， 但 它 們 卻 有 一 個 重 要 的 共

2、 同 點(diǎn) ， 都 是 用 刀具 或 磨 具 切 削 金 屬 。 這 一 點(diǎn) 也 是 金 屬 切 削 加 工 區(qū)別 其 他 加 工 方 法 的 特 殊 性 。 所 謂 金 屬 切 削 過 程 就 是 由 機(jī) 床 提 供 必 要 的 運(yùn) 動和 動 力 的 條 件 下 ， 用 刀 具 (或 磨 具 )切 除 或 磨 削 )坯 件 上 多 余 的 金 屬 ， 從 而 獲 得 形 狀 ， 精 度 及 表 面質(zhì) 量 都 符 合 要 求 的 工 件 的 過 程 。 見 圖 3-1。 n A為 第 一 變 形 區(qū) ， 又 稱 剪 切 區(qū) ， 在 該 區(qū) 發(fā) 生 金 屬 的 剪 切變 形 。 此 區(qū) 域 存 在

3、 切 削 變 形 的 問 題 。n B為 第 二 變 形 區(qū) ， 即 是 切 屑 和 刀 具 前 刀 面 發(fā) 生 摩 擦 的 區(qū)域 ， 在 此 區(qū) 域 存 在 著 摩 擦 、 潤 滑 和 磨 損 的 問 題 。n C為 第 三 變 形 區(qū) ， 即 是 刀 具 后 刀 面 與 已 加 工 表 面 發(fā) 生 摩擦 的 區(qū) 域 ， 在 這 里 存 在 著 工 件 的 尺 寸 精 度 ， 加 工 表 面 粗糙 度 及 變 質(zhì) 層 的 問 題 。圖 3-1 切 削 過 程 示 意 圖 二 、 金 屬 切 削 過 程 的 潤 滑 特 點(diǎn) 金 屬 切 削 的 潤 滑 與 一 般 部 件 的 潤 滑 有 許 多

4、 不 同 的地 方 ， 這 是 由 于 切 削 過 程 的 特 點(diǎn) 決 定 的 。 1、 摩 擦 特 點(diǎn) 切 削 過 程 的 特 點(diǎn) 是 被 切 削 金 屬 層 在 切 削 刃 的 切割 和 前 刀 面 的 推 擠 作 用 下 進(jìn) 行 的 。 切 屑 以 很 大 的 壓力 (最 高 可 達(dá) 2000-3000Mpa)作 用 在 前 刀 面 上 ， 并 以較 高 速 度 沿 前 刀 面 流 出 。 由 于 被 切 削 金 屬 的 塑 性 變 形 區(qū) （ 圖 3-1 A區(qū) ） ， 切 屑 底 面 與 刀 具 前 刀 面 接 觸 摩 擦 區(qū) （ 圖 3-1 B區(qū) ） ， 以 及 刀 具 后 刀 面

5、與 已 加 工 表 面 接 觸 摩擦 區(qū) (圖 3-1 C區(qū) )。 切 削 過 程 的 摩 擦 是 由 內(nèi) 摩 擦 和 外 摩 擦 組 成 。 切 削 塑 性 金 屬 時 ， 第 一 變 形 區(qū) 和 第 二 變 形 區(qū)是 切 削 熱 的 主 要 來 源 ； 切 削 脆 性 金 屬 時 ， 第 三 變形 區(qū) 是 切 削 熱 的 主 要 來 源 。 由 此 可 知 ， 金 屬 切 削 過 程 中 的 熱 主 要 是 由 于 塑性 變 形 和 接 觸 摩 擦 產(chǎn) 生 的 。 而 金 屬 塑 性 變 形 屬 于金 屬 的 內(nèi) 摩 擦 ， 所 以 嚴(yán) 格 地 說 ， 切 削 過 程 中 的 熱是 金 屬

6、 的 外 摩 擦 和 內(nèi) 摩 擦 造 成 的 。 內(nèi) 摩 擦 產(chǎn) 生 的 摩 擦 力 比 外 摩 擦 的 摩 擦 力 要 大得 多 。 其 摩 擦 熱 比 只 有 外 摩 擦 的 一 般 部 件 潤 滑 時大 得 多 ， 可 以 達(dá) 到 攝 氏 數(shù) 百 度 以 上 的 溫 度 。 切 削過 程 中 的 摩 擦 是 內(nèi) 摩 擦 起 主 導(dǎo) 作 用 。 因 此 ， 對 于 高 溫 下 的 切 削 ， 冷 卻 和 潤 滑 顯 得十 分 重 要 ， 而 一 般 部 件 潤 滑 幾 乎 不 存 在 冷 卻 問 題 。 一 般 被 潤 滑 的 部 件 ， 絕 大 部 分 能 量 用 以 作 功 ，只 有

7、較 少 部 分 能 量 轉(zhuǎn) 化 為 熱 能 。 而 切 削 過 程 所 消耗 的 能 量 ， 除 創(chuàng) 生 面 的 表 面 能 、 加 工 面 和 切 屑 中的 殘 留 應(yīng) 變 能 等 占 l%一 3%外 ， 97%的 工 作 能 量 都轉(zhuǎn) 化 為 熱 能 。 其 中 2/3的 能 消 耗 于 塑 性 變 形 ， 1/3的 能 消 耗 于 刀 具 與 切 屑 、 刀 具 與 工 件 的 摩 擦 。 由 于 切 削 刃 區(qū) 域 極 小 ， 熱 量 高 度 集 中 ， 故 有 時切 屑 與 刀 具 界 面 溫 度 很 高 ， 切 削 時 可 達(dá) 800 ， 磨削 時 可 達(dá) 1200 。 刀 具 在

8、 高 溫 下 其 硬 度 、 強(qiáng) 度 大幅 度 下 降 ， 使 用 壽 命 急 劇 縮 短 ， 有 人 認(rèn) 為 刀 具 壽命 與 切 削 時 刀 具 溫 度 的 20次 方 成 反 比 。 例 如 用 高 速 鋼 刀 具 在 特 定 條 件 下 切 削 ， 當(dāng) 刀具 與 切 屑 界 面 平 均 溫 度 由 650 下 降 到 600 時 ，刀 具 的 壽 命 可 以 由 57min增 加 到 150min。 2、 潤 滑 特 點(diǎn) 在 切 削 加 工 中 ， 切 屑 以 很 高 的 速 度 沿 前 刀面 流 出 ， 與 前 刀 面 的 接 觸 時 間 極 短 (磨 削 時 ， 接觸 弧 的 時

9、間 約 0.04 s)， 并 且 與 刀 具 只 接 觸 一次 ， 因 此 要 求 切 削 液 中 的 極 壓 抗 磨 劑 與 金 屬 表面 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 能 瞬 時 完 成 。 切 屑 離 開 刀 具 表 面 后 繼 續(xù) 進(jìn) 行 的 化 學(xué) 反 應(yīng) ，對 于 改 善 切 削 過 程 潤 滑 實 際 上 不 起 作 用 。 這 種情 況 與 一 般 部 件 的 潤 滑 也 是 不 同 的 。 一 般 部 件 的 潤 滑 是 金 屬 表 面 上 有 一 層 氧 化 薄膜 ， 或 者 附 著 一 層 有 機(jī) 物 ， 在 不 變 的 摩 擦 面 上 通過 反 復(fù) 移 動 或 旋 轉(zhuǎn) 動 作 完

10、 成 。 例 如 齒 輪 嚙 合 時 間極 短 ， 但 因 其 不 斷 周 而 復(fù) 始 地 循 環(huán) ， 油 性 劑 、 極壓 劑 的 作 用 可 以 在 數(shù) 個 循 環(huán) 周 期 逐 步 完 成 。 切 削 加 工 過 程 的 潤 滑 屬 于 邊 界 潤 滑 狀 態(tài) ， 其潤 滑 性 能 不 但 與 切 削 液 的 滲 透 性 有 關(guān) ， 而 且 還 與潤 滑 薄 膜 的 性 質(zhì) 有 關(guān) 。 切 削 液 進(jìn) 入 切 削 區(qū) 主 要 靠 滲 透 ， 切 削 液 的 表面 張 力 、 粘 度 大 ， 滲 透 性 ， 潤 滑 性 能 差 ； 生 成 的潤 滑 薄 膜 的 強(qiáng) 度 高 ， 潤 滑 性 能

11、 好 。 由 此 可 見 ， 在 切 削 過 程 中 使 用 油 性 、 極 壓 添加 劑 改 善 切 削 液 的 性 能 必 須 考 慮 其 反 應(yīng) 速 度 ， 也就 是 說 反 應(yīng) 速 度 越 快 越 好 。 而 反 應(yīng) 速 度 又 與 切 削液 的 滲 透 能 力 和 其 中 添 加 劑 的 活 性 以 及 被 切 削 金屬 的 化 學(xué) 活 潑 性 有 著 密 切 關(guān) 系 。 第 二 節(jié) 金 屬 切 削 過 程 的 冷 卻 潤 滑 機(jī) 理（ 切 削 液 的 作 用 ） 一 、 使 用 切 削 液 的 目 的 延 長 刀 具 壽 命 ； 保 證 和 提 高 加 工 尺 寸 精 度 ； 改

12、善 加 工 面 ， 降 低 工 件 表 面 粗 糙 度 值 ； 隨 時排 除 碎 切 屑 ， 洗 凈 加 工 面 ; 迅 速 均 勻 地 冷 卻 加 工的 刀 具 、 工 件 和 機(jī) 床 有 關(guān) 部 件 ； 防 止 工 件 和 機(jī)床 腐 蝕 或 生 銹 ； 提 高 切 削 加 工 效 率 ； 降 低 能耗 和 生 產(chǎn) 成 本 。 切 削 液 的 基 本 功 能 ： 冷 卻 、 潤 滑 、 清 洗 、 防 銹 。 二 、 冷 卻 作 用 切 削 熱 是 由 切 削 過 程 中 金 屬 變 形 和 摩 擦 所 消 耗的 功 轉(zhuǎn) 變 而 來 。 圖 3-1所 示 的 三 個 變 形 區(qū) 就 是 產(chǎn)

13、生切 削 熱 的 熱 源 ： 即 被 加 工 材 料 的 彈 、 塑 性 變 形 所消 耗 的 功 轉(zhuǎn) 變 的 熱 和 刀 具 前 刀 面 與 切 屑 底 層 摩 擦所 產(chǎn) 生 的 熱 以 及 刀 具 后 刀 面 與 加 工 表 面 摩 擦 所 產(chǎn)生 的 熱 。 產(chǎn) 生 這 些 熱 量 除 去 以 輻 射 的 形 式 散 出 去 的 部分 外 ， 均 用 于 加 熱 刀 具 、 切 屑 及 加 工 表 面 ， 使 之溫 度 升 高 ： 加 劇 了 刀 具 的 磨 損 、 縮 短 了 刀 具 壽 命 、在 已 加 工 表 面 生 成 熱 變 形 。 因 此 ， 切 削 過 程 中 三 個 變 形

14、 區(qū) 所 產(chǎn) 生 的 熱 量除 分 別 由 切 屑 、 工 件 、 刀 具 和 周 圍 介 質(zhì) 如 空 氣 傳出 外 ， 還 應(yīng) 采 用 切 削 液 將 切 削 區(qū) 的 熱 量 迅 速 帶 走 。切 削 液 的 冷 卻 效 果 有 兩 個 方 面 ： 即 通 過 潤 滑 對 切削 機(jī) 理 的 影 響 所 體 現(xiàn) 的 冷 卻 及 直 接 冷 卻 。 由 于 切 削 液 的 自 身 冷 卻 能 力 ， 其 直 接 冷 卻 作用 不 但 可 以 降 低 切 削 溫 度 ， 減 少 刀 具 磨 損 ， 延 長刀 具 壽 命 ， 而 且 還 可 以 防 止 工 件 熱 膨 脹 ， 翹 曲 對加 工 精

15、度 的 影 響 ， 以 及 冷 卻 已 加 工 表 面 抑 制 熱 變質(zhì) 層 的 產(chǎn) 生 。 冷 卻 作 用 通 常 是 指 切 削 液 將 熱 量 從 它 產(chǎn) 生 的 地方 迅 速 帶 走 的 能 力 。 在 金 屬 切 削 時 ， 靠 對 流 、 汽 化吸 收 傳 出 大 量 的 熱 。 切 削 液 的 冷 卻 作 用 大 小 ， 取 決于 熱 導(dǎo) 率 、 比 熱 容 、 汽 化 熱 、 汽 化 速 度 、 流 量 及 流速 (流 速 與 粘 度 、 壓 力 有 關(guān) )等 。 通 常 水 的 熱 導(dǎo) 率 、比 熱 容 ， 汽 化 熱 比 油 大 ， 粘 度 比 油 小 所 以 一 般 水

16、的溶 液 的 冷 卻 性 能 最 好 ， 油 類 較 差 ， 乳 化 液 介 于 二 者之 間 ， 接 近 于 水 。 冷 卻 性 能 的 好 壞 ， 還 與 切 削 液 泡 沫 性 有 關(guān) ，因 為 泡 沫 為 空 氣 的 導(dǎo) 熱 性 比 水 差 ， 所 以 多 泡 沫 的切 削 液 ， 其 冷 卻 作 用 會 降 低 ， 必 須 設(shè) 法 除 去 泡 沫 。除 去 方 法 :如 加 甲 基 硅 油 消 泡 劑 ， 降 低 液 體 的 循 環(huán)使 用 速 度 ， 增 加 貯 油 池 的 容 積 等 。 其 次 ， 冷 卻 效果 也 與 冷 卻 方 式 有 關(guān) ， 有 些 切 削 加 工 方 法

17、， 如 果采 用 噴 霧 冷 卻 、 內(nèi) 冷 卻 ， 則 冷 卻 作 用 更 為 顯 著 。三 、 潤 滑 作 用 切 削 液 的 潤 滑 作 用 是 指 它 減 小 前 刀 面 與 切 屑 、 后 刀 面 與 工件 表 面 之 間 的 摩 擦 ， 磨 損 及 熔 著 、 粘 附 的 能 力 。 在 一 定 條 件下 ， 使 用 良 好 的 切 削 液 ， 可 以 減 少 刀 具 前 、 后 面 的 摩 擦 ， 因而 能 降 低 功 率 ， 增 加 刀 具 壽 命 ， 并 獲 得 較 好 的 表 面 質(zhì) 。 而 更重 要 的 是 減 少 產(chǎn) 生 積 屑 瘤 (即 刀 瘤 )的 機(jī) 會 。 金

18、屬 切 削 中 的 潤滑 最 終 表 現(xiàn) 的 是 邊 界 潤 滑 。 切 削 液 的 作 用 機(jī) 理 是 切 削 液 必 須 浸 透 到 切 削 刃部 位 ， 其 浸 透 途 徑 通 常 由 刀 背 部 浸 入 ， 流 到 刀 具的 兩 側(cè) ， 進(jìn) 而 從 測 面 擴(kuò) 散 ， 滲 透 到 刀 尖 區(qū) 。 潤 滑作 用 是 : 刀 具 前 刀 面 常 常 依 靠 氯 化 物 、 硫 化 物 等 極壓 劑 形 成 的 固 體 潤 滑 膜 來 起 作 用 ； 減 少 切 屑 接 觸 長 度 ， 改 善 刀 具 前 刀 面 的 潤滑 狀 態(tài) ， 使 剪 切 角 增 大 和 切 削 力 減 小 。 在

19、切 削 加 工 中 ， 金 屬 表 面 因 受 應(yīng) 力 作 用 而產(chǎn) 生 許 多 細(xì) 微 裂 縫 ， 這 時 切 削 液 的 極 性 物 質(zhì) 能 迅速 被 吸 附 和 滲 入 到 這 些 微 小 的 裂 縫 中 ， 使 其 表 面能 降 低 ， 這 就 是 所 謂 “ 硬 度 降 低 ” 的 作 用 。 控 制 積 屑 瘤 的 形 成 。 一 種 性 能 優(yōu) 良 的 切 削 液 需 同 時 含 有 油 性 劑 和 極壓 劑 。 而 常 用 的 油 性 劑 有 脂 肪 酸 、 醇 類 、 酯 類 等 。極 壓 劑 是 有 機(jī) 的 氯 、 硫 、 磷 等 化 合 物 ， 為 取 得 較好 的 效

20、果 ， 一 般 選 擇 兩 種 以 上 的 添 加 劑 復(fù) 合 使 用 ，以 滿 足 金 屬 切 削 的 邊 界 潤 滑 。 四 、 清 洗 作 用 切 削 液 清 洗 性 能 的 好 壞 除 與 使 用 壓 力 有 關(guān) 外 ，還 與 切 削 液 的 流 動 性 件 （ 粘 度 ） 、 流 量 和 滲 透 性 有關(guān) 。 而 滲 透 性 和 流 動 性 的 好 壞 又 與 切 削 液 的 成 分 有關(guān) 。 所 以 ， 常 常 在 切 削 液 中 加 入 一 定 油 溶 性 或 水 溶性 表 面 活 性 劑 ， 以 增 強(qiáng) 潤 濕 滲 透 性 、 降 低 表 面 張 力 、提 高 清 洗 能 力

21、。 切 削 液 的 清 洗 作 用 對 磨 削 加 工 非 常 重 要 。 在 磨削 加 工 中 ， 所 產(chǎn) 生 的 磨 屑 及 磨 粒 多 呈 粉 塵 狀 ， 極易 堵 塞 砂 輪 磨 粒 間 的 間 隙 而 降 低 了 砂 輪 的 鋒 利 程度 (即 降 低 了 切 削 能 力 )， 并 使 磨 削 區(qū) 的 溫 變 升 高而 “ 燒 壞 ” 工 件 ， 在 高 速 、 強(qiáng) 力 磨 削 時 更 為 突 出 。 此 時 若 切 削 液 的 清 洗 性 能 較 強(qiáng) ， 就 能 迅 速 滲 透到 極 微 小 的 縫 隙 中 ， 而 在 碎 屑 和 砂 輪 的 磨 粒 間 保 特一 定 的 液 體

22、膜 ， 從 而 減 小 摩 擦 ， 有 利 于 碎 屑 的 脫 除 。在 磨 削 較 硬 金 屬 而 采 用 .乳 化 油 時 ， 也 常 出 現(xiàn) 堵 塞 砂輪 現(xiàn) 象 ， 這 是 因 為 乳 化 型 切 削 液 的 乳 化 穩(wěn) 定 性 較 差的 緣 故 。 眾 所 周 知 ， 油 類 對 砂 輪 和 金 屬 表 面 的 潤 濕能 力 要 比 水 更 強(qiáng) 些 ， 這 可 由 水 和 油 在 金 屬 和 砂 輪 表面 上 的 鋪 展 情 況 （ 或 接 觸 角 大 小 )得 到 證 實 。 在 高 速 磨 削 和 強(qiáng) 力 磨 削 時 ， 為 了 提 高 切 削 液 的沖 刷 能 力 ， 及 時

23、沖 走 碎 屑 和 磨 粉 ， 用 高 壓 沖 洗 法并 保 特 切 削 液 的 足 夠 流 量 ， 是 提 高 切 削 液 清 洗 能力 的 有 效 途 經(jīng) 。 此 外 ， 在 某 些 半 封 閉 切 削 加 工 中(例 如 深 孔 加 工 )， 也 常 常 采 用 高 壓 注 入 法 ， 增 強(qiáng)切 削 液 的 清 洗 、 排 屑 性 能 。 五 、 防 銹 作 用 切 削 液 防 銹 作 用 的 好 壞 ， 取 決 于 切 削 液 的 配 方和 其 中 防 銹 添 加 劑 的 性 能 。 對 于 切 削 液 防 銹 性 能 的選 擇 ， 應(yīng) 根 據(jù) 機(jī) 床 的 精 密 程 度 、 行 業(yè)

24、特 點(diǎn) (如 軸 承 、儀 表 行 業(yè) )、 工 藝 條 件 、 工 件 材 質(zhì) 和 其 他 要 求 綜 合考 慮 。 小 結(jié) ： 切 削 液 的 冷 卻 、 潤 滑 、 清 洗 、 防 銹 四 個 作 用并 不 是 孤 立 的 ， 而 是 互 相 影 響 ， 各 有 側(cè) 重 的 有 機(jī)統(tǒng) 一 體 。 油 基 切 削 液 的 潤 滑 性 、 防 銹 性 較 好 ， 但冷 卻 性 、 清 洗 性 稍 差 ;水 基 切 削 液 的 冷 卻 、 清 洗 性能 較 好 ， 但 潤 滑 性 、 防 銹 性 略 差 。 因 此 ， 對 于 每 一 種 切 削 液 來 說 ， 這 四 個 性 能不 可 能

25、都 是 優(yōu) 良 的 ， 應(yīng) 當(dāng) 根 據(jù) 具 體 情 況 抓 住 主 要矛 盾 ， 兼 顧 共 他 方 面 進(jìn) 行 合 理 配 制 和 選 用 。 此 外 ， 切 削 液 除 具 有 以 上 四 個 作 用 外 ， 還 應(yīng)具 有 減 小 環(huán) 境 污 染 ， 對 人 體 無 害 ， 經(jīng) 濟(jì) 效 益 好 ，易 配 制 、 使 用 方 便 、 貯 存 穩(wěn) 定 性 好 ， 不 易 變 質(zhì) 等特 點(diǎn) 。 第 三 節(jié) 切 削 液 的 分 類 和 組 成圖 3-3 切 削 液 的 種 類 一 、 油 基 切 削 液 油 基 切 削 液 又 叫 切 削 油 ， 一 般 潤 滑 性 良 好 ， 但冷 卻 性 能

26、比 水 基 切 削 液 稍 差 。 在 用 高 速 鋼 刀 具 切 削而 且 切 削 速 度 較 慢 的 時 候 采 用 油 基 切 削 液 ， 能 延 長刀 具 壽 命 ， 降 低 工 件 表 面 粗 糙 度 值 。 但 是 ， 如 果 用 在 高 速 和 重 切 削 等 加 工 過 程 中 ，因 劇 烈 地 冒 煙 而 惡 化 環(huán) 境 衛(wèi) 生 ， 甚 至 有 引 起 火 災(zāi) 的危 險 。 由 于 油 的 飛 濺 和 散 落 也 加 劇 了 對 環(huán) 境 的 污 染等 。 以 往 切 削 油 多 以 菜 籽 油 、 豆 油 、 豬 油 等 作 原 料 ，因 為 這 些 油 安 定 性 差 而

27、且 價 格 貴 ， 所 以 現(xiàn) 在 都 是 以礦 物 油 作 原 料 。 這 一 類 油 可 分 為 礦 物 油 、 脂 肪 油 、混 合 油 和 極 壓 油 。 1 礦 物 油 礦 物 油 是 從 天 然 原 油 中 提 煉 出 來 的 ， 它 來 源 豐富 ， 價 格 便 宜 ， 透 明 性 和 穩(wěn) 定 性 好 。 常 用 的 礦 物油 有 煤 油 、 輕 柴 油 及 N7、 N10、 N15、 N22、 N32等機(jī) 械 油 ， 機(jī) 械 油 的 號 數(shù) 是 指 它 在 40 時 的 粘 度 。礦 物 油 一 般 不 含 脂 肪 酸 ， 而 含 有 未 飽 和 的 碳 氫 化合 物 。 這

28、些 化 合 物 也 能 吸 附 在 金 屬 表 面 上 。 但 是其 吸 附 力 沒 有 有 機(jī) 酸 分 子 吸 附 牢 固 。 礦 物 油 在 流 體 潤 滑 狀 態(tài) 下 ， 有 良 好 的 潤 滑 性能 ， 但 不 適 用 邊 界 潤 滑 。 通 常 礦 物 油 只 作 為 切 削油 的 基 礎(chǔ) 油 ， 加 入 一 定 量 的 油 性 劑 或 極 壓 劑 ， 以保 證 切 削 過 程 中 邊 界 潤 滑 時 有 較 低 的 摩 擦 系 數(shù) 和磨 損 。 滲 透 性 好 的 低 粘 度 礦 物 油 ， 除 了 用 于 黃 銅 、易 切 削 鋼 等 的 輕 切 削 加 工 外 ， 還 可 以

29、用 于 輕 合 金的 研 磨 (拋 光 )、 珩 磨 、 和 精 加 工 。 2 脂 肪 油 脂 肪 油 一 般 是 指 動 、 植 物 油 ， 它 包 括 豬 油 、 牛油 、 羊 油 、 鯨 魚 油 、 菜 籽 油 、 豆 抽 、 棉 籽 油 、 妥兒 油 、 椰 子 油 、 棕 櫚 油 、 蓖 麻 油 等 。 動 、 植 物 油的 油 性 比 礦 物 油 好 ， 而 動 物 油 的 油 性 又 比 植 物 油好 。 這 些 油 中 都 含 有 極 性 分 子 ， 能 吸 附 在 金 屬 表 面上 形 成 比 較 牢 固 的 吸 附 膜 ， 故 在 邊 界 潤 滑 條 件 下能 降 低 摩

30、 擦 系 數(shù) ， 提 高 切 削 性 能 ， 從 而 獲 得 良 好的 加 工 精 度 和 工 件 表 面 質(zhì) 量 。 適 用 于 低 速 輕 切 削 ，如 鉸 孔 和 螺 紋 切 削 以 及 銅 、 鋁 等 有 色 金 屬 的 加 工 。 3 混 合 油 混 合 油 (又 稱 復(fù) 合 油 )， 是 以 熱 安 定 性 良 好 的 礦物 油 為 基 礎(chǔ) 油 加 入 動 物 油 和 植 物 油 、 脂 肪 酸 、 合成 醋 油 等 油 性 劑 混 合 而 成 的 ， 同 時 為 防 止 氧 化 變質(zhì) ， 還 加 抗 氧 劑 。 潤 滑 性 能 遠(yuǎn) 比 單 獨(dú) 的 礦 物 油 好 ， 即 接 近

31、或 相 當(dāng)于 動 、 植 物 油 。 能 有 效 地 提 高 加 工 精 度 和 延 長 刀具 壽 命 。 可 是 在 切 削 條 件 惡 劣 、 摩 擦 溫 度 高 的 加工 中 ， 和 脂 肪 油 類 一 樣 會 降 低 潤 滑 效 果 。 4 極 壓 油 極 壓 油 一 般 是 以 礦 物 油 為 基 礎(chǔ) 油 ， 加 入 氮 、硫 、 磷 的 有 機(jī) 物 極 壓 劑 、 油 性 劑 和 防 誘 劑 等 調(diào) 配而 成 ， 是 油 基 切 削 液 中 的 主 要 種 類 。 含 氯 化 物 添 加 劑 的 氯 化 油 、 有 機(jī) 金 屬 添 加 劑(如 硼 酸 鹽 、 有 機(jī) 鉬 )油 、

32、穩(wěn) 定 的 非 活 性 硫 的 硫 化油 及 非 活 性 的 硫 -氯 化 油 等 ， 切 削 性 能 好 ， 其 化 學(xué)穩(wěn) 定 性 比 活 性 極 壓 油 好 ， 通 常 被 廣 泛 應(yīng) 用 。 含 活 性 硫 的 硫 化 切 削 油 和 含 活 性 硫 的 硫 -氯 化切 削 油 等 ， 在 控 制 積 屑 瘤 形 成 方 面 有 顯 著 效 果 ，并 能 獲 得 良 好 的 加 工 表 面 。 低 速 加 工 難 切 削 材 料 ，也 能 提 高 加 工 精 度 。 但 在 高 速 切 削 中 ， 因 化 學(xué) 腐蝕 磨 損 ， 使 刀 具 壽 命 下 降 。 同 時 對 有 色 金 屬

33、(如 銅 )產(chǎn) 生 腐 蝕 。 二 、 水 基 切 削 液 水 基 切 削 液 是 用 大 量 的 水 進(jìn) 行 稀 釋 ， 所 以 克服 了 使 用 切 削 油 冒 煙 、 易 燃 以 及 加 工 后 粘 附 在 金屬 表 面 上 的 油 脂 難 于 清 洗 的 弊 病 ， 而 且 價 格 便 宜 。但 其 缺 點(diǎn) 有 :因 為 是 用 水 作 稀 釋 劑 ， 故 使 機(jī) 床 和 被切 削 金 屬 材 料 容 易 生 銹 ;若 與 機(jī) 床 上 的 其 他 潤 滑 油混 合 ， 就 會 使 其 潤 滑 能 力 變 壞 ， 從 而 降 低 機(jī) 床 壽命 。 這 類 切 削 液 一 般 分 為 乳

34、狀 液 、 合 成 液 、 半 合成 液 和 化 學(xué) 溶 液 四 種 。 1 乳 化 油 型 切 削 液 乳 化 油 通 常 稱 “ 可 溶 性 油 ， 當(dāng) 與 水 混 合 后 立即 產(chǎn) 生 乳 狀 液 。 乳 化 油 是 以 輕 質(zhì) 礦 物 油 加 入 表 面 活性 劑 (乳 化 劑 )、 穩(wěn) 定 劑 、 防 銹 劑 、 油 性 極 壓 劑 、 抗抱 劑 以 及 防 霉 劑 等 組 成 。 其 中 前 四 種 添 加 劑 是 主 要 成 分 ， 而 其 他 添 加 劑則 根 據(jù) 乳 化 油 的 成 分 和 用 途 而 定 。 乳 化 油 兼 有 水 的極 好 冷 卻 性 和 油 的 潤 滑

35、性 ， 因 而 有 較 好 的 適 用 性 和經(jīng) 濟(jì) 性 。 乳 化 油 在 所 有 機(jī) 加 工 中 有 廣 泛 的 用 途 ， 在世 界 上 占 所 有 切 削 液 消 耗 量 的 50%以 上 。 2 半 合 成 切 削 液 半 合 成 切 削 液 ， 國 內(nèi) 又 稱 微 乳 液 。 它 是 以 水 為基 礎(chǔ) ， 由 有 機(jī) 和 無 機(jī) 材 料 的 分 散 精 細(xì) 膠 體 組 成 的 ，并 含 有 5%-30%的 礦 物 油 。 主 要 組 分 是 分 散 劑 或 表 面活 性 劑 ， 它 能 改 善 潤 濕 性 、 確 保 更 大 的 均 勻 散 熱 性 ，還 能 促 進(jìn) 其 他 化 學(xué)

36、 成 分 的 結(jié) 合 。 其 他 添 加 劑 包 括 消泡 劑 、 EP劑 、 抗 腐 蝕 劑 、 銅 的 減 活 化 劑 等 ， 其 濃 縮物 可 以 是 液 態(tài) 、 膏 狀 和 固 體 粉 劑 等 形 態(tài) 。 使 用 時 用自 來 水 稀 釋 成 半 透 明 或 透 明 液 體 。 半 合 成 液 的 透 明 度 與 它 的 乳 化 程 度 、 乳 化 顆粒 大 小 有 關(guān) 。 該 類 切 削 液 兼 有 乳 化 液 和 合 成 液 的優(yōu) 點(diǎn) ， 潤 滑 、 冷 卻 、 清 洗 、 防 銹 性 能 均 較 好 ， 與乳 化 液 比 較 ， 能 阻 止 細(xì) 菌 的 分 解 繁 殖 ， 因 而

37、 使 用壽 命 長 ， 后 處 理 容 易 ;但 因 無 機(jī) 鹽 含 量 高 ， 故 往 往在 機(jī) 床 的 有 關(guān) 零 部 件 上 殘 留 著 膠 粘 狀 或 粉 末 狀 沉淀 物 。 該 類 切 削 液 適 用 于 車 、 銑 、 鉆 、 磨 等 多 種 金屬 加 工 。 3 合 成 切 削 液 合 成 切 削 液 是 一 種 完 全 不 含 油 的 ， 由 水 溶 性 EP劑 、 油 性 劑 、 防 銹 劑 、 表 面 活 性 劑 等 形 成 切 削 液 濃縮 物 。 使 用 時 ， 用 自 來 水 按 一 定 比 例 稀 釋 成 半 透 明或 透 明 液 體 。 此 類 切 削 液 最

38、突 出 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 :工 件 可 見度 好 、 使 用 壽 命 長 、 使 用 安 全 、 節(jié) 約 油 料 資 源 ;具 有獨(dú) 特 的 冷 卻 、 清 洗 性 ， 潤 滑 性 和 防 銹 性 各 有 不 同 ，可 視 加 工 要 求 和 使 用 條 件 的 苛 刻 程 度 不 同 進(jìn) 行 選 用 。但 用 于 有 切 削 液 流 過 滑 動 導(dǎo) 軌 的 切 削 機(jī) 床 ， 應(yīng) 避 免合 成 液 將 滑 動 導(dǎo) 軌 面 上 的 潤 滑 油 膜 沖 洗 掉 ， 而 造 成阻 塞 和 卡 咬 。 4 化 學(xué) 溶 液 型 化 學(xué) 溶 液 又 稱 真 溶 液 。 它 是 以 亞 硝 酸 鈉 、 鉻酸

39、 鈉 、 三 磷 酸 鈉 、 碳 酸 鈉 等 無 機(jī) 鹽 類 為 主 體 ， 加少 量 的 表 面 活 性 劑 和 有 機(jī) 胺 如 三 乙 醇 胺 、 二 乙 醇胺 等 組 成 。 這 類 切 削 液 一 經(jīng) 水 稀 釋 ， 就 成 為 全 透明 穩(wěn) 定 的 水 溶 液 ， 不 起 泡 沫 ， 抗 硬 水 能 力 強(qiáng) ， 不容 易 變 質(zhì) 發(fā) 臭 。 但 潤 滑 性 能 不 良 ， 表 面 張 力 較 大 ， 因 無 機(jī) 鹽類 對 鐵 表 面 的 陰 離 子 吸 附 性 較 強(qiáng) ， 故 防 銹 性 能 較好 。 如 果 這 種 稀 釋 的 切 削 液 里 含 有 0.2%的 亞 硝 酸鈉 ，

40、則 可 防 止 加 工 過 程 引 起 工 件 和 機(jī) 床 的 腐 蝕 。 由 于 亞 硝 酸 鈉 對 鋼 鐵 的 防 銹 效 果 好 ， 且 價格 低 廉 ， 因 此 它 是 我 國 目 前 使 用 最 多 的 一 種 水 溶性 的 中 性 介 質(zhì) 緩 蝕 劑 。 亞 硝 鹽 和 二 乙 醇 胺 混 合 在一 起 ， 在 一 定 條 件 下 ， 就 要 二 次 生 成 有 效 致 癌 物質(zhì) 的 N一 亞 硝 基 鏈 醇 胺 。 化 學(xué) 溶 液 型 切 削 液 ， 主要 是 供 磨 削 用 。 第 四 節(jié) 切 削 液 性 能 及 評 價 一 、 切 削 液 性 能 切 削 液 的 性 能 包

41、括 理 化 性 能 和 力 學(xué) 性 能 兩 個 方面 。 1. 切 削 液 的 理 化 性 能 指 標(biāo) 切 削 液 主 要 是 以 產(chǎn) 品 的 物 理 性 能 作 為 其 質(zhì) 量 指標(biāo) 。 以 水 基 切 削 液 為 例 ， 切 削 液 需 要 監(jiān) 控 的 理 化性 能 指 標(biāo) 如 表 4所 示 。 表 4 水 基 切 削 液 需 監(jiān) 控 的 理 化 性 能 指 標(biāo) 由 表 4可 知 ， 水 基 切 削 液 的 物 理 性 能 指 標(biāo) ， 主要 是 它 們 內(nèi) 在 因 素 所 決 定 的 ， 其 使 用 的 場 合 和 效果 也 不 盡 相 同 。 表 4 2 切 削 液 的 力 學(xué) 性 能

42、指 標(biāo) 切 削 液 的 質(zhì) 量 優(yōu) 劣 ， 除 要 求 理 化 性 能 符 合 規(guī) 定指 標(biāo) 以 外 ， 更 重 要 的 是 力 學(xué) 性 能 指 標(biāo) ， 在 金 屬 切 削中 能 滿 足 最 佳 的 切 削 條 件 ， 即 在 其 他 條 件 (如 切 削量 ， 切 削 材 料 、 刀 具 等 )相 同 的 情 況 下 ， 切 削 液 對刀 具 壽 命 、 工 件 精 度 及 表 面 粗 糙 度 、 切 削 比 (或 磨削 比 )、 切 削 力 扭 炬 、 軸 向 力 、 徑 向 力 )、 振 動 、溫 度 、 金 屬 去 除 率 、 動 力 消 耗 、 經(jīng) 濟(jì) 性 等 均 產(chǎn) 生 影響 。

43、在 實 際 應(yīng) 用 中 ， 針 對 具 體 的 加 工 方 式 、 工 藝 參數(shù) ， 工 件 材 質(zhì) 和 切 削 刀 具 (或 磨 具 )的 不 同 ， 對 切 削液 的 力 學(xué) 性 能 要 求 也 有 所 側(cè) 重 。 潤 滑 劑 的 主 要 功 能 是 減 少 摩 擦 和 磨 損 ， 防 止相 對 運(yùn) 動 的 兩 摩 擦 表 面 之 間 的 擦 傷 和 燒 結(jié) ， 因 此要 求 潤 滑 劑 具 有 良 好 的 潤 滑 性 能 。 潤 滑 性 能 包 括油 性 、 抗 磨 損 性 和 極 壓 性 3個 方 面 。 這 三 者 既 有 關(guān)聯(lián) ， 又 有 區(qū) 別 。 油 性 主 要 是 指 潤 滑

44、 劑 減 少 摩 擦 的 性 能 。 以 提高 這 種 性 能 為 目 的 而 使 用 的 添 加 劑 稱 為 油 性 劑 ，有 時 也 稱 為 減 摩 劑 或 摩 擦 改 進(jìn) 劑 。 用 作 油 性 劑 的是 某 些 表 面 活 性 物 質(zhì) ， 如 動 植 物 油 脂 、 脂 肪 酸 、酯 、 胺 等 。 抗 磨 損 性 是 指 潤 滑 劑 在 輕 負(fù) 荷 和 中 等 負(fù) 荷 條 件下 ， 即 在 流 體 潤 滑 或 混 合 潤 滑 條 件 下 ， 能 在 摩 擦表 面 形 成 薄 膜 ， 防 止 磨 損 的 能 力 。 提 高 潤 滑 劑 的這 種 能 力 的 添 加 劑 稱 為 抗 磨

45、損 添 加 劑 。 極 壓 性 是 指 潤 滑 劑 在 低 速 高 負(fù) 荷 或 高 速 沖 擊負(fù) 荷 條 件 下 ， 即 在 邊 界 潤 滑 條 件 下 ， 防 止 摩 擦 面發(fā) 生 擦 傷 和 燒 結(jié) 的 能 力 。 為 此 目 的 而 使 用 的 添 加劑 稱 為 極 壓 添 加 劑 或 簡 稱 EP劑 。 極 壓 劑 多 為 含 硫 、磷 、 氯 等 活 性 物 質(zhì) ， 能 在 摩 擦 面 上 和 金 屬 起 化 學(xué)反 應(yīng) ， 生 成 剪 應(yīng) 力 和 熔 點(diǎn) 都 比 原 金 屬 低 的 化 合 物 ，構(gòu) 成 極 壓 固 體 潤 滑 膜 ， 防 止 燒 結(jié) 。 二 、 切 削 液 性 能

46、檢 測 1 理 化 性 能 指 標(biāo) 評 定 方 法 切 削 液 的 理 化 性 能 指 標(biāo) 評 定 方 法 和 所 需 儀 器都 比 較 簡 單 ， 因 此 作 為 切 削 液 的 生 產(chǎn) 廠 家 和 使 用廠 家 都 能 開 展 這 方 面 的 工 作 。 現(xiàn) 將 介 紹 水 基 切 削液 主 要 理 化 指 標(biāo) 的 試 驗 方 法 如 下 ： 因 為 合 成 液 、 半 合 成 液 、 化 學(xué) 溶 液 和 乳 化 油的 pH值 、 防 銹 性 、 腐 蝕 性 、 消 飽 性 等 理 化 指 標(biāo) 完全 相 同 ， 因 此 共 相 應(yīng) 的 試 驗 方 法 也 大 同 小 異 。 但 由 于 這

47、 四 種 類 型 切 削 液 的 組 成 不 同 ， 因 此在 理 化 性 能 指 標(biāo) 上 也 有 特 殊 要 求 ， 如 乳 化 油 和 半合 成 液 (微 乳 型 )需 做 安 定 性 和 食 鹽 允 許 量 試 驗 。合 成 液 因 含 表 面 活 性 劑 較 多 ， 需 做 對 機(jī) 床 油 漆 的適 應(yīng) 性 試 驗 ， 另 外 合 成 液 與 微 乳 液 需 作 表 面 張 力試 驗 ， 以 確 定 它 們 的 清 洗 、 滲 透 能 力 。 （ 1） 乳 化 型 、 半 合 成 型 切 削 液 的 pH值 和 乳 液安 定 性 、 防 銹 性 、 食 鹽 允 許 量 、 腐 蝕 性

48、及 消 泡 性等 試 驗 方 法 分 別 按 乳 化 油 部 標(biāo) 準(zhǔn) SH 0365-1992進(jìn)行 。 （ 2） 合 成 型 切 削 液 的 pH值 ， 消 泡 性 、 腐 蝕 性 、防 銹 性 的 試 驗 方 法 分 別 按 合 成 切 削 液 國 家 標(biāo) 準(zhǔn)GB/T 6144-1985進(jìn) 行 。 以 上 這 些 切 削 液 的 理 化 性 能 指 標(biāo) 及 其 相 應(yīng) 的 試驗 方 法 雖 然 對 產(chǎn) 品 的 生 產(chǎn) 過 程 和 用 戶 驗 收 及 使 用 過程 起 到 了 監(jiān) 控 作 用 ， 但 大 量 的 實 際 結(jié) 果 表 明 ， 現(xiàn) 有切 削 液 的 質(zhì) 量 指 標(biāo) 尚 不 能 很

49、好 地 反 映 切 削 液 產(chǎn) 品 的性 能 和 質(zhì) 量 ， 尤 其 難 于 反 映 產(chǎn) 品 的 實 際 使 用 性 能 。 因 此 ， 為 了 選 擇 適 用 的 切 削 液 ， 用 戶 常 常 需 要通 過 現(xiàn) 場 的 使 用 試 驗 ， 才 能 最 后 確 定 產(chǎn) 品 是 否 能 用 。顯 而 易 見 ， 在 幫 助 用 戶 為 特 定 的 使 用 條 件 選 擇 比 較理 想 的 切 削 液 時 ， 僅 靠 現(xiàn) 有 的 達(dá) 些 質(zhì) 量 指 標(biāo) 是 遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不 夠 的 ， 還 需 要 力 學(xué) 性 能 指 標(biāo) 。 2 切 削 液 力 學(xué) 性 能 指 標(biāo) 的 評 價 方 法 切 削 液 的 力

50、 學(xué) 性 能 評 價 方 法 很 一 多 ， 可 歸 納為 非 切 削 和 切 削 試 驗 兩 類 。 1） 非 切 削 評 價 試 驗 用 摩 擦 磨 損 試 驗 方 法 來 評 價切 削 液 極 壓 潤 滑 性 能 。 而 這 種 方 法 所 用 各 種 試 驗機(jī) 和 試 驗 條 件 見 表 5。 表 5 各 種 摩 擦 試 驗 機(jī) 和 試 驗 條 件 由 表 5可 知 ， 這 些 摩 擦 磨 損 機(jī) 試 驗 的 共 同 特 點(diǎn)是 ： 試 驗 中 不 發(fā) 生 切 削 現(xiàn) 象 ， 金 屬 材 料 不 產(chǎn) 生 新生 面 ， 只 產(chǎn) 生 磨 斑 ， 而 且 磨 損 過 程 接 觸 面 積 不 斷

51、增 大 ， 引 起 接 觸 壓 力 變 化 。 我 國 乳 化 油 和 合 成 液 標(biāo) 準(zhǔn) 中 也 分 別 規(guī) 定 了 極壓 型 乳 化 油 和 極 壓 型 合 成 切 削 液 的 PB值 在 700N以上 。 2） 切 削 試 驗 方 法 金 屬 切 削 加 工 包 括 切 除 和 光 整 兩 個 基 本 過 程 。國 外 對 切 除 性 能 的 測 定 多 用 車 削 、 鉆 削 、 鏜 削 方法 ， 光 整 性 能 則 用 攻 螺 紋 試 驗 測 定 。 各 種 試 驗 結(jié)果 可 以 單 獨(dú) 評 價 切 削 液 的 性 能 ， 也 可 以 綜 合 幾 種試 驗 結(jié) 果 評 價 切 削 液

52、 的 總 效 率 。 這 些 試 驗 是 在 實際 切 削 中 進(jìn) 行 的 ， 因 此 其 接 觸 壓 力 、 表 面 溫 度 、油 性 極 壓 劑 的 作 用 機(jī) 理 等 均 是 符 合 實 際 的 ， 作 為評 價 切 削 性 能 的 方 法 是 比 較 合 適 的 。 第 五 節(jié) 切 削 液 的 選 擇 切 削 液 的 種 類 很 多 ， 其 組 成 和 性 質(zhì) 也 很 復(fù) 雜 。因 此 ， 在 選 用 以 前 ， 首 先 應(yīng) 熟 悉 各 類 切 削 液 的 性 能 、特 點(diǎn) 、 應(yīng) 用 范 圍 ， 然 后 按 照 工 件 和 刀 具 材 料 、 切 削條 件 (切 削 速 度 、 進(jìn)

53、給 量 、 切 削 深 度 、 加 工 方 式 和機(jī) 床 種 類 以 及 參 考 切 削 液 選 用 表 進(jìn) 行 合 理 選 用 。 隨著 具 體 條 件 的 不 同 ， 對 切 削 液 的 冷 卻 、 潤 滑 、 清 洗 、防 銹 4個 方 面 作 用 的 要 求 ， 應(yīng) 有 所 側(cè) 重 ， 以 達(dá) 到 較好 的 使 用 效 果 。 一 、 按 工 件 材 料 性 質(zhì) 選 用 切 削 加 工 中 工 件 材 料 的 種 類 很 多 。 常 用的 工 件 材 料 有 黑 色 金 屬 、 主 要 是 各 種 鋼 及 鑄鐵 ;有 色 金 屬 、 主 要 是 銅 、 鋁 及 其 合 金 。 1 銅

54、、 鋁 、 鎂 合 金 的 切 削 銅 、 鋁 、 錢 合 金 由 于 強(qiáng) 度 低 、 硬 度 低 、 導(dǎo) 熱性 好 、 加 工 時 切 削 力 小 、 切 削 溫 度 低 ， 刀 具 不 易磨 損 ， 因 此 可 以 干 切 。 但 在 切 削 用 量 較 大 時 ， 為了 提 高 刀 具 壽 命 ， 精 加 工 時 ， 為 了 提 高 表 面 質(zhì) 量 ，一 般 都 使 用 切 削 液 。 （ 1） 切 削 鋁 合 金 時 ， 一 般 不 用 切 削 液 ， 但 也有 用 中 性 或 弱 酸 性 的 水 基 切 削 液 (其 中 以 乳 化 液 用得 較 多 )。 2 鑄 鐵 切 削 鑄 鐵

55、 屬 于 脆 性 材 料 ， 一 般 可 不 使 用 切 削 液 。因 為 鑄 鐵 成 分 中 含 有 一 定 量 的 石 墨 (是 一 種 固 體 潤滑 劑 )， 所 以 切 削 時 ， 自 身 能 起 潤 滑 作 用 。 同 時 ，在 鑄 鐵 的 切 削 過 程 中 ， 摩 擦 系 數(shù) 小 ， 材 料 塑 性 變形 小 ， 切 削 溫 度 不 高 ， 為 避 免 切 削 碎 末 粘 附 在 機(jī)床 和 工 件 上 難 以 清 除 ， 所 以 一 般 不 使 用 切 削 液 。 （ 2） 韌 性 黃 銅 工 件 ， 粗 車 時 切 削 量 較 大 ， 一切 削 溫 度 較 高 ， 宜 用 5%

56、的 乳 化 液 或 微 乳 液 。 對 于青 銅 和 脆 性 黃 銅 ， 使 用 切 削 液 的 效 果 較 差 ， 而 且崩 碎 的 切 屑 混 于 切 削 液 內(nèi) ， 易 堵 塞 循 環(huán) 系 統(tǒng) ， 破壞 機(jī) 床 的 活 動 部 件 ， 一 般 是 干 切 。 精 切 銅 合 金 時 ，為 了 降 低 表 面 粗 糙 度 值 ， 可 稍 加 菜 籽 油 (或 豆 油 )或 高 濃 度 (10%以 上 )不 含 硫 的 乳 化 液 ， 以 增 強(qiáng) 潤 滑 。 3 中 、 低 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 及 合 金 鋼 的 切 削 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 及 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 是 機(jī) 器 的 主 要 結(jié)

57、 構(gòu) 材料 。 （ 1） 低 碳 鋼 和 低 碳 合 金 鋼 ： 含 碳 量 在 0.25%以下 為 低 碳 鋼 和 低 碳 合 金 鋼 ， 其 塑 性 和 韌 性 較 高 ，而 強(qiáng) 度 及 硬 度 較 低 。 不 如 鑄 鐵 容 易 加 工 。 根 據(jù) 加工 方 式 不 同 可 選 用 極 壓 型 水 基 切 削 液 或 油 基 切 削液 。 這 類 材 料 的 滾 削 、 插 削 、 剃 削 ， 一 般 選 用 粘度 較 高 的 活 性 型 切 削 液 。 （ 2） 中 碳 鋼 和 中 碳 合 金 鋼 ： 含 碳 量 在 0.25%-0.6%的 稱 為 中 碳 鋼 及 中 碳 合 金 鋼

58、。 這 類 鋼 材 的 強(qiáng)度 及 硬 度 較 低 碳 鋼 高 ， 而 塑 性 及 韌 性 較 低 碳 鋼 低 ，因 其 強(qiáng) 度 與 韌 性 的 綜 合 指 標(biāo) 較 高 ， 屬 于 較 難 加 工材 料 。 應(yīng) 根 據(jù) 不 同 的 加 工 方 式 和 切 用 量 ， 選 用 極壓 型 乳 化 油 或 活 性 型 切 削 油 。 這 類 材 料 的 滾 削 、插 削 、 剃 削 、 銑 削 等 ， 應(yīng) 采 用 極 壓 型 切 削 油 。 4 高 溫 合 金 的 切 削 高 溫 合 金 又 稱 耐 熱 合 金 或 熱 強(qiáng) 合 金 。 具 有 優(yōu)良 的 高 溫 強(qiáng) 度 、 熱 穩(wěn) 定 性 及 抗 熱

59、疲 勞 性 等 ， 其 切削 加 工 性 很 差 ， 加 工 時 切 削 溫 度 高 、 負(fù) 荷 重 、 冷硬 現(xiàn) 象 嚴(yán) 重 ， 刀 具 磨 損 (主 要 是 擴(kuò) 散 磨 損 和 粘 結(jié) 磨損 )， 因 此 要 求 切 削 液 具 有 良 好 的 冷 卻 、 潤 滑 性 能 。通 常 選 用 含 硫 、 氯 添 加 劑 的 乳 化 液 和 合 成 液 ， 以及 硫 、 氯 礦 物 油 加 脂 肪 油 。 二 、 按 加 工 要 求 不 同 選 用 金 屬 切 削 (包 括 磨 削 )， 一 般 分 粗 加 工 和 精 加 工 ，而 這 兩 種 加 工 的 性 質(zhì) 對 切 削 液 的 要 求

60、也 有 所 不 同 。 1 粗 加 工 粗 加 工 時 ， 加 工 余 量 和 切 削 用 量 均 較 大 ， 切 削速 度 較 高 ， 而 對 表 面 質(zhì) 量 要 求 又 不 太 高 。 所 以 使用 切 削 液 的 目 的 主 要 是 為 了 降 低 切 削 力 和 切 削 溫度 ， 提 高 刀 具 壽 命 和 減 少 切 削 功 率 的 消 耗 。 因 此 ，在 用 高 速 鋼 刀 具 進(jìn) 行 粗 加 工 時 ， 一 般 用 以 冷 卻 為主 的 乳 化 液 、 合 成 液 和 微 乳 液 。 2 精 加 工 精 加 工 的 主 要 目 的 是 要 保 證 加 工 件 的 精 度 和表

61、面 質(zhì) 量 。 此 時 ， 可 根 據(jù) 刀 具 和 工 件 材 料 及 切 削用 量 特 別 是 切 削 速 度 )的 變 化 來 選 用 不 同 的 切 削液 。 用 高 速 鋼 刀 具 對 鋼 件 進(jìn) 行 精 加 工 時 ， 切 削 液應(yīng) 具 有 良 好 的 潤 滑 性 能 和 一 定 的 冷 卻 性 能 及 滲 透性 能 。 在 較 低 的 切 削 速 度 ( 10m/min)下 ， 因 切 削溫 度 不 太 高 ， 刀 具 主 要 是 機(jī) 械 磨 損 。 但 低 速 時 容 易 產(chǎn) 生 積 屑 瘤 (加 工 鋼 材 時 產(chǎn) 生積 屑 瘤 的 速 度 范 圍 一 般 為 （ v=5-50

62、m/rnin)和 鱗刺 影 響 工 件 表 面 質(zhì) 量 。 因 此 ， 切 削 液 的 油 性 要 好 ，以 致 在 溫 度 較 低 時 ， 能 減 少 刀 具 與 切 屑 、 刀 具 與工 件 之 間 的 摩 擦 ， 故 通 常 選 用 中 等 粘 度 的 復(fù) 合 油或 含 氯 化 物 和 脂 肪 的 油 。 在 中 等 速 度 (v=10-30m/rnin)時 ， 因 熱 量 增 加 ，切 屑 在 刀 面 上 的 滑 移 速 度 加 快 ， 所 以 即 有 機(jī) 械 磨損 ， 又 有 熱 磨 損 ， 此 時 潤 滑 性 和 冷 卻 性 具 有 同 樣重 要 性 ， 應(yīng) 選 用 流 動 快 、

63、 滲 透 性 強(qiáng) 、 低 粘 度 的 復(fù)合 油 、 極 壓 切 削 油 或 濃 度 較 大 (15%-20%)的 極 壓 乳化 液 ， 它 可 與 金 屬 表 面 形 成 耐 高 溫 的 化 學(xué) 潤 滑 膜 ，從 而 減 小 摩 擦 ， 抑 制 積 屑 瘤 ， 提 高 工 件 加 工 精 度和 表 面 質(zhì) 量 ， 延 長 刀 具 壽 命 。 在 更 高 的 切 削 速 度 時 ， 刀 具 以 熱 磨 損 為 主 ，這 時 冷 卻 性 能 很 重 要 ， 一 般 采 用 極 壓 型 合 成 切 削滾 或 微 乳 液 ， 它 即 能 降 低 切 削 溫 度 ， 又 能 減 少 刀具 后 刀 面 上

64、 的 摩 擦 ， 進(jìn) 而 提 高 加 工 表 面 質(zhì) 量 。 一 般 精 磨 速 度 比 較 高 ， 往 往 選 用 滲 透 性 好 、粘 度 低 的 油 如 煤 油 ， 或 是 極 壓 乳 化 油 和 有 良 好 潤滑 性 能 的 合 成 型 切 削 液 。 研 磨 硬 工 件 時 ， 又 對 表面 平 面 度 要 求 很 高 的 ， 可 選 用 活 性 很 強(qiáng) 的 切 削 液通 過 化 學(xué) 拋 光 (輕 度 腐 蝕 )作 用 來 達(dá) 到 研 磨 目 的 。 三 、 按 機(jī) 加 工 操 作 特 性 選 用 各 種 加 工 方 法 (或 叫 機(jī) 加 工 工 序 )所 采 用 的 切 削用 量

65、、 工 件 材 質(zhì) 以 及 刀 具 磨 損 不 同 ， 因 此 對 切 削 液約 要 求 也 不 同 。 在 不 同 的 機(jī) 加 工 工 序 中 ， 作 用 于 工件 和 刀 具 上 的 力 不 同 ， 有 的 甚 至 在 金 屬 去 除 率 很 低的 情 況 下 ， 加 工 也 很 困 難 。 如 內(nèi) 拉 削 ， 鉸 孔 等 ， 特 別 是 鉸 小 孔 時 ， 很 容 易因 作 用 力 過 大 而 扭 斷 刀 具 ， 鏜 也 一 樣 。 實 踐 證 明 ，拉 內(nèi) 花 鍵 、 鉸 深 孔 、 鉆 深 孔 等 都 是 較 困 難 的 操 作 。機(jī) 加 工 工 藝 的 操 作 難 易 程 度 的

66、排 列 順 序 是 內(nèi) 拉 削 、外 拉 削 、 螺 紋 加 工 、 攻 螺 紋 、 剃 齒 、 滾 齒 、 插 齒 、深 孔 鉆 、 深 孔 套 、 銑 ， 鉆 、 鏗 、 車 螺 紋 、 車 削 、 刨削 、 鋸 、 磨 等 。 四 、 按 刀 具 材 料 選 用 1 高 速 鋼 刀 具 高 速 鋼 (W18Cr4V、 V6Mo5Cr4V2、 V6Mo5Cr4V3等 )，用 于 各 種 刀 具 ， 特 別 是 形 狀 較 復(fù) 雜 的 刀 具 如 鉆 頭 、銑 刀 、 拉 刀 、 齒 輪 刀 具 、 絲 錐 、 板 牙 、 刨 刀 等 。 在 低 速 切 削 硬 度 較 高 的 材 料 時 ， 刀 具 的 磨 耗 主要 由 干 加 工 材 料 中 硬 質(zhì) 點(diǎn) 的 機(jī) 械 摩 擦 造 成 的 。 此 時需 用 油 性 好 的 切 削 液 ， 可 選 用 非 活 性 極 壓 油 或 高 濃度 的 極 壓 乳 化 液 。 中 速 切 削 時 ， 除 了 機(jī) 械 摩 擦 造 成 的 磨 損 外 ，還 有 熱 磨 損 。 應(yīng) 采 用 潤 滑 性 能 、 冷 卻 性 能 并 重 的切 削 液 。