切削液基础知识培训课件.ppt
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1、一、认识金属切削液1、金属切削液的定义金属切削液的定义:金属切削加工液(简称切削液)是在金属切削或磨削过程中的,用于润滑、冷却加工工件和刀具的液体,兼有清洗和防锈的功能。 属于广义的金属加工液范畴。2、金属切削液的作用金属切削液的作用:润滑、冷却、清洗、防锈(见金属加工和切削液与切削液的作用)3、金属切削液的发展金属切削液的发展:17世纪现代的切削油和水溶性切削液植物油、肥皂水苏打水菜籽油、硫化切削液、合成切削液18世纪19世纪现代4、金属切削液的分类(金属切削液的分类(1):):类型类型 原液油原液油含量含量% % 工作液乳化颗粒工作液乳化颗粒大小(微米)大小(微米) 工作液外工作液外观观特
2、点特点油基切削油100 透明良好的润滑性能、不同的粘度选择,适用于切削余量大、不能遇水的场合水基乳化液60-801.0 乳白色 传统产品,价格经济,稳定性差,寿命短,维护困难微乳化液10-300.1 1.0乳状浅蓝色多用途,应用广,综合性能好,稳定性较好,寿命长 0.050.1 半透明灰茶色 0.05 透明 合成液0 透明 主要用于冷却要求高的场合,如磨削4、金属切削液的分类(金属切削液的分类(2):):切削液切削液 油基 水基 植物油动物油矿物油纯矿物油(机械油) 混合油(矿+动,植物油)极压油(矿+EP剂+动,植物油)乳化油(液)微乳化液合成液5、金属切削液的外观、金属切削液的外观切削油(
3、切削油(100%100%浓度使用)浓度使用)乳化型切削液:乳化型切削液:原原 液液(左)工作液(右)(左)工作液(右)5、金属切削液外观、金属切削液外观半合成切削液:半合成切削液:原原 液液(左)工作液(右)(左)工作液(右)合成切削液:合成切削液:原原 液液(左)工作液(右)(左)工作液(右)辅助性能增强剂辅助性能增强剂抗氧剂抗油雾剂防锈剂抗泡剂着色剂/颜料香味剂加工性能添加剂加工性能添加剂满足边界润滑(天然油脂/合成酯/脂防酸)满足极压润滑(氯、硫、磷、锌)6、金属切削液的组成组成组成 乳化液乳化液% % 微乳化液微乳化液% %合成液合成液 % %矿物油 5080 1030 0润滑油性剂
4、050 520 520 润滑极压剂 050 020 020 表面活性剂 1335 2080 2080 防锈剂 05 530 530 防霉杀菌剂 03 03 03 消泡剂 00.5 00.500.5二、金属切削过程与切削液的作用 定义定义 :刀具与工件相互运动、相互作用的:刀具与工件相互运动、相互作用的 过程。过程。切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区。完成的过程区。OA与与OM之间的区域就是之间的区域就是第第一变形区一变形区。第一变形区是金属切削变形过程中最大的变第一变形区是金属切削变形过程中最大的变形区,在这个区域内,金属将产生大量的切形区
5、,在这个区域内,金属将产生大量的切削热,并消耗大部分功率。此区域较窄,宽削热,并消耗大部分功率。此区域较窄,宽度仅度仅0.020.2。产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变形区后沿刀具前刀面流出,在靠近前刀面处形区后沿刀具前刀面流出,在靠近前刀面处形成形成第二变形区第二变形区。在这个变形区域,由于切削层材料受到刀具在这个变形区域,由于切削层材料受到刀具前刀面的挤压和摩擦,变形进一步加剧,材前刀面的挤压和摩擦,变形进一步加剧,材料在此处纤维化,流动速度减慢,甚至停滞料在此处纤维化,流动速度减慢,甚至停滞在前刀面上。而且,切屑与前刀面的压力很在前刀面上。而且,
6、切屑与前刀面的压力很大,高达大,高达23GPa,由此摩擦产生的热量也,由此摩擦产生的热量也使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温,使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温,切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。二、金属切削过程与切削液的作用金属切削层在已加工表面受刀具刀刃金属切削层在已加工表面受刀具刀刃钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变形部分的区域叫形部分的区域叫第三变形区第三变形区。切屑经。切屑经过刀刃钝圆过刀刃钝圆B点后,受到后刀面点后,受到后刀面BC段段的挤压和摩擦,经过的挤压和摩擦,经过BC段后,这部分段后,这部分金属开始弹性恢复,
7、恢复高度为金属开始弹性恢复,恢复高度为h,在恢复过程中又与后刀面在恢复过程中又与后刀面CD部分产生部分产生摩擦,这部分切削层在摩擦,这部分切削层在OB,BC,CD段的挤压和摩擦后,形成了已加工表段的挤压和摩擦后,形成了已加工表面的加工质量。所以说第三变形区对面的加工质量。所以说第三变形区对工件加工表面质量产生很大影响工件加工表面质量产生很大影响二、金属切削过程与切削液的作用加工材料时必须减少工具与工件之间的摩擦,及时带走加工区内因材料加工材料时必须减少工具与工件之间的摩擦,及时带走加工区内因材料变形而产生的热量。要达到这个目的一方面是通过开发高性能的工具材变形而产生的热量。要达到这个目的一方面
8、是通过开发高性能的工具材料,另一方面是采用性能良好的金属加工液。料,另一方面是采用性能良好的金属加工液。(1)润滑作用金属切削加工液(简称切削液)在切削过程中的润滑作用,可以减小前刀面与切屑,后刀面与已加工表面间的摩擦,形成部分润滑膜,从而减小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之间形成润滑膜,使界面间的摩擦减小,防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑,从而减小磨削力和摩擦热,提高砂轮耐用度以及工件表面质量。 (2)冷却作用切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具(或砂轮)、
9、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走,从而有效地降低切削温度,减少工件和刀具的热变形,保持刀具硬度,提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度(或流动性)有关。水的导热系数和比热均高于油,因此水的冷却性能要优于油。(3)清洗作用在金属切削过程中,要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒,防止机床和工件、刀具的沾污,使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利,不致影响切削效果。对于油基切削油,粘度越低,清洗能力越强,尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油,渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液,清洗效果较好,因为它能在表
10、面上形成吸附膜,阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上,同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上,把它从界面上分离,随切削液带走,保持切削液清洁。 (4)防锈作用在金属切削过程中,工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀,与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外,在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时,也要求切削液有一定的防锈能力,防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节,更应注意工序间防锈措施。为什么要使为什么要使用金属加工用金属加工液?液?选择合适的金属加工液能够:选择合适的金属加工液能够: 1
11、. 能降低切削温度能降低切削温度60150 2. 降低表面粗糙度降低表面粗糙度12级级 3. 减少切削阻力减少切削阻力15%30% 4. 成倍提高刀具和砂轮的使用寿命成倍提高刀具和砂轮的使用寿命 5. 把铁屑和灰末从切削区冲走把铁屑和灰末从切削区冲走 从而能提高生产效率和产品质量!从而能提高生产效率和产品质量!三、金属切削液的选用(1)按所用切削刀具类型划分加工方式:u刀具进行加工:锯、车、铣、刨、钻、较、镗、攻、拉等;u磨料进行加工:磨削、珩磨、研磨;u特殊加工:线切割、电火花。1、加工方式、加工方式三、金属切削液的选用(2)加工方式的不同要求1、加工方式、加工方式(2)加工方式的不同要求1
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