乳化型深孔切削液的切削试验与分析.pdf

现代制造工程2010年第3期
制造技术/工艺装备
乳化型深孔切削液的切削试验与分析
彭海,张博
(西安石油大学机械工程学院,西安710065)
摘要:对切削液的类型和功能进行阐述,比较几种切削液的功能和切削特点,根据内排屑深孔加工的特点和对切削液的要
求,选择几种乳化型切削液进行钻削试验。通过对比试验及结果分析,确定出能适应深孔钻削加工的乳化型切削液,可以
满足深孔钻削加工中对刀具的冷却润滑和排屑效果,从而可以减少对切削油的使用,降低生产成本及对环境的污染。
关键词:深孔加工;切削液;乳化型
中图分类号:THI6文献标识码:A文章编号:1671-3133(2010)03-0086-04
Cutting test and analysis of the emulsified deep-hole cutting fluid
PENG Hai. ZHANG Bo
(Xian Shiyou University, Xian 710065, China)
Abstract Formulate the function and the types of several kinds of cutin -uid, compare their functions, their advantages and dis-
advan ages According to the character cs of deep-hole machining, and actual proeessing conditions and processing environ
ment, hough a comparative analysis of e exe, o find the oil-in-water type cutting-fluid which adapt to the deep-hol
machining, in order to satisfy the requests of cooling cuter, lubricate uer and chip-emoa. In the meantime, reduce the eco-
nomic costs and environmental pollution.
Key words: deep-hole machining; cutting-fluid; oil-in-water type
在金属切削加工过程中,切削液对工件的加工精为乳化液、微乳液和合成液。水基切削液和油基切削
度、表面粗糙度以及刀具的耐用度都起着非常大的作液各自的冷却润滑性能不同,水基切削液冷却性能较
用。合理地选用切削液可以减少切削摩擦,降低切削油基切削液好,而润滑性能较油基切削液差,因而各
温度和切削力,提高刀具耐用度,从而提高工件的表有不同的适用范围。生产中经常使用的切削液大致
面质量和加工精度,节约能源,降低生产成本。
分为以下三类。
随着切削加工效率及加工质量的不断提高,对冷
)水溶性切削液是以水为主要成分并加入防锈
却液的要求也越来越高。尤其是在内排屑深孔加工添加剂,切削液起冷却、清洗作用。其冷却性和清洗
的情况下,切削加工是在封闭或半封闭的状况下进性较好,对环境的污染和人体的危害也较小,但润滑
行,因此不能直接观察到刀具的切削情况,加工中产效果不佳,刀具易磨损,耐用度低。
生的切削热量大且不易传散,排屑较为困难。同时,
常用的水溶性切削液有电解水溶液和表面活性
加工中需使用大量的循环专用切削油或机油,切削油水溶液。电解水溶液由99%的水、0.75%的碳酸钠和
消耗量较大,生产成本较高,并且还会造成工作环境0.25%的亚硝酸钠配制而成,主要用于磨削;表面活性
的污染;对带油切屑的处理也会造成环境污染,因此水溶液由94.5%的水、4%的肥皂和1.5%的无水碳酸
选用一种能替代深孔切削油的切削液就显得尤为重钠配制而成,主要用于精车、精铣和铰孔。
要
2)乳化型切削液主要是由矿物油(含量为50%
1切削液的类型及功能
80%)、乳化剂、防锈剂、油性剂、极压剂、防腐剂和水
等组成?。根据油和水混合的比例不同,分为普通乳
切削液按其成分不同,分为水基切削液和油基切化液、极压乳化液和防锈乳化液。乳化液不仅具有良
削液两大类。水基切削液按矿物油含量不同,又可分好的冷却性,而且对环境的污染和人体的危害也较
陕西省教育厅资助项目《07JK3630
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万方数据
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小。其润滑性优于水溶液,略逊于切削油。
在目前的实际生产中,一般均使用大量循环的专
用3%-5%的乳化油加水稀释形成低浓度乳化用深孔切削油或机油,一台深孔钴床的油箱储油少则
液即普通乳化液,具有较强的清洗作用。在乳化油中1000k8,多则可达3000kg。切削油具有良好的润滑性
加入硫、磷和氯等有机化合物,则形成极压乳化油,可能,易于形成油膜,可以大大减少刀具磨损,同时具有
以提高润滑膜耐受温度、压力的能力。用5%~20%良好的排屑及吸振效果,但其冷却效果较乳化型切削
的极压乳化油加水稀释可以形成极压乳化液,其润滑液低,并且损耗(被铁屑带走)较大,对环境污染(铁屑
作用较强。
的处理)较为严重,生产成本较高。因此,研究一种能
3)切削油主要成分是矿物油,常用的有I-AN7、替代深孔切削油的切削液是深孔加工技术研究的一
L-ANI10、L-AN15、L-AN32和L-AN46全损耗系统用油个重要课题。
及轻柴油、煤油等,少数采用动物油或植物油,如豆
乳化型切削液具有冷却效果好、排屑性能强、损
油、菜籽油和棉籽油、蓖麻油等,此类切削液具有比热耗少、生产成本低以及污染小等特点,是一种比较适
小、黏度大、流动性差和润滑效果好等特点,但其冷却合于深孔加工使用的切削液,但由于它的润滑性能相
效果不如上面两种切削液,并且易于着火,对环境污对于切削油要低一些,会影响到刀具的耐用度,进而
染大,成本较高。
影响到工件的加工质量。因此,具有较好的极压性及
由于乳化切削液将油的润滑性和防锈性与水的润滑性能是乳化型切削液用于深孔加工的一个前提
极好冷却性结合起来,同时具备较好的润滑冷却性,条件。
因而对于高速低负荷的金属切削加工十分有效り。。
与油基切削液相比,乳化液具有较好的散热性、清洗
几种乳化型切削液的深孔钴削试验及分析
性,以及用水稀释使用而带来的经济性。此外,有利
乳化液和水基合成切削液均采用水稀释而成,其
于操作现场的卫生和安全。由于人们环保意识的进冷却效果比油基切削液明显要好,但其润滑效果及加
步加强,对切削液又增加了环保要求。因此,在工工效果有一定的区别。为此,笔者选用部分乳化液生
业发达国家中,乳化切削液的改进和发展一直是科技产企业的相关产品进行深孔钻削试验,以确定可适用
人员的重要研究课题。
于深孔加工的乳化型切削液,并为企业提供试验数据
2深孔加工切削液的性能及要求
及改进方案。
乳化液主要选取德国亚伦斯公司生产的亚乳五
在深孔钻削加工中,同时存在着切削和挤压两种号切削液、美国马思特公司生产的 TRIM VXX切削液
过程,加工表面的塑性变形有挤压变形和压缩变形,以及国内某公司生产的RF-VI(油基)高级乳化液;它
因而加工硬化现象较为严重。同时由于金属切除量们都是一种半合成乳化液,由矿物油、润滑剂、有机防
较大,加工温度较高,刀具工作环境恶劣,磨损