切削液在机械加工中的应用

刘岗

（哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 黑龙江哈尔滨 150066）

切削液在机械加工中的应用

刘岗

（哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 黑龙江哈尔滨 150066）

切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成。切削液作为机械加工重要的配套材料，主要起冷却、润滑、防腐等作用。随着数控技术的发展，高速、高精度的数控加工已取代手动加工。对工件加工难度、精度的提高，不仅带动了加工工艺的变革还引发了切削液的普及和迅速发展。

切削液；机械；加工；技术

切削液是机械加工中重要的辅助材料，在切削过程中，刀具与工件表面摩擦会产生热量，切削液要冷却整个切削区域。如选用不当，冷却不充分，刀具就会很快变钝，工件表面质量也会很差。由此可见，在金属切削加工过程中，正确地选用金属切削液，不仅可以降低切削温度，减少刀具磨损，延长刀具寿命，而且还可以降低工件表面粗糙度，减少切削功耗。

1 切削液在金属切削加工中的作用

（1）冷却性能。冷却是金属切削液的一个重要性能。通常切削时，瞬时温度很高，切削液液体温度再高也能够起到冷却作用，不需要再对切削液进行冷却处理。切削液的冷却性能与其导热系数、比热容、粘度等因素有关。水的比热容比油大一些，汽化的温度低，粘度小，所以冷却性能比油好。切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具、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。改变液体流速和流量等流量条件，能有效地提高切削液的冷却效果；采用喷雾冷却方法使液体容易汽化，也能明显的提高冷却性能。

（2）润滑性能。在金属的切削加工中，切削液的润滑作用其实有降低进刀力和切削力。切削液能渗入到刀具、切屑、加工表面之间而形成薄薄的一层润滑膜或化学吸附膜，因此，可以减小它们之间的摩擦。其润滑效果主要取决于切削液的渗透能力、吸附成膜的能力和润滑膜的强度。在切削过程中，刀具-切屑、刀具－工件表面之间产生磨擦，切削液就是减轻这种磨擦的润滑剂。好的切削液均能够刀具与工件之间形成一层润滑膜，从而有效的延缓刀具磨损，同时提高所加工零件的表面粗糙度及加工精度。

（3）防锈性能。一般切削液都要求有防锈性的，只是不同的金属不同防锈时间。加工中切削液如果没有防锈功能，工件加工后工件生锈直接影响产品质量和尺寸的稳定性。切削加工中，工件要和环境介质中的一系列腐蚀性物质接触，如水、氧化碳、硫化氢、氧以及切削液分解或氧化变质产生的油泥等。这需要切削液具有一定的防锈能力，保护工件和机床部件不发生腐蚀。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。

（4）防腐功能。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。由于切削液本身具备着微生物和菌类生长繁殖的条件，容易腐败变质发臭。防腐剂的作用在于杀灭或抑制细菌和霉菌的生长，以达到延长切削液的使用期限。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染。

2 切削液在机械加工中的应用

（1）合理选择切削液。首先，看加工要求，比如加工的材质，铝镁，铜合金，甚至钕铁硼等对切削液的体系要求都不一样，还有加工负荷，普通的切磨削和铣拉削对切削液的极压润滑是不一样的。另外，还有的一般从切削材质，切削速度，切削工艺等因素综合考虑，切削液由于高速加工可产生大量的热量，如高速切削、钻孔等，如果产生的热量不能及时地被切削液带走，将会发生粘刀现象，甚至会出现积屑瘤，将严重地影响工件的加工粗糙度和刀具的使用寿命，同时热量也会使工件发生变形，严重影响工件的精度。因此切削液的选择既要考虑其本身的润滑性，也要考虑其冷却性能。

（2）要了解到油基、水基切削液和乳浊液的特性。一般来说，油基切削液的润滑性能好，而水基切削液冷却性能好，而乳化液即具有一定的润滑性和防锈性，又有一定的冷却性和清洗性，但是容易产生微生物而发生分解变质。油基切削液在高温时易产生烟雾、易着火；水基切削液易生菌腐败，使用期短，容易生锈。另外，高速切削时，常常用乳浊液，也就是水和矿物油的混合体起到冷却刀具，保护刀具，同时冲洗切屑的作用。低速的切削，比如镗孔时，常常用矿物油来作为切削液。主要起到润滑，冷却的作用。

（3）根据工件材料选择。工件材料的性能对切削液和选择很重要。可把被加工材料按其可切削性的难易划分为不同的级别，以此作为选择切削液的依据。例如，对铝制品工加工时，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。当使用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。因此，我们在根据工件材料选择切削液时，对于难加工的材料应选择活性度高的含抗磨极压添加剂的切削液，对于易加工材料可选用纯矿物油划其他不含添加剂的切削液。

（4）根据机床要求选择。①必须考虑到机床的结构装置是否适应。有些机床，如多轴自动车床，设计时就已考虑使用油基切削液，所以没有采用特殊的轴承盖的特殊的装置来保护机床内部机构免受外界水、汽的侵袭，并且，这类机床大都靠油基切削液来润滑接近切削区域的运动部件，因而必须使用油基切削液。②数控车床钻削、铰削加工时应选用粘度较小的乳化液和切削油，并应加大流量和压力，一方面进行冷却、润滑，另一方面把切屑冲洗出来。③精加工时，主要为了保证数控车床工件的精度和表面粗糙度，延长刀具的使用寿命，最好选用切削油或高浓度的乳化液。

3 结束语

随着先进制造技术的深入发展和人们环境保护意识的加强，对切削液技术提出了新的要求。因此，正确使用切削液能够降低切削力、摩擦，及时带走热量以降低切削温度，减小刀具磨损，也必将推动切削液技术向更高领域发展。

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2016-5-22