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切削液为高效加工提供可靠保证
作者:张爽
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润滑油/脂/液展厅
润滑油, 润滑剂, 润滑脂, 导电膏, 清洗剂, ...
“降本增效”始终是企业不断追求的目标,在目前的经济形势下,这一需求更显突出。在汽车发动机主要零件缸体、缸盖、曲轴及连杆的加工过程中,切削液对高效加工的推动作用不可小视。企业都在想尽办法降低自身的加工成本,如何利用切削液提高加工效率,是企业必须考虑的降本方法。因此,了解切削液的特点、作用,并针对不同加工环境选择适合的高品质切削液,解决切削液在加工过程中的常见问题都是值得我们关注的重点。

切削液的作用

金属切削液是各种在金属切削和磨削加工中为机加工提供润滑、冷却、清洗及防锈等作用的油液的总称。它在金属切削、磨削加工过程中具有十分重要的作用:

1. 冷却作用。在工件切削加工过程中,能及时而迅速地降低切削区的温度,同时冷却能保证加工精度、切削效率及刀具寿命,避免刀瘤的产生。

2. 润滑作用。能减少切削刀具与工件间的摩擦,润滑液能浸润到刀具与工件及其切屑之间,在其间形成一层致密的保护层,减少摩擦和粘结,降低切削阻力,减少摩擦热,保证加工精度,提高刀具寿命。

3. 清洗作用。冲洗掉刀具和工件的加工区切屑,以防它们相互粘结及粘附在工件、刀具和机床上,妨碍表面光洁度或破坏加工面。

4. 防锈作用。能够防止工件和机床生锈,以及工序间的短期防锈。

上述的冷却、润滑、清洗和防锈4个作用相互牵制,因此,在选用切削液时要全面权衡利弊。另外,切削液还可以有效降低切削温度和表面粗糙度,减少切削阻力,提高刀具和砂轮的使用寿命,从而提高生产效率和产品质量。

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切削液的选择

针对不同加工工艺要求和材质的加工材料,需要选择侧重不同功能的切削液,并将其长期严格控制在较稳定的指标范围内。

1. 根据工艺选择

汽车发动机主要零件的加工工艺主要分为切削加工和研磨加工。如拉削、缓进级磨削、枪钻、攻丝、车销、钻孔、螺纹、镗孔和剖面等。

(1)在较高切削速度的粗加工中(例如,车削、铣削和钻削),要求切削液具有良好的冷却性能,应选用水基切削液以及低浓度乳化液。

(2)在进行深孔钻加工作业时,由于刀具细长、刚度差,易引起刀具偏斜及与孔壁摩擦,刀杆易发生变形及振动,且切屑不易排出等问题,需要选择冷却性能优良的切削液,消除由于摩擦及变形产生的热量,抑制积屑瘤的生成。同时需要具有良好的高温润滑性与渗透性,使切削液能及时渗透到刀刃上,保证钻头在切削区的高温下保持良好的润滑状态.并使切屑能顺利排出。进行磨削加工作业时,由于刀具加工产生的金属废屑颗粒很小,加工精度高,需要润滑性能优的切削液,既能满足加工要求,又能带走废屑而不损伤加工作业面。

2. 根据工件材质选择

工件材料的可切削性对切削液的选择具有重要意义。切削加工的具体情况和要求不同,切削加工的难易程度就不同。粗加工时,要求刀具的磨损慢、加工生产率高;精加工时,要求工件有较高的精度和较小的表面粗糙度。对于难加工的材料,应选用活性高、含抗磨、极压添加剂的切削液;对于容易加工的材料则选用不含极压添加剂的切削液。从加工工件材料上分,有铸铁、铝、钛合金、铝合金以及合金钢等。

(1)铸铁加工时需选择防锈功能强的切削液。铸铁与青铜等为脆性材料时,切削中常形成崩碎切屑,容易随切削液到处流动,流入机床导轨之间造成部件损坏,可使用冷却和清洗性能好的乳化液。

(2)对铝制品加工时,由于某些等级的铝材具有“粘性”和拖尾,不能采用自由切削加工。有些铝合金很坚硬且耐磨性高,需要润滑性能高的切削液。

(3)钛合金、铝合金以及合金钢(添加)切削有色金属和轻金属时,切削力和切削温度都不高,可选用矿物油和高浓度乳化液。切削合金钢时,如果切削量较低、表面粗糙度要求较小(如拉削以及螺纹切削),此时需要优异润滑性能的切削液,可选用极压切削油和高浓度乳化液。

3. 根据加工刀具材料选择

在一些精密的高强度加工中(例如,拉削、攻丝、深孔和钻削),需要切削液具有优异的润滑性能,可选用极压切削油和高浓度乳化液。

(1)工具钢刀具的耐热温度在 200~300℃,耐热性能差,高温下失去硬度,因此要求采用冷却性能好、低浓度的切削液。

(2)高速钢刀具进行高速粗切削时,切削量大,并产生大量的切削热,应采用冷却性好的水基切削液;如果用高速钢刀具进行中、低速的精加工时,一般采取油基切削液或高浓度乳化液,能减小刀具和工件的摩擦黏结,抑制切削瘤生成,提高加工精度。

(3)硬质合金刀具熔点和硬度较高,化学和热稳定性较好,切削和耐磨性能比高速钢刀具好得多,在一般加工中可使用油基切削液。如果是重切削,切削温度很高,容易极快磨损刀具,此时应增大切削液的流量,保证充足的冷却润滑。

(4)陶瓷刀具、金刚石刀具和立方氮化硼刀具都具有较高的硬度和耐磨性,切削时一般不使用切削液,有时也可使用水基切削液。

切削液在加工中常见问题的解决措施

选择适合的切削液后,还需做好其品质控制、管理,才能实现“降本增效”。预防切削液可能发生的问题的快速解决措施主要包括:

1. 细菌气味问题,这不仅令操作工人反感,有时会造成切削液变质、损害工件,使过滤设备维护困难,刀具寿命等各类隐性成本上升。一经发现需要立即加入抑菌剂进行控制,并注意每天补充少量的新液。

2. 泡沫问题,这会导致过度消耗切削液,造成过滤不畅,阻碍刀头散热。在高度搅拌系统中,当易起泡的切削液进入刀具刀刃工作区时,过多的泡沫会引起切削液存储问题,并使刀具寿命不稳定。对此,可选用非纯水添加;或加入消泡剂,但长期添加会影响切削液的性能。

3. (季节性)锈蚀出现在工件、刀具和刀柄上会导致表面光洁度下降,降低机床寿命。在沿海地区或比较潮湿的地方,要注意选用防锈性能好的切削液,并在工序间注意防锈油的涂抹。

4. 切屑沉降性差会使冷却效果和工况恶化,导致成本上升。需要经常开启切削液循环系统,改善过滤系统,改进冷却液的清洗性。

5. 皮肤感染。应尽量选取对人体无危害、无刺激的安全环保产品,同时操作工人需要配备穿戴正确的劳防用品。

良好的润滑管理能够为机械设备的正常运转和寿命延长提供保障,这也是现代化工厂管理的主要课题之一。切削液的成本约占整台发动机四大关键零件生产成本的2%,但却能影响整体加工成本的70%以上。所以我们需要更多地关注切削液,和谐控制利用,节约成本,提高效益。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (4/16/2009)
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