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金屬切削液的使用方法及如何分辨

日期:2015年4月28日 10:37

风暴魔域新服时间 www.nbzti.icu   切削液的使用方法對刀具壽命和加工質量都有很大影響,即使最好的切削液,如果不能有效地輸送到切削區域,也不能起到應有的作用。因此選用以潤滑為主的切削液時(如切削油),應當把它輸送到能在摩擦表面生成油膜的部位。相反,如果選用的切削液以冷卻為主(如水基切削液),就應當使切削液接近刀具的刃部。這種條件下通常要用壓力法強迫切削液進入切削區域,從而把刀具、工件、切屑由于摩擦和變形所產生的熱量帶走。連續應用切削液比間斷應用切削液好,間斷應用切削液會產生熱循環,從而導致硬而脆的刀具材料(如硬質合金刀具)產生裂紋和崩刃。間斷使用切削液除了縮短刀具壽命外,還會使工作表面粗糙不均勻。
  正確使用切削液的另一個好處是有效地排除切屑,這也有助于刀具壽命的延長。如適當安放切削液的噴嘴,可防止銑刀和鉆頭的排屑槽被切屑堵死或排屑不暢。對于一些大工件的加工,或大進給量的強力切削、磨削,采用二排或多排的冷卻液噴嘴,使之能充分冷卻,有利于提高加工效率,保證加工質量。
 

 1、手工加油法:
  固體或膏狀潤滑劑可以用毛筆、刷子將潤滑劑涂或滴落到刀具或工件上(主要是攻螺紋、板牙套螺紋時)。最近還研制出手提式供液器,通過加壓將潤滑劑霧化,噴到刀具和工件上。
  在沒有配量冷卻系統的機床上,如果鉆孔或攻螺紋的數量不多,用手工加油是有效的方法。當在同一機床上要完成兩種不同加工時,用手工油可以與機床上的溢流冷卻系統配合起來使用。


  2、溢流法:
  最常見的使用切削液的方法是溢流法。用低壓泵把切削液打入管道中,經過閥門從噴嘴流出,噴嘴安裝在接近切削區域。切削液流過切削區后再流到機床的不同部件上,然后匯集到集油盤內,再從集油盤流回到切削液箱中,循環使用。因此,切削液箱應有足夠的容積,使切削液有時間冷卻并使細的切屑及磨粒等沉降。視加工種類的不同,切削液箱的容積約為20-200L,個別加工則更大,如鉆深孔及強力磨削等,切削液箱可達500-1000L或更大。在集油盤內應設有粗的過濾器,防止大的切削進入切削液箱,并在泵的吸油口裝有一個精細過濾器。對于磨削、衍磨和深孔鉆、深孔鏜等機床,由于加工的工件表面質量要求高,必須去除更細的磨屑、砂輪顆粒和切削微粒,如槍鉆深孔加工,要用10um的濾紙進行過濾。采用過濾設備可以避免切削液中含有過多的污染物或過多的金屬顆粒,有助于保持切削液的清潔和延長切削液的使用周期。現代自動化機床一般都設有切削液過濾、分離、凈化裝置。
  用溢流法可使切削液連續不斷地流到切削區域并沖走切屑。切削液的流量要大一些,才能使刀具和工件被切削液所淹沒。除了向切削區提供適當的切削液外,還要有足夠的切削液來防止不正常的溫升。在深孔鉆加工中,切削液箱如太小,切削液的溫升很快,當油溫超過60℃時,切削便不能繼續進行,所以深孔鉆床一般都配有較大的冷卻油箱。
  下面為美國機械加工切削手冊推薦的典型切削液用量:車削,切削液的流量19L/min;螺紋切削,直徑25mm切削液的流量132L/min,直徑50mm切削液的流量170L/min,直徑75mm切削液的流量227L/min;銑削,小銑刀切削液的流量19l/min(刀具),大銑刀切削液的流量227(刀具)L/min;鉆孔、鉸孔,直徑25mm的切削液的流量7.6-11L/min,大鉆頭鉆孔的切削切削液的流量0.3-0.43L/min(直徑/mm);深孔鉆削,外排屑型直徑4.6-9.4mm切削液的流量7.6-23L/min,9.4-19mm的切削液流量19-64L/min,19-32mm的切削液流量38-151L/min,32-38mm的切削液流量64-189L/min,內排屑型7.9-9.4mm的切削液流量19-30L/min,9.4-19mm的切削液流量30-98L/min,19-30mm的切削液流量98-250L/min,30-60mm的切削液流量250-490L/min,要求用精密濾網,孔愈深、直徑愈大,所用的流量也愈大(對同一系列中的鉆頭來說);套孔鉆削,外排屑型,直徑51-89mm的切削液流量30-182L/min,89-152mm的切削液流量61-303L/min,152-203mm的切削液流量121-394L/min,內排屑型60-152mm的切削液流量416-814L/min,152-305mm的切削液流量814-1287L/min,305-475mm的切削液流量1287-1741L/min,475-610mm的切削液流量1741-2158L/min,要求用精密濾網,在同一系列鉆頭中,直徑較大和孔較深的用較大的流量;衍磨,小孔的切削液流量11L/min(每孔),大孔的切削液流量19L/min(每孔),要求用精密濾網;拉削,小孔的切削液流量38L/mm(行程),大孔的切削液流量0.45L/mm(行程)*切削長度;無心磨削,小工件的切削液流量76L/min,
  大工件的切削液流量151L/min,其他磨削(砂輪寬度/mm)的切削液流量0.75L/min,要求用精密濾網。
  切削液流的分布方式直接影響到切削液的效率。噴嘴應當安置在使切削液不會因受離心力的作用而拋離刀具或工件之外的位置。最好是用二個或多個噴嘴,一個把切削液送到切削區域,而其他的則用于輔助冷卻和沖走切屑。
  車削和鏜削時要求把切削液直接送到切削區域,使切削液覆蓋刀具的刃部和工件而起到良好的冷卻作用。實踐經驗證明,切削液的噴嘴內徑至少相當于車刀寬度的四分之三。
  對于重負荷的車削和鏜削,需要有第二個噴嘴沿刀具的下側面供給切削液。較低噴嘴供給的切削液可以不受切削阻擋順利送到刀具和工件之間,有助于在低速時起潤滑作用。
  水平鉆孔和鉸孔時,最好是通過空心刀具內孔把切削液送到切削區域,保證刃部有足夠的切削液并把切屑從孔中沖出來。由于鉆頭的螺旋槽(為了排出切屑)要起到把切削液從切削區往外排出的作用,因此即使是立鉆,進入切削區的切削液也很少,只有空心鉆頭才能解決這一問題。目前,我國大多數鉆孔都采用麻花鉆,切削液的進入與排屑方向相反,所以切削液很難進入刀刃上,影響了切削液的冷卻潤滑效果,以致造成鉆頭容易燒傷,磨損嚴重,耐用度低。如何改善切削液的供給方法是值得研究的問題。
  銑削時最好有二個噴嘴將切削液輸送到銑刀的進刀和出刀側,一個噴嘴流出的切削液被銑刀齒送到切削區域,另一個噴嘴流出的切削液則把切屑從刀具中沖出來。窄的銑刀用標準的圓形噴嘴即可,寬的刀具要用扁平的噴嘴,其寬度至少為刀具寬度的3/4,才能有良好的覆蓋率。
  對于平面銑削,用有許多小孔的管子制成的環形噴液器較好。這樣可以把切削液送到各個刃口,使刀具完全浸在切削液中,起到均勻的冷卻作用。如果經常用某種特定尺寸的端面銑刀,最好是帶有扇形的環形噴射器,其開口處的曲線與刀具的半徑相配。
  磨削時采用低壓大流量的磨削液,一般可以收到良好的效果。但流量過大時,將會產生不必要的噴濺,特別是對消泡性能較差的合成切削液,更易引起磨削液的溢出,可以采用安裝防濺板和加入消泡劑的辦法解決。
  磨削時如用一般噴灑方法效果就很差,在磨削熱向整個工件擴散之前磨削液幾乎不能帶走什么熱量,這是因為砂輪表面速度很高,圍繞砂輪的表面上始終帶有一層空氣膜,有礙于切削液滲透到切削區域。應當設計一種特殊的噴嘴,迫使切削液通過空氣膜送到砂輪上,這種噴嘴應當盡量靠近工件,以防因砂輪離心力的作用而使切削液完全流失掉。另外一種克服砂輪上產生空氣膜的方法是靠近噴嘴安裝一塊擋板以阻斷空氣流,這樣可在砂輪與工件的交接面之間形成部分真空而吸入磨削液。
 

  3、高壓法:
  對于某些加工,如深孔鉆和套孔鉆削,常用高壓(壓力為0.69-13.79MPa)切削液系統供油。深孔鉆用的是單刃鉆頭,與鏜孔相似,只是鉆頭內部有切削液的通路。套孔鉆削是一種在工件上鉆一個圓柱形孔但留下一個實心圓柱體的鉆孔法。當刀具進入工件時,鉆出的實心圓柱體就通過空心的圓柱形刀頭,用壓力泵把切削液送到刀具周圍,迫使切屑從刀具中心流出。套孔鉆削用的切削液必須有良好的極壓性和抗燒結性,粘度應當很低,才能在刀具周圍自由流動,還應具有良好的油性,以降低刀具與工件,刀具與切屑間的摩擦系數。
  深孔鉆削的主要問題是如何在切削區域維持足夠的切削液流量。一種辦法是利用鉆屑槽作為切削液的通路,切削液壓力為0.35-0.69MPa,經過轉動的密封套流入鉆頭,然后直接進入切削區,從孔中流出來的切削液幫助排除切屑。在深孔鉆削時,采用油孔鉆與溢流法相比是一個大的進步,鉆頭壽命和生產率都有較大幅度的提高。
  高壓法有利于切削液到達切削區域,有時也在其他機床上使用。磨削使高壓噴嘴有利于砂輪的清洗。


  4、噴霧法:
  切削液可以用氣載油霧的形式噴到刀具與工件上。切削液經一個小的噴嘴,使用壓力為0.069-0.552MPa的壓縮空氣將切削液分散成很小的液滴噴入切削區。在這種情況下,用水基切削液比用油基切削液好些,因為油基切削液的油霧污染環境,有礙健康,且易于集成較大的油滴。噴霧法最適合于切削速度高而切削區域低(如端銑)的加工。選用冷卻性能好的切削液,細小的液滴與熱的刀具、工件或切屑接觸,能迅速蒸發把熱帶走。噴霧冷卻不需用防濺板、集油盤和回油管,只用很小的球形,而且工件是干的,即使有一點油液也容易擦干。
  用噴霧法有如下優點:1)刀具壽命比干切削長;2)在沒有或不宜使用溢流系統時,可用它來提供冷卻作用;3)切削液可以到達其他方法無法接近的地方;4)在工件與刀具之間,切削液的流速高于溢流法,冷卻效率按同體積的切削液計算,比溢流法高出許多倍;5)在某些條件下可以降低成本;6)可以看見被切削的工件。噴霧法的缺點是冷卻能力有限,并且還需要通風。
  噴霧裝置有三種方式:1)吸引式,其原理與家用噴霧器一樣,主要利用細腰管原理,壓縮空氣把切削液吸引出液罐而混合霧化于氣流中。它有一個通壓縮空氣的管和另一個虹吸切削液的管,并聯接于混合接頭上,它適合于低粘度切削油和乳化液的噴霧。2)氣壓式(加壓法),其原理是切削液裝于密封液筒內,用0.2-0.4MPa的壓縮空氣加壓,當電磁閥打開時,切削液就被壓出,通過混合閥與壓縮空氣氣流混合霧化。這種裝置適合于水基合成液和乳化液的噴霧,但水溶液和乳化液中不得含有脂肪油或懸浮的固體物質。霧化混合比可由混合閥和調壓閥調整。3)噴射式,其原理是用齒輪泵把切削液加壓,通過混合閥直接噴射于壓縮空氣氣流中使其霧化。這種裝置適用于將透明冷卻水和低粘度切削油霧化。
  噴霧化可應用于端銑、車削、自動機床加工、數控機床加工。帶有電磁閥控制的噴霧裝置適用于在數控機床上攻螺紋、鉸孔。


  5、制冷液體降溫法:
  制冷液體降溫法種類很多,如氮、氬、二氧化碳等氣體均可壓縮成液體放于鋼瓶中,氟昂氣體可用機械裝置壓縮成液體,使用時放出,經過調節閥,由噴嘴直接注射于切削區,靠氣化吸熱來冷卻刀具、工件和切屑。這種方法冷卻效果非常好,適用于不銹鋼、耐熱鋼、高強度合金鋼等難加工材料的切削加工,可以大大提高刀具耐用度。
 

  6、切削液的集中供給系統:
  對于大、中型機械加工廠,在可能的情況下,都應當考慮采用集中循環系統為多臺機床供應切削液,但必須各臺機床是采用同一種切削液。幾臺磨床可以用聯結在一起的輸送系統處理磨屑。集中處理被切削液潤濕的細切屑和磨屑,可以減少人力處理,改善勞動條件。
  切削液集中供給系統可使工廠更好地維護切削液。切削液集中在一個大池中,通過定期抽樣檢查,按照檢查結果定期補充原液或水,便于控制切削液的濃度??梢約跎儷檠觳櫚拇問?,從而進行更多項目的檢查,保證切削液在使用期的質量。同分開設置的許多單獨的多切削液供給系統相比,由于切削液的維護工作減少,成本也相對降低。
  集中供給系統最主要的優點是能通過離心處理的方法,可有效去除切削液中的浮油和金屬顆粒,同時也去掉了切削液中的一半的細菌(因為細菌很容易在切削液的漂浮油與金屬顆粒之間的界面上生長)。連續去除這些臟物,定期檢驗質量并根據這些檢查結果,有計劃地使用添加劑或加入原液,這都是使集中系統十分有效地延長切削液使用壽命的重要因素。這樣也減少了水溶性切削液的廢液處理。
  金屬加工專家教您如何分辨切削液好壞:
  取少量乳化油用礦泉水瓶兌10~30倍水,晃動后靜置一會兒:
  1.上層無浮油浮渣。
  2.瓶壁上無掛壁無奶渣狀物。
  3.原液及稀釋液靜置較長時間后無分層(原液分層多為少用乳化劑后為提高堿值加強堿所致,稀釋液分層多為乳化劑不平衡所致)。
  4.原液無刺激性氣味(甲醛、酚及氨味等),在透光處觀察是均勻透明或微濁液體。
  5.手感不發熱有潤滑性且易洗掉,稀釋液涂抹于手背及手臂多毛孔處無發癢發紅或起紅疙瘩現象5. 條件較好的可用簡單折光儀測定濃度(價格很低廉)。
  6.可用加工件比較產品的防銹性能,再就是用稀釋液浸泡過加工件屑后置于白紙上,用茶水碗扣住保持濕度,較好的一般二三天內白紙上無銹斑。
 

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