铝合金加工中的切削液应用

2022-11-08   来源:润滑油情报 网友评论 0

摘要:切削液的使用,能及时带走切削产生的热量,大流量切削液的冲刷作用,使切屑能及时的脱离已加工表面,清洗夹具和机床护板,从而使工件达到良好的加工质量。
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在金属切削过程中,金属和刀具界面会产生大量的热,其温度可达到600~1000℃。这对工件表面质量、尺寸精度、刀具的使用寿命、动能消耗及生产效率都有很大的影响。
 
切削液的使用,能及时带走切削产生的热量,大流量切削液的冲刷作用,使切屑能及时的脱离已加工表面,清洗夹具和机床护板,从而使工件达到良好的加工质量。
 
乳化液三个工艺指标对铝合金加工的影响

在铝合金切削加工过程中,乳化液的浓度、压力、流量这三个工艺指标选择对零部件的加工质量产生巨大影响。
 
1、乳化液的浓度选择
在工厂现场使用的切削液,是由切削液浓缩物加水稀释而成的工作液。表示切削液的有效含量通常有两种方法:浓度和稀释倍率。原液现场快速检测浓度使用折光仪,而实验室检测一般使用的是滴定方法来进行检测。
 
工作液的浓度只有维持在规定的范围内,才能保证切削液发挥其应有的功能。切削液的使用浓度过低,容易发生锈蚀、刀具磨损增大和加工质量降低以及抗菌性能下降、易腐败发臭等问题。相反如果切削液浓度过高,不仅会带来加工成本增加,而且可能导致切削液的清洗性和冷却性下降、消泡性下降、对操作工人的眼睛和呼吸道产生刺激、发生皮肤过敏等一系列问题。因此,维持切削液的合适浓度是水基切削液管理的重要环节,通常都把浓度检查作为切削液管理的重要指标。
 
开放式切削方式如车削、铣削排屑通畅,切屑液主要起冷却和冲屑作用,对浓度要求不高,一般选用浓度为3%~5%左右的切削液。
封闭场合切削如钻孔、攻丝时,加工环境恶劣,排屑不畅,刀具和工件相互挤压,这时切屑液要对刀具进行冷却和润滑,还要冲屑,这种加工方式对切削液的润滑性能要求较高,一般钻孔选用浓度为5%~8%的切削液。
攻丝加工时工件受刀具严重挤压,选用含极压添加剂浓度为8%~10%的切削液比较合适。
 
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,还可以降低工件表而粗糙度,减少切削功耗。
 
2、切削液的压力选择
切削液的大压力冲刷对零件加工起断屑和冲屑的作用,在一些孔加工场合,特别是深孔加工,切削液的压力对加工表面质量和刀具寿命起到至关重要的影响。选用切削液时需综合考虑机床成本,切削液压力越高,机床所需的配置要求越高,整体成本也越高。
 
机床冷却系统由冷却水箱、过滤器、泵(高压、低压)、水管、喷嘴、密封件等组成,提高切削液压力,相关连接组件需要选配高压元件来匹配。一般数控机床都配备普通冲屑冷却系统,加工要求较高时选配中心冷却系统。
 
普通冲屑需求的切削液可以选择小压力,大流量参数,及时地将切削热带走,将附着在工件、护板、夹具上的切屑带走。普通冲屑冷却一般选用压力参数为0.04~0.06MPa。
中心冷却系统选用高压泵,高压切削液从主轴中心穿过,再穿过刀体,直接喷射到刀具切削位置,利用高压水流断屑,并将狭窄空间的切屑强力冲出来,从而起到断屑、冷却、润滑、冲屑作用。中心冷却系统按照压力的选择可以分为低压、中压、高压、特高压四个等级。
 
3、切削液的流量选择
切削液的冲刷作用对残留在工件上的切屑进行冲刷,清洗、清洁夹具,并带走切削热。一般来说切削液的流量越大,其冲屑效果越明显,冷却效果越好,但是流量越大所需储存切削液的水箱容量也越大,制造成本、设备占地面积也相应增大,因此切削液流量也不是越大越好,而应该在满足工况情况下越小越好,以到达总成本降低。为了便于散热和供应充足的切削液,水箱的容量应是系统冷却泵流量的3~5倍。
 
乳化液在铝合金加工各工况中的选用

乳化液在加工中的使用主要起冷却、润滑、冲屑等作用。铝合金与大部分钢材和铸铁材料相比,具有一个明显的优点:较低的屈服强度。它的柔韧性会带来两个严重的问题:
 
第一,容易出现粘结的现象,铝质颗粒粘结到切削刀具的表面,严重影响加工件表面粗糙度,或在刀具上形成一条“粘结”的积屑瘤,从而形成了糟糕的切削痕迹。
第二,由于铝材具有高度的延展性,它有可能会形成长长的条状裂纹,使切削过程变的困难,同时切下的碎屑难以被切削液带走。
 
1、粗、精加工选用原则
粗加工时,加工余量和切削用量较大,产生大量切削热,同时也会产生剧烈的摩擦,因而容易导致刀具迅速出现磨损,且使用切削液的目的是降低切削区域的温度,宜选用冷却性为主的切削液,如水溶性合成型切削液或低浓度的乳化液。精加工时,切削液的主要作用是提高工件加工精度和降低表而粗糙度,这时宜选用润滑性能和冷却性能都较好的切削液。
 
2、采用不同工艺方法加工时切削液的选用
在进行面铣削加工时,切削速度快,刀具切削量大,切屑多,及时的将切屑冲走以免刮花已加工表面这是铣削加工面临的最大问题,应选用大流量切削液冲洗。在进行孔加工时,排屑困难,刀具、工件和切屑三者之间的摩擦会产生大量的热,这些热量又不能及时传递出去,造成刀具烧伤,严重破坏工件表面粗糙度。为解决这此问题,除了合理选用刀具的几何角度,保证分屑、断屑、排屑之外,选择切削液是关键,这时应选用冷却、润滑、清洗性能较好的切削液,如极压乳化液。
 
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