浅析加工切削用液毕业论文

1、毕业设计报告（论文）浅析加工切削用液专 业 机电一体化 学生姓名 指导教师 起讫日期 2012年10月-2013年4月 设计地点 徐州函授站 摘 要 切削液是为提高切削加工效果而使用的液体。切削液具有冷却、润滑清洗和排屑作用。切削液大致分为水溶液、乳化液和切削油三大类。对于切削液的选用可以从刀具材料、工件材料和加工类型中进行选择，时，切削液的正确维护和使用对于机床加工起着非常重要的作用。关键词：切削液 机床 切削加工浅析加工切削用液在机床金属切削过程中，合理选择切削液，可以改善工件与刀具之间的摩擦状况，降低切削力和切削速度，减轻刀具磨损，减小工件的热变形，从而可以提高刀具耐用度，提高加工效率和

2、加工质量。一. 切削液的作用1.冷却作用 切削液浇注在机床切削区，通过切削热的传导、对流和汽化，使切屑、刀具及工件上的热量减少，起到冷却作用。 由于切削液的冷却作用，可降低切削温度，提高刀具的使用寿命，减少工件、道具的热膨胀，提高加工精度。 切削液的流动性越好，比热容、传热系数和汽化热等参数越高，则其冷却性能越好2.润滑作用 切削液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜，可减少或避免刀具与工件或切削间的直接接触，减轻摩擦和粘结程度，因而可以减轻刀具的磨损 ，提高工件表面的加工质量。 为保证润滑作用的实现，要求切削液能够迅速渗入刀具与工件或切屑的接触界面，形成牢固的润滑油膜，使其不断在高

3、温高压及剧烈摩擦的条件下被破坏。3.清洗和排屑作用 在机床切削过程中，会产生大量切屑、金属碎片和粉末，浇注切削液，可以使之不粘附于工件、刀具和机床上，防止刮伤已加工表面及机床导轨面。这一作用对于螺纹加工和深孔加工等工序 尤为重要。为此，要求切削液有良好的流动性，并且在使用时有足够大的压力和流量。4.防锈作用为了减轻工件、刀具和机床受周围介质（如空水分等）的腐蚀，要求切削液具有一定的防锈作用，一般在切削液中加入防锈添加剂，这类切削液与金属表面附着力很强，使金属表面形成保护膜，保护机床和工件不被空气、水分和酸等介质腐蚀，从而起到防锈防蚀的作用。5.其他作用 除了以上四种作用外，所使用的切削液应具备

4、良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。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，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。二. 切削液的种类 常用的切削液可以分为三大类:水溶液、乳化液和切削油。1. 水溶液水溶液是以水为主要成分的切削液。水的导热性能好，冷却效果好，但单纯的水容易使金属生锈，润滑性能差。因此，常在水溶液中加入一定量的添加剂，如防锈添加剂、表面活性物质和油性添加剂等，使其既有良好的防锈性能，又具有一定的润滑性能。水

5、溶液广泛应用于粗加工中2. 乳化液乳化液是水中加入乳化油搅拌而成的乳白色液体，其中乳化油由矿物油、乳化剂和添加剂配制而成。 按照乳化油的含量可配制成各种浓度的乳化液，低浓度乳化液主要起冷却作用，用于机床粗加工；高浓度乳化液主要起润滑作用，用于机床精加工。3. 切削油切削油的主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。矿物油不能在摩擦界面形成坚固的润滑膜，润滑效果较差。实际使用中，常加入油性添加剂、极压添加剂和防锈添加剂，以提高其润滑和防锈作用。常用于机床精加工。三. 切削液性能要求切削液的种类很多，要想正确的使用切削液，同时在加工的过程中利用切削液保证工件的表面质量，那么就要熟悉切削液的性能要

6、求。 切削液要求要达到以下要求：1) 热容量大，导热性好，具有较好的冷却作用。 2) 具有较高的油性或在金属表面的吸附作用。能使形成的吸附薄膜具有较高的强度，牢固的吸附在金属表面，起到良好的润滑作用。 3) 防锈性好，对金属不起腐蚀作用，不会因腐蚀而损坏机床和工件的精度及表面粗糙度。 4) 表面张力低，易于均匀扩散，有利于冷却和洗涤作用并具有较好的润滑性。 5) 使用方便，价格低廉，要求容易配置并最好适用于多种金属材料和多种加工方式（如车、磨、刨等），有一定的透明度，在提高切削速度时不冒烟。 6) 对人体无害，无毒、无异味。不会伤害皮肤及鼻腔粘膜，不刺激眼睛等。 7) 稳定性好，使用寿命长。在

7、长期使用和贮存期间，不分层、不析出沉淀物，不发霉变质。 8) 切削废液量较大，考虑废液处理，避免造成环境污染。 只有根据上述对切削液的性能进一步了解，才能合理地去选用切削液。保证加工过程中的加工速度和工件的加工质量。（4）四. 切削液的选用 影响切削液选用的因素很多，有时一些看起来不太重要的因素却成了决定切削液选用的关键。例如插齿一般是粗加工，齿轮经插齿成形后尚需经剃齿工序进行精加工，选用活性较低的切削油既可满足工艺要求，又可获得较长的刀具寿命。这一般是指在齿轮加工车间而言，若此同一台插齿机是在一个修配车间里，齿轮加工的批量很小又无后续的剃齿工序，显然就应该选用高活性的切削油，因为此时产品的质

8、量是主要因素，而刀具寿命及加工效率则是次要的。所以切削液的选用因素及步骤不是固定的。但就一般情况而言，影响切削液选用的因素主要有加工工艺及相关条件（如加工方法、刀具及工件材料以及加工参数等）、对加工产品的质量要求、职业安全卫生、废液处理、有关的法规方面的规定、经济性等。 选用的步骤大致是： 1) 根据工艺条件及要求，初步判定是选用油基还是水基。一般来说，使用高速钢刀具进行低速切削时用油基，使用硬质合金刀具进行高速加工时用水基；对产品质量要求高、刀具复杂时用油基，主要希望提高加工效率时用水基；对于供液困难或切削液不易达到切削区时用油基（如内孔拉削、攻丝等），其他情况下尽量用水基。总起来说，用油基

9、可获得较好的产品光洁度、较长的刀具寿命，但加工速度高时用油基会造成烟雾严重，只能用水基。 2) 根据加工工艺选用油基或水基的同时还应考虑到有关消防的规定、车间的通风条件、废液处理方法及能力以及前后加工工序的切削液使用情况等。此外还应考虑工序间是否有清洗及防锈处理等措施。 3) 根据上面两个步骤，确定油基或水基之后，再根据加工方法及条件、被加工材料以及对加工产品的质量要求选用具体品种。假设已选定用油基，再根据被加工材料的特性（如硬度、韧性等）、加工的参数（在此条件下是否易形成积屑瘤等）以及产品的光洁度要求来确定切削油的极压性和活性。最后再根据切削时的供液条件及冷却要求选用切削油的粘度。 在初步选

10、定切削液后，还应从经济性的角度进行评价，从几种可能的方案中选出经济效果最好的切削液品种。（5）1. 根据刀具材料选择（1） 工具钢刀具 其耐热温度约在200-300度之间，只能适用于一般材料的切削，在高温下会失去硬度。由于这种刀具耐热性差，要求切削液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。(2)高速钢 与其他耐高温的的金属和陶瓷材料相比，高速钢有一系列优点，特别是它具有较高的坚韧性，适合于几何形状复杂的工件和连续切削加工。在机床使用高速钢刀具进行低速和中速切削时，建议采用基油切削液或乳化液。在高速切削时，由于发热量大，若使用基油切削液会产生较多的烟雾，污染环境，而且容易造成工件烧伤，加工质量下降，

11、刀具磨损增大，以采用水基切削液为宜。（3）硬质合金刀具 用于切削刀具的硬质合金它的硬度大大超过高速钢，具有良好的耐热性能。在机床加工钢铁材料时，可减少切屑间的黏结现象。在选用切削液时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使刀具均匀受热，否则会导致崩刀。在选用切削液时，一般油基切削液的热传导性能较差，使刀具产生骤冷的危险性比水基切削液小，所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。在使用冷却液进行切削时，要注意均匀冷却刀具，在开始切削之前，最好预先用切削液冷却刀具。对于高速切削，要用大量切削液喷淋切削区，以免刀具受热不均匀产生崩刀，也可减少由于切削液温度过高产生蒸发形成污染。（4）陶瓷刀具 采用

12、氧化铝、金属和碳在高温下烧结而成，这种材料的高温耐磨性比硬质合金要好，一般采用干切削，但考虑到均匀的冷却和避免温度过高，也常用水基切削液。（5）金刚石刀具具有较高的硬度，一般采用干切削。为避免温度过高，也像陶瓷材料一样，许多情况下采用水基切削液。2. 根据工件材料选择切削液切削塑性材料时需用切削液。切削铸铁、黄铜等脆性材料时一般不用切削液，以免崩碎切屑粘附在机床的运动部件上。加工高强度钢、高温合金等难加工材料时，由于切削加工处于极压润滑摩擦状态，故应选用含极压添加剂的切削液。3. 根据加工类型选择切削液对于不同切削加工类型，金属的切除特性是不一样的，较难的切削加工对切削液要求也高。切削过程的难

13、易程度，按从难到易次序排列为：内拉削外拉削攻螺纹螺纹加工滚齿深孔钻镗孔用成型刀具切削螺纹高低速进给切削螺纹铣削钻孔刨削车削（单刃刀具）锯削磨削。以上排列顺序并不是绝对的，因为道具的几何形状和工件材料的变化也会改变加工的难易程度。（1） 机床车削1) 粗加工机床粗车时加工余量较大，因而切削深度和进给量都较大，切削阻力大，产生大量切削热，刀具磨损也较严重。主要应选择以冷却作用为主并且有一定清洗、润滑和防锈作用的水基切削液，将切削热及时带走，降低切削温度，从而提高刀具耐用度，一般选用极压乳化液效果更好。2) 精加工机床精车时，切削余量较小，冷却深度只有0.05-0.8mm，进给量小，要求保证工件的精

14、度和粗糙度。精车时由于切削力小，温度不高，所以宜采用高浓度的乳化液和含油性添加剂的切削液为宜。对于精度要求很高的车削，如精车螺纹，要采用菜籽油、豆油或其他产品作润滑剂才能达到精度要求。（2） 螺纹加工机床车削螺纹时，刀具与切削材料城楔形接触，刀刃三面被切削材料所包围，切削力矩大，排屑较困难，热量不能及时由切屑带走，刀具容易磨损，切屑碎片挤塞容易产生振动。尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更苛刻，有时会出现崩刃和断丝难，要求增大摩擦阻力和延长刀具使用寿命，一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液。（3） 钻孔使用一般的麻花钻钻孔，属于机床粗加工，钻削时排屑困难，切削热不易导出往往造成刀刃退火，影响

15、钻头使用寿命及加工效率。选用性能好的切削液，可以使钻头的寿命延长数倍甚至更多，生产率也可明显提高。一般选用极压乳化液或极压合成切削液。极压合成切削液表面张力低，渗透性好，能及时冷却钻头，对延长刀具寿命、提高加工效率十分有效。(6)五. 切削液的使用和维护1.配制切削液的配制就是按一定比例加水稀释。水基切削液特别是乳化液在稀释时应注意以下几点。（1） 水质 一般情况下不宜使用超过推荐硬度的水，因为高硬度的水中所含有的钙，镁离子会使阴离子表面活性剂失效，乳液分解，出息不溶于水的金属皂。即使乳化液是用非离子表面活性剂制成，大量的金属离子也可以使胶束聚集，从而影响乳化液的稳定。太软的水也不宜使用，用太

16、软的水配制的乳化液在使用过程中易产生大量泡沫。(2) 稀释 切削液的稀释关系到乳化液的稳定。切削液使用前，要先确定稀释的比例和所需乳化液的体积，然后算出所使用切削液原液量和水量。在稀释时，要选取洁净的容器，将所需的全部水倒入容器内，然后再低速搅拌下加入原液，配置时，原液的加入速度以不出现未乳化原液为准。注意原液和水的加入程序不能颠倒。2.切削液的使用方法 切削液常用的使用方法有浇注法、内冷却法和喷雾冷却法。 浇注法是将冷却液从前面的上方往下浇注切削液，这是最常用的使用方法。由于受到切屑排出的影响，会降低冷却效果。内冷却法是使冷却液通过刀体上的通道流向刀刃。喷雾冷却法是使高速喷射出的液体细化成雾

17、状，使之在切削区域吸收大量的热量而产生汽化作用。3.切削液的维护 延长切削液的使用寿命除了选择合适的冷却液种类和合理使用外，切削液的维护也是非常重要的因素。切削液的维护工作主要包括以下几项。1）、确保液体循环线路的通畅。及时排除循环线路的金属屑，金属粉末，霉菌黏液，切削液本事的分解物，砂轮灰等，以免造成堵塞。切削液按成分大致可以分为油基切削液和水基切削液两大类。油基切削液，如轴承厂超精加工使用的以煤油为主添加少量机械油的切削液。油基切削液通过加工部位后一般只含有磨粒，切屑等固体杂质，使用中只需要分离掉固体杂质就能获得清洁的切削液，因此其处理相对比较简单。另一类是水基切削液，以乳化液中还含有各种

18、表面活性剂及防锈剂等添加剂。乳化液通过加工部位后除含有磨粒，切屑等固体杂质外，还容易滋生微生物。微生物包括细菌，霉菌，真菌等，这些都是影响乳化液品质的主要因素，正常的乳化液含菌量不超过每毫克1000个，当含菌量打到每毫克10000-100000个时，乳化液就会变黑发臭，冷却润滑效果迅速下降，发出令人不愉快的气味，腐蚀设备，甚至菌体会是过滤器堵塞，这时必须更换全部乳化液并彻底清洗循环系统。可以采取以下措施控制细菌的生长。a 使用高质量，稳定性好的切削液。使用时，要控制切削液中浓缩液的比例不能过低，否则易使细菌生长。由于机床所用油中含有细菌，所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液。b 定时检查切削

19、液ph值，有较大变化时及时采取相应措施。切削液的ph值在8.39.2时，细菌难以生存，所以应及时加入新的切削液，提高ph值。c 保持切削液的清洁，不要使用切削液与污油，食物，烟草等污物接触。经常使用杀菌剂。保持车间和机床的清洁。设备如果没有过滤装置，应定期撇除浮油，清除污物。d 及时补加切削液，由于切削液在循环使用过程中因飞溅，雾化，蒸发以及加工材料和切屑的携带，会不断消耗，因此要及时补加新液，以满足系统的循环液总量不变。 结 论综上所述，本人通过对机床操作中对于切削液使用的体会，了解到切削液对机械加工起到非常重要的作用，根据切削液的作用以及正确使用切削液，可以减少切削过程中的摩擦，降低切削力和切削温度。合理使用切削液，可以提高刀具