切削液常识.docx

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切削液常识

切削液的选用

在根据加工方法、要求精度来选择切削液之前，设置了安全性、废液处理等限制项目，通过这些项目可确定是选择用油基切削液还是用水基切削液这两大类别，如强调防火和安全性，就应考虑选择水基切削液，当选择水基切削液时，就应考虑废液的排放问题，企业应具备废液处理的设施。

有些工序，如磨削加工，一般只能选用水基切削液；对于使用硬质合金刀具的切削加工，一般考虑选用油基切削液。

一些机床在设计时规定使用油基切削液，就不要轻易改用水基切削液，以免影响机床的使用性能。

通过权衡这几方面的条件后，便可确定选用油基切削液还是水基切削液。

在确定切削液的主项后，可根据加工方法，要求加工的精度、表面粗糙度等项目和切削液的特征来进行第二步选择，然后对选定和切削液能能否达到预期的要求进行鉴定，最后作出明确的选择结论。

1．根据机床的要求选择切削液

　　在选用切削液时，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，齿轮加工机床，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。

如果使用水基切削液水溶性会渗透到轴承和机床内部结构，使这些零部件脱油产生腐蚀加速磨损。

水基切削液渗入液压系统会使液压油乳化变成油包水或水包油的乳化液，使粘度增大或大幅度下降，改变了液压油的性质，影响液压系统的正常运行。

因此，对于那些原用油基切削液的机床，要转用水基切削液时必须慎重，必要时要作适当的改装，否则会导致机床损坏。

2．根据刀具材料选择切削液

　　１）工具钢刀具：

其耐热温度约在200~300℃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，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。

　　２）高速钢：

这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒（有的还含铝）为基础的高级合金钢，它们的耐热明显比工具钢高，允许的最高温度可达600℃。

与其他耐高温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和切削加工，而且，高速钢具有良好的可加工性和价格上容易被接受。

使用高速钢刀具进行低速和中速切削时，建议采用油基切削液或乳化液。

在高速切削时，由于发热量大，以采用水基切削液为宜。

若使用油基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，刀具磨损增大。

　　３）硬质合金刀具：

用于切削刀具的硬质合金的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达1000℃，具有优良的耐热性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。

在选用切削液时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使用刀具均匀受热，否则会导致崩刃。

在加工一般材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件温升较高，使工件产生热变形，影响工件加工精度，而且在没有润滑剂的条件下进行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的磨损也加快。

干切削也是不合算的。

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，要用大流量切削液喷淋切削区，以免造成刀具受热不均匀产生崩刃，亦可减少由于温度过高产生蒸发形成和烟污染。

　　４）陶瓷刀具：

采用氧化铝、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：

具有极高的硬度，一般采用干切削。

为避免温度过高，也象陶瓷材料一样，许多情况下采用水基切削液。

3．根据工件材料选择切削液

　　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，在选择切削液时，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或其他不含添加剂的切削液。

4．根据加工方法选择切削液

　　切削加工是一个复杂过程，尽管是切削一种材料，但当切削速度改变或切削工件的几何形状改变时，切削液显示的效果就完全不同，所以在选择切削液时要结合加工工艺和加工工序的特点来综合考虑。

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较高。

切削过程的难易程度，按从难到易的次序排列如下：

　　内拉削－外拉削－攻丝－螺纹加工－滚齿－深孔钻－镗孔－用成形刀具切削螺纹－高速低进给切削螺纹－铣削－钻孔－刨削－车削（单刃刀具）－锯削磨削。

　　上述排列顺序并不是绝对的，因为，刀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。

下面对一些常用的加工方法如何选择切削液作简单的叙述。

１）车削、镗削

（1）粗车：

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，主要应选择用以冷却作用为主并具有一定清洗、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。

极压乳化液除冷却性能好之外，还具备良好的极压润滑性，可明显延长刀具使用寿命，提高切削效率，使用水基切削液要注意机床导轨面的保养，下班前要将工作台上的切削液擦干，涂上润滑油。

（2）精车：

精车时，切削余量较小，切削深度只有0.05~0.8mm，进给量小，要求保证工件的精度和粗糙度。

精车时由于切削力小，温度不高，所以宜采用高浓度（10％以上）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液才能达到精度要求。

正如上面所提到的，由于植物油稳定性差，易氧化，有的工厂采用了精密切削润滑剂全损耗系统用油作为精密切削油，效果很好。

　　（3）镗削：

镗削机理与车削一样，不过它是内孔加工，切削深度和切削速度均不大，但散热条件差，可采用乳化液作切削液，使用时应适当增加切削液的流量和压力。

２）铣削：

铣削是断续切削，每个刀齿的切削深度时刻变化，容易产生振动和一定和冲击力，所以铣削条件比车削条件差。

用高速刀具高速平铣或高速端铣时，均需要冷却性好，并有一定润滑性能的冷却液，如极压乳化液。

在低速铣削时，要求用润滑性好的切削油，如精密切削油和非活性极压油。

对不锈钢和耐热合金钢，可用含硫、氯极压添加剂的切削油。

３）螺纹加工：

切削螺纹时，刀具与切削材料成楔形接触，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，切屑碎片挤塞并且容易产生振动。

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锥，要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性，以减少刀具的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。

此外，攻螺纹时切削液的渗透性能很重要，切削液能否及时渗透到刀刃上，对丝锥的耐用度影响很大，切削液的渗透性与粘度有关，粘度小的油渗透性较好，必要时可加入少量的柴油或煤油来提高渗透效果。

有的场合，如盲孔攻螺纹时切削液很难进入孔中，这时采用粘度大，附着力强的切削液效果反而更好。

４）铰削：

铰削加工是对孔的精度加工，要求精度高铰削属低速小进给量切削，主要是刀具与孔壁成挤压切削，切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃边上，影响刃带的挤压作用，破坏加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩，还会产生积屑瘤，增加刀具磨损铰孔基本上属于边界润滑状态，一般采用润滑性能良好并有一定良好性的高浓度极压乳化液或极压切削油，就可以得到良好效果。

对深孔铰削，采用润滑性能好的深孔钻切削油便能满足工艺要求。

５）拉削：

拉刀是一种沿着轴线方向按刀刃和齿升并列着众多刀齿的加工工具，拉削加工的特点是能够高精度地加工出具有复杂形状的工件。

因为拉刀是贵重刀具所以刀具耐用度对生产成本影响较大。

此外，拉削是精加工，对工件表面粗糙度要求严格。

拉削时，切削阻力大，不易排屑，冷却条件差，易刮伤工件表面，所以要求切削液的润滑性和排屑性能较好。

国内已有专用的含硫极压添加剂的拉削油。

６）钻孔：

使用一般的麻花钻钻孔，属于粗加工，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。

对于不锈钢、耐热合金等难切削材料，可选用低粘度的极压切削油。

７）深孔钻：

深孔钻（枪钻）是近年发展起来的深孔加工工艺。

传统的深孔加工（孔深与孔径之比大于5），需要钻、镗、粗铰、研磨等多道工序才能加工出有较高精度和较低表面粗糙度的孔。

新工艺是采用结构特殊的刀具和高压冷却润滑系统，可将上述多道工序简化为一次连续走刀完成相当深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工。

这种工艺效率高，经济效益显著。

　　性能优良的深孔钻切削液是深孔钻加工技术关键之一，深孔钻切削液必须具备下列性能。

（1）良好的冷却作用，消除由于变形及摩擦所产生的热量，抑制积屑瘤的生成。

（2）良好的高温润滑性，减少刀刃及支承的摩擦磨损，保证刀具在切削区的高温下保持良好的润滑状态。

　　（3）良好的渗透性，排屑性，使切削液及时渗透到刀刃上，并保证切屑能顺利排出，因此，深孔钻切削液要求具有高的极压性和低的粘度。

目前国内生产的深孔钻切削油具备了良好的高温润滑性，冷却性和排屑性，已被广泛使用在进口和国产的深孔钻机床上，使用性能良好。

８）齿轮加工：

滚齿、插齿时刀齿断续切削并有冲击力，故刀齿容易磨损，尤其在进给量大和高速切削时，刀齿的磨损就更严重，所以要求切削液具备良好的润滑性能。

过去在滚齿、插齿中一般都是用20或30号机械油作切削油，由于机械油中不含添加剂，故加工的齿轮面粗糙度较差，刀具耐用度也低。

近年来，许多工厂在原用机械油的基础上加进1精密切削润滑剂，使加工的齿轮齿面粗糙度和精密度达到精密汽车的要求，刀具耐用度也明显提高。

这是因为在机械油中加入后，摩擦系数约降低30％，承受负荷能力提高50％以上，大大降低了切削时的摩擦阻力，使加工质量和刀具耐用度均有明显改善。

对于高硬度材料的滚齿、插齿，用氯系添加剂和有机钼添加剂的切削油有明显效果。

　　对于高速切齿加工，用油基切削液，会产生较大的油烟，污染环境，而且由于冷却不充分，往往会造成工件表面烧伤，影响加工质量，刀具磨损也加剧，此时，最好选用具有强极压性的水基切削液，如含有硫、磷极压添加剂的水基合成切削液或高浓度极压乳化液，可克服高速切削时的油污染，加工质量和刀具磨损情况均比油基切削液好。

但对原有的滚齿、插齿机床，必须采取措施，防止水进入转动部分，以免机床产生故障。

　　用硬质合金刀具进行齿轮加工，过去大部分采用干切削，工件温度升高，刀具寿命低。

最近研制成功的EC滚切硬齿切削油，可以成功地用于滚齿加工，使工件温度下降，提高了齿轮的加工精度，刀具的寿命可延长80％~100％。

　　剃齿加工要求高的表面质量，为了防止粘刀，可采用含活性极压添加剂的切削油，又因为剃齿加工产生细小的切屑，为了使切屑容易冲掉，最好用低粘度的切削油，如果切屑分离不畅，会使已加工表面质量恶化。

9）磨削：

磨削加工能获得很高尺寸精度和较低的表面粗糙度。

磨削时，磨削速度高发热量大，磨削温度可高达800~1000℃，甚至更高，容易引起工件表面烧伤和由于热应力的作用产生表面裂纹及工件变形，砂轮磨损钝化，磨粒脱落，而且磨屑和砂轮粉末易飞溅，落到零件表面而影响加工精度和表面粗糙度，加工韧性和塑性材料时，磨屑嵌塞在砂轮工作面上的空隙处或磨屑与加工金属熔结在砂轮表面上，会使砂轮失去磨削能力，因此，为了降低磨削温度，冲洗掉磨屑和砂轮末，提高磨削比和工件表面质量，必须采用冷却性能和清洗性能良好、并有一定润滑性能和防锈性能的切削液。

（1）普通磨削：

可采