切削液在加工带压开孔机零件作用
切削液是一种用在带压开孔机部件生产时所用的切削、打磨加工过程中,用来冷却、润滑机床刀具以及加工件的工业用液体。带压开孔机生产所用的切削液由多种超强功能助剂经复合而成,具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释等特点。车床所用切削液各项指标均优于皂化油,它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点,并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境无污染等特点。
切削液主要分成不含水的油基切削液和主要成分是水的水基切削液两大类,具有良好的润滑、冷却、清洗及防锈性能,对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等有着显著效果,其中,油基切削液润滑性能好,冷却性能较差,水基切削液则反之,但其成本低,操作环境安全、干净,没有油雾和着火的危险。
切削液发展到今天,在带压开孔及带压开孔机配件的生产中使用量很大,成为品种众多、类别齐全的管道工程工具产品,但是它也是材料切削加工中的主要污染源。因此,在保持切削液使用性能的基础上,选择环保的绿色切削液则显得尤为重要。
一、环保切削液作用
1、润滑
金属切削加工液(简称切削液)在切削过程中的润滑作用,可以减小前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦,形成部分润滑膜,从而减小切削力、摩擦和功率消耗,降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损,改善工件材料的切削加工性能。 在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入砂轮磨粒-工件及磨粒-磨屑之间形成润滑膜,使界面间的摩擦减小,防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑,从而减小磨削力和摩擦热,提高砂轮耐用度以及工件表面质量。
2、冷却
切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具(或砂轮)、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,提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度(或流动性)有关。水的导热系数和比热均高于油,因此水的冷却性能要优于油。
3、清洗
在金属切削过程中,要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒,防止机床和工件、刀具的沾污,使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利,不致影响切削效果。对于油基切削油,粘度越低,清洗能力越强,尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油,渗透性和清洗性能就越好。含有表面活性剂的水基切削液,清洗效果较好,因为它能在表面上形成吸附膜,阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上,同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上,把它从界面上分离,随切削液带走,保持界面清洁。
4、防锈
在带压开孔机生产和切削过程中,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。此外,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。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节,更应注意工序间防锈措施。
在带压开孔机的生产加工中,切削每次都在新生面上进行,速度变化每分钟数毫米至数百米,压力高达2——3GPa。切削时除外摩擦外,还有刀具与切入金属内部的分子内摩擦,切削区界面温度可达600——800°C。这样的高温高压会使刀具的强度和硬度降低,这对切削液的要求则是冷却、润滑、清洗和防锈四个作用同时具备。
冷却表现在降低刀尖温度、抑制被切削材料和刀具的热膨胀,以提升操作性能和加工精密度。水的热导率和比热容均比油大,粘,度也比油小,故乳化液的冷却性能远比油好。润滑减少前刀面与屑、后刀面与加工表面的摩擦,防止发生粘着、肌瘤、鳞刺或冷焊,以减少功率消耗和刀具磨损,并获得不错的表面光洁度。防锈为防止大气中的水和氧气对新加工表面的锈蚀,在切削油中要加入防锈剂,提高切削油的防锈性能,以满足工件在加工过程中短期防护之需。清洗利用液流冲去细小的切屑和粉末,预防粘结,以保证刀具和工件持续加工。在磨加工中,清洗性差的切削油会导致堵塞砂轮,使磨削区温度升高和烧坏工件。使用低粘度油和加入表面活性剂能提高切削的清洗性。
环保绿色的切削液需要具备多种性能同时还需要对环境,对人体没有伤害,切削液中的矿物油是造成环境污染的主要因素之一 ,如能在切削液中取消矿物油,则切削液处理容易,污染也小。无矿物油的离子型切削液,又称表面活性剂水溶液,主要是由有机阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂、无机盐和水配制而成的,且原料中不含油,节约能源,废液排放也不会对水质造成污染,使用也简便 ,一 般用3%-5%原液掺入自来水中即可使用,在美国、日本等国已大量生产和广泛应用。我国也有许多产品成熟、质量稳定的离子型切削液,硼氮型合成切削液,既改变了添加剂、又不含矿物油,主要由水溶液、极压添加剂、油性剂、防锈刊和表面活性剂组成,属于离子型切削液,各项指标均达到或过GB6144-85 规定的最高标准,而且成本低廉,在工厂的数控机床、加工中心上使用,已取得很好的效果。