《金属加工油培训》PPT课件.ppt

LOCKS润滑油,金属切削培训,2012,序：,水溶性切削液的分类,水溶性切削液的分类,切削液类型矿物油含量（%）水溶性液4080半合成液540全合成切削液0,乳化浓缩液包含的组份,矿物油合成碳氢化合物合成酯合成脂肪油乳化剂防锈剂稳定剂,增溶剂极压添加剂抗磨添加剂消泡剂抗菌剂复合剂,对水溶性切削液的性能要求,PH值物理稳定性微生物稳定性防锈性低泡性优良的生物降解性与橡胶材料、油漆、杂质油有良好的相容性少、无残渣易于运输废油处理方便,各类型切削液的优缺点,一优点良好的天然润滑性价格较低,一缺点稳定性较差易长菌使用寿命较短维护保养复杂,纯乳化液,一优点优良的稳定性对环境的适应能力强适应的加工面广维护保养方便使用寿命较长价格适中（相对于合成产品）,一缺点生产工艺复杂对质量控制要求高,微乳化液（半合成乳化液）,一优点良好的稳定性对环境的适应能力强几乎不长菌使用寿命较长维护保养简单,一缺点适用的加工面较窄价格较高,全合成水溶性加工液,客户要求,工艺要求（包括：加工工艺、工件材质、刀具）较低的成本无毒低气味低泡长久的使用寿命,2020/5/12,一切削原理、常见加工方式及其特点,金属切削原理,切屑被移离金属表面摩擦阻力与热量产生在：切屑与刀具之间刀具与工件之间切屑的变形,a.切屑厚度b.切削力c.后刀面d.加工表面e.切削深度f.前角,切削过程中热量之产生,百分之六十的热量来自切屑变形,百分之四十的热量来自刀具/切屑与刀具/工件之间的摩擦阻力,金属加工,钻孔,拉削,铣削,金属切削方法(续),车削,刨,研磨,用有力的陈述来概括您对该主题的感想或看法总结希望听众记住的要点,研磨加工程序,外圆研磨,无心研磨,铣,铣是一种中负荷加工，许多单点同时加工，一般发热量较大，需要有良好的冷却性能，选择切削液主要依据加工材料类型及精度要求,车,车也是一种中负荷加工，由于一般加工速度高，可达到5000rpm以上，故对冷却功能要求高，选择切削液的依据主要是加工材料类型及精度要求,锯,锯削加工属中低负荷加工，发热量一般较高，切削液要求一般，主要依据材料选择，此种加工方式较少见，主要是一些较大工件如模胚加工,铰,铰是一种孔加工的重要方式孔加工主要面临两个问题：散热和排屑。此两种均要求选择粘度较低的油品由于铰刀价高，加工中易折断，保护刀具也很重要,攻丝,攻内螺纹的情况与铰孔类似，螺纹的精度要求对油品选择很重要,镗,中负荷加工，选择切削液主要依据加工材料类型及精度要求,钻,孔的深度及孔直径是此种加工方式重要的指标，对指导选择用油有重要参考价值,成型磨,磨削实际是一种多点切削，由于速度快，作业点多，故发热量极大，主要要求冷却,表面磨,一般根据砂轮的粒度来选择磨削液的类型,粒度是指砂轮上每平方毫米有的砂粒的个数。粒度越大，砂粒越小，磨削精度越高，发热量越大粒度越大，一般一次磨削量越小，砂轮转动速度越快粒度大的，一般用于精加工，粒度小者则用于粗加工,磨削液的选择（一）,一般情况下：粒度在120以上，选用全合成的产品60-120之间，可选用半合成的产品或润滑性好的全合成产品小于60的，一般乳化液也可满足要求,强力磨削：（砂轮进给量大的，磨削深度大的一种磨削方式）一般有专门的强力磨削液也可选择润滑性很好的全合成产品或有极压剂的半合成产品,磨削液的选择（二）,二金属加工的材料和刀具,金属种类繁多钛，镍铬钢，不锈钢，铸铁，铜，黄铜，铝。刀具种类繁多,金属加工金属和刀具,常见材料,镁合金,铜,铸铁,黄铜,高韧合金钢,高碳钢,高镍钢,铝合金,易切钢,中碳钢,不锈钢,刀具材料,普通的高碳与合金钢低温/低速度加工水溶性切削液高速钢中速度加工纯油或水溶性切削液要求作业温度低于600金属碳化物非常高温/高速加工水溶性切削液,不常见的陶瓷超硬刀具（立方碳化硼、金刚石）高硬度，易脆极高速/高温加工冷却液只需用于钻石尖端的钢造刀具,刀具材料硬度与温度关系,刀具硬度(Vickers),陶瓷,金属碳化物,高速钢,高碳钢,刀具寿命与温度关系,刀具温度,有效的冷却功能是延长刀具寿命的必要条件,常见加工材料的特性-铸铁,此类材料主要用在发动机缸体部分以及汽车模具、冷冻机压缩机配件及大多民用设备设施上如缝纫机机头等加工特点：一般的灰铸铁以铁为主要成分外加散布的石墨石墨的存在起到一定的润滑性,故铸铁易于加工,可干切削脆性材料铸造缺陷引起强烈冲击，易引起振动，损坏刀具切入或切出容易崩边，造成废品或损坏刀具容易生锈切削液选择主要作用排屑和防锈水溶性：EPAR208N，EPAR808,EP131,EP230,SSGP800油型：NF77，NF101，NF60,FS39,SS121,常见加工材料的特性-中高低碳钢,此中材料应用范围较广，一些微马达的轴芯、复印机的轴、相机配件、大多塑胶模具选用此类型钢加工特点：强度和硬度随含碳量增加而提高塑性和韧性随含碳量增加而降低中碳钢含碳量适中，加工性较好碳含量从0.30.6%一般使用水溶性切削液碳含量大于0.6%,则需要选择含有极压添加剂的切削液切削液选择水性：EPAR208，EPAR808，EP131,EP230,CCF102油型：NF101，FS39,SS121,SS123,常见加工材料的特性-淬火钢,组织为马氏体，硬度大于HRC50硬度高、强度高，几乎没有塑性-切削力大-一定的极压性能切削温度高-充分的冷却、润滑不易产生积屑瘤刀刃易崩碎、磨损-充分的冷却、润滑导热系数低-冷却性要求高一般选择水型，如：SBH半合成系列;SWF微乳化系列;SRH乳化型系列.,通常含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢叫不锈钢.301,303,304,316,316L,416,420等此种材料具有低的热传导性,切削时冷却变得很重要加工硬化严重-要求好的冷却性能切削力大-高的极压性能切削温度高-冷却及润滑性能要求高易形成积屑瘤-加剧刀具磨损，降低加工表面质量此种材料选用切削油或液均要求有较高的极压性能对于一些含高镍合金的不锈钢,硫可能会造成斑点,需要注意!水溶型:SRH116/117,SBH503/505/507,SWF222/232油型:BS36/38/39/55,常见加工材料的特性-不锈钢,加工特点加工相对较容易主要解决粘刀问题注意铜变色问题-不能使用含有活性硫强碱或高游离脂肪酸的产品,切削液选择BFS61/65/68BS36/32乳化液系列，多功能系列，铝合金系列,常见加工材料的特性-铜及其合金,应用范围持续增长，主要有汽车零配件如发动机缸体、电子、通信通讯设备、网络设备、航空行业，一些高精尖电路板模具等,加工特点：较软，容易粘刀-对油品润滑性要求较高容易出现积屑瘤比较敏感，容易变色一般加工精度高，电子行业还有光亮度要求,且对切削液中成分有限制,不允许含有元素硅、硼及胺若客户选择油性切削油,普通的低粘度油品加少量油性剂即可满足要求.加工精度不高的产品,选用白矿油也可满足要求若选择水性切削液,对油品要求则较高SRH115/117,SBH506,SWF221/222,常见加工材料的特性-铝及其合金,材料切削加工性能的分级(1),材料切削加工性能的分级(2),生产工艺趋势,生产效率的提高,切削速度和负荷越来越高切削液的传输压力越来越高铸造和成型技术的进步,切削速度和负荷越来越高.,1980年,98%主轴速度低于15,000rpm(新机器)1999,80%+达到15,000rpm2005:大多数达到20,000rpm2006:30000rpm负荷负荷大,刀具压力显著增加冷却变的越来越重要=增加的切削液的消耗,传输压力增大,切削液的传输量和传输压力越来越高另外-极大改善切削区域的冷却-改善和金属屑的破碎=增大了切削液的使用但是-油雾问题-剪切问题-泡沫问题,成型和铸造更新更好的技术,能够一次加工成型最终产品而不需要进一步的机加工。或者只需要很少的机加工越来越多的吹塑成型越来越多的精冲,工件材质的变化.,更复杂的合金,钛陶瓷超级合金等等.铝合金持续增长镁合金使用开始的增长,刀具变得越来越复杂和多样化.,刀刃使用的更精良的镀层:物理蒸汽沉淀镀层:(各种各样的陶瓷材料),TiN,TiALN,TiALCrYN钻石镀层的发展”“软镀层”“MoS2,(MoST,Movic)更长的刀具寿命=更少的更换刀具镀层和切削液之间的反应,干式机加工-各种金属工件的组合以及特殊的刀刃镀层使干式机加工成为可能-存在的问题：金属碎屑的控制；灰尘的控制；温度控制以及刀具寿命问题,减量润滑-在有些情况下，可以采用喷雾润滑而不是油浴润滑-通过刀具冷却液的使用-各种液体的组合使用(拉伸/防锈),干式机加工以及减量润滑,安全，健康，和环保问题,法规的费用和测试费用攀升环境法规越来越多趋向使用环保无毒产品,三切削液原理,金属切削液的作用,金属加工油主要四大功能润滑冷却冲洗防锈,SIBU,金属切削液的作用体现,冷却工件与刀具润滑切屑/刀具与刀具/工件之间的接触面减低刀具磨损改善表面光洁度冲洗出切屑防止加工后工件表面生锈提高生产效率,SIBU,切削过程,切削过程第一变形区(A)-剪切变形第二变形区(B)-磨擦第三变形区(C)-磨擦热量的产生变形热磨擦热,A,B,C,SIBU,过热的不良影响,工件膨胀，影响加工尺寸减低表现光洁度加快刀具磨损限制加工速度降低质量标准正常成本,如何解决切削过程的发热,润滑,冷却,变形热,磨擦热,研磨,珩磨,车削,锯削,滚齿,深孔钻,拉削,铣削,镗削,钻削,攻丝,加工方式的不同要求,润滑,冷却,水溶性,纯油性,切削液的类型,纯油性切削液良好的润滑性能不同的黏度选择水溶性切削液良好的冷却性能不同的使用浓度,为什么需要油性切削液,对润滑性要求高重负荷、低速大进给的切削难加工材料切削余量高的加工表面精度要求高水对刀具或零件有不良影响,油性切削液的组成,基础油,提供良好的流体润滑作用各种添加剂的载体通过不同黏度基础油的调配可以得到各种黏度的油品低黏度油品提供更好的冷却性能珩磨、磨削高黏度油品油膜更厚、润滑更佳齿轮加工、拉削,油性切削液的组成,加工性能添加剂边界润滑脂肪/酯类极压润滑氯磷硫,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,极压剂:防止在极苛刻的条件加工过程局部过热使工具与工件黏结或烧伤的添加剂.,为了提高极压性和在较宽的温度范围内有持久的极压作用,一般采取不同类型极压剂复合的方式进行配方研究.,如何选择切削油,不同极压添加剂的配合作用,如何选择切削油,黏度不同的加工应用需要不同的黏度，以满足不同的冷却、润滑要求常用的黏度范围：切削：2035cSt深孔钻：1018cSt珩磨：36cSt齿轮加工：3035cSt拉削(立式)：1218cSt添加剂水平极压特性,为什么需要水溶性切削液,冷却性能远远好于切削油加工环境更好、更安全操作者更易接受消耗少，更经济,水溶性切削液,水溶性切削液的组成,水基础油乳化剂/结合剂加工性能添加剂性能增强剂杀菌剂铵盐/碱性剂防腐蚀剂抗泡剂染料/香味剂,乳化剂和结合剂,保持原液稳定保持在储存期的稳定提供有效的分散性维持乳化液的稳定,水溶性切削液的乳化作用,水溶性切削液的分类,细菌,单细胞生物生活在切削液中、管道内、系统壁以切削液中的有机物为食物两种类型有氧菌厌氧菌,真菌,多细胞生物生长静止表面杂油与切削液界面切削液表面生长缓慢与细菌相对抗堵塞管路、泵极难清除,生物稳定剂,提供生物稳定性令细菌维持在较低水平保持PH值稳定增加废液处理难度,PH,细菌,传统切削液,生物稳定型切削液,生物稳定型切削液,纯油还是水溶性,加工工艺过程材料切削速度操作者接受性商业上的考虑,油,水,镁合金,铜,铸铁,黄铜,高韧合金钢,高碳钢,高镍钢,铝合金,易切钢,中碳钢,不锈钢,不同材料的可加工性,硬,软,推荐切削液时需要了解的指标,机器类型加工工艺包含的加工类型被加工材料类型刀具材料及类型加工速度切削液供给压力经济性客户的特殊要求,现用油液的牌号客户对该产品的认识作业人员的接受性车间的卫生条件,四金属加工油的管理,切削液管理的好处,延长切削液寿命更好的加工效果减少浪费改善环境总体上节省加工费用即单位生产成本更低,纯油性与水溶性切削液,水溶性切削液加入水中使用特别需要良好的管理使用管理对寿命影响较大,纯油性切削液直接使用管理相对容易寿命较长,纯油的管理,那一定很容易管理吧?,油性切削液可以直接使用，受温度变化影响小，正常使用中不容易变质.,纯油加工液的管理要点,储存机床的准备状况监控配套管理使用安全废液处理,对纯油的管理也不能放松！,储存,周转进出货应遵循“存新发旧”的原则存放期一般为两年，过期应作QC检测防护严防水分侵入在潮湿环境存放，必须注意放置方式环境室内存放气温在-540度注意防火,机床的准备,清洗机床调整流量避免污染检查机床润滑系统的密封部件，防止油脂渗漏污染加工油液,状况管理,防止污染切屑加速油液的氧化影响加工表面光洁度和刀具寿命其它润滑油影响黏度稳定降低加工油的有效浓度润滑脂水份降低润滑性和加工性能引起锈蚀,状况管理,定期检查和测试分析正确地取样,配套管理,过滤维护,加工工序监测,检测项目,外观黏度其它润滑油的混入，变质情况水分污染、锈蚀酸值氧化变质闪点轻质矿物油混入添加剂含量,使用安全,注意个人卫生加强防护措施防止油雾及油液飞溅减低油烟避免长期直接接触,废油处理,回收再生处理在可控条件下燃烧处理交由专业回收公司处理,水溶性切削液的管理,保持切削液的稳定很重要！,水溶性切削液的管理要点,储存机床的准备切削液的准备状况监控检测废液处理,对水溶性切削液的管理要多花点力气啦！,储存,周转进出货应遵循“存新发旧”的原则存放期一般为一年，过期应作QC检测防护严防水分侵入在潮湿环境存放，必须注意放置方式环境室内存放气温在535度防止出现冻结,机床的准备,机床冷却系统的清洗系统清洗剂用处乳化杂油，清洗油污、黏性物和沉积物杀菌，延长随后所配制的切削液的使用寿命含防锈剂，不停机清洗系统使用使用浓度为12%，循环848小时不需要预稀释，可直接加入循环中的切削液或清水中不要让皮肤直接接触浓缩液，应戴手套、眼睛等防护用品检查,机床的准备,加入系统清洗剂运行848小时,擦洗,冲洗,排空,清除废渣废屑,机床的准备,注入1%2%的系统清洗剂循环12小时，排空,注入1%2%的稀溶液循环12小时，排空,加入正确浓度的切削液，循环1小时后检测,水溶性切削液的配制,原液的质量水质理想的水质对切削液的性能起着非常重要的作用！,必须将原液加到水中,水溶性切削液的配制,混合方式,水溶性切削液的配制,机械式,自动式,使用状况监控,浓度管理对机床及使用的产品和浓度编号防腐管理清洁性去除切屑将杂油降至最低过滤定期地检查切削液现场检测实验室检测,现场检测的主要指标,外观每天检测，颜色变化、杂油污染、泡沫、异物侵入等状况气味每天检测有氧菌：无味或污水味，厌氧菌：臭鸡蛋味真菌：发霉气味或稻草味浓度每天检测，控制在+/-1%PH值每天检测，PH8.59.5水硬度每周检测细菌每月检测或根据实际情况控制在105以下,现场检测的主要指标,外观每天检测，颜色变化、杂油污染、泡沫、异物侵入等状况气味每天检测有氧菌：无味或污水味，厌氧菌：臭鸡蛋味真菌：发霉气味或稻草味浓度每天检测，控制在+/-1%PH值每天检测，PH8.59.5水硬度每周检测细菌每月检测或根据实际情况控制在105以下,切削液浓度,过高侵蚀皮肤起泡不经济过滤容易分离,过低细菌性的降级腐蚀降低刀具寿命表面粗糙度降低黏性沉淀产品消耗低,浓度是水溶性切削液最重要的指标！,现场浓度检测,折射仪测量浓度折射仪读数*折射系数=实际浓度折射系数对乳化液通常是1新配的切削液易于读数使用一段时间后变得较难读数(含有杂油、细菌,乳化液不稳定),折射仪范围,折射仪读数,浓度,现场浓度检测,现场PH值检测,利用PH值试纸可以快捷地测量切削液的PH值,PH和细菌,细菌检测,常规测试在现场进行，采用菌条PH/乳化液稳定性产品气味微乳化液(包括生物稳定型的)-细菌侵蚀合成产品-真菌侵蚀生物稳定型和含杀菌剂的产品细菌数量105个/ml-1)检查浓度和pH2)添加杀菌剂3)更换切削液,细菌检测,使用菌条较为简易地检测细菌/真菌培养环境27OC30OC的培养箱内时间细菌：2448小时真菌：3天如果是放置在室内，而不是培养箱内，结果应相对推迟24天和47天。,细菌培养基,真菌培养基,结果,103,104,105,107,106,细菌检测,细菌,酵母菌,霉菌,轻度(+),中度(+),重度(+),现场水质检测,含有无机盐的水硬度硫、氯、碳酸盐、亚硝酸盐、钠、钾硬度的不同表示方法德国，(dHO)1dHO=17.8ppm碳酸钙法国，(FHO)1FHO=10ppm碳酸钙英国，碳酸钙当量的ppm浓度可用试纸很方便地测定,现场问题快速处理,外观严重污染查出污染源，尽可能排除气味臭味或异味进行细菌分析，检测浓度浓度太高稀释乳化液太低加浓缩乳化液pH太高查有否受清洁剂污染太低考虑pH调整细菌太高加强循环与充气系统,考虑杀菌剂腐蚀太高查浓度与水源;考虑化学调整杂质油太高排除污染来源;考虑撇油或凝结剂器,实验室测试,浓度PH值防腐蚀细菌/真菌(酵母菌,霉菌)导电率杂油含量起泡水质分析,监控参数,性能次数控制(比较标准)失效界限外观每天和新油比较严重污染气味每天和新油比较臭味(臭蛋味)浓度每天+/-1%(半合成液)变化/不稳定严格控制(合成液)pH每周或按需要8.5-9.5长久超范围细菌每周或按需要高达105长久超范围杂质油每周或按需要依据不同液体类型而定,取样程序,定期取样用密封性好的干净的新瓶取最大搅拌点的样品提供下列信息日期，机械，产品，浓度(用折射仪测定)，加工过程，使用期，所用金属，过滤类型等立刻提交样品,水溶性切削液常见问题处理,水溶性切削液的常见问题,乳化液不稳定细菌皮肤问题工件变色腐蚀起烟泡沫加工性能差,乳化液不稳定,乳化液不稳定,油水分离,现象,储存不良混合不良污染水质差细菌孳生使用过度,原液的储存质量,混合质量,改善储存条件,改善混合程序,正确配制切削液,盐类/酸类污染物,水质,PH过低,使用过度,细菌孳生,消除污染源,调整水质,提高PH值,排空，彻底清洗更换,细菌容易孳生,细菌易孳生,异味腐蚀切削液不稳定溶液变色,现象,空气流动不良,切削液稳定性,PH过低,清洁、杀菌、更换,改善混合程序,提高PH值,细菌含量高,水质,PH过低,使用过度,细菌孳生,消除污染源,调整水质,提高PH值,排空，彻底清洗更换,不稳定,皮肤问题,皮肤问题,皮肤脱色发红疼痛,现象,切削液状况,浓度,PH过高,调整浓度,找出碱性污染物的来源，调整PH值,前后工序是否有使用出脂剂,微切屑,个人卫生,个人卫生习惯及皮肤性质,细菌孳生,减少直接接触，使用低芳烃的溶剂,改善过滤系统,使用适量杀菌剂,穿戴防护用品,太高,工件变色,工件变色,变色,现象,发白(铝合金),PH,工件处理,调整PH或使用低PH产品,避免接触时间过长,检测硫的来源,切削液性质,其它污