切削溫度的影響因素及切削液種類
切削溫度的影響因素及切削液種類
1、切削溫度
切削溫度的影響因素及切削液種類切削溫度一般是指切屑、工件與刀具接觸區域的平均溫度。切削溫度的高低,除了用儀器測定外,還可以通過觀察切屑的顏色大致估計出來。切削碳鋼時,切屑呈銀白色或淡黃色則表示切削溫度較低,切屑呈紫色或深藍色則說明切削溫度很高。
切削溫度的高低取決于切削熱的產生與傳散情況,它主要受工件材料、切削用量、刀具角度和冷卻條件等因素的影響。
(1)工件材料的影響:工件材料對切削溫度的影響與材料的強度、硬度及導熱性有關。材料的強度、硬度愈高,切削時消耗的功愈多,切削溫度也就愈高。材料的導熱性好,可以使切削溫度降低。例如,合金結構鋼的強度普遍高于45鋼,而導熱系數又多低于45鋼,故切削溫度一般均高于切削45鋼的切削溫度。
(2)切削用量的影響:增大切削用量,單位時間內的金屬切除量增多,產生的切削熱也相應增多,致使切削溫度上升。但切削速度、進給量、切削深度對切削溫度的影響程度是不同的。切削速度增大1倍時,切削溫度大約增加20%~33%;進給量增大1倍時,切削溫度大約升高10%;切削深度增大! 倍時,切削溫度大約只升高3%。因此,為了有效地控制切削溫度,選用大的切削深度和進給量比選用大的切削速度有利。
(3)刀具角度的影響:前角和主偏角對切削溫度影響較大。前角加大,變形和摩擦減小,因而切削熱少。但前角不能過大,否則刀頭部分散熱體積減小,不利于切削溫度的降低。主偏角減小將使刀刃工作長度增加,散熱條件改善,因而使切削溫度降低。
2、切削液
為了降低刀具和工件的溫度,不僅要減少切削熱的產生,而且要改善散熱條件。噴注足量的切削液可以有效地降低切削溫度。使用切削液,除起冷卻作用外,還可以起潤滑、清洗和防銹的作用。生產中常用的切削液可以分為以下3類。
(1)水溶液:它的主要成分是水,并在水中加入一定量的防銹劑,其冷卻性能好,潤滑性能差,呈透明狀,常在磨削中使用。
(2)乳化液:它是將乳化油用水稀釋而成,呈乳白色。為使油和水混合均勻,常加入一定量的乳化劑(如油酸鈉皂等)。乳化液具有良好的冷卻和清洗性能,并具有一定的潤滑性能,適用于粗加工及磨削。
(3)切削油:它主要是礦物油,特殊情況下也采用動、植物油或復合油,其潤滑性能好,但冷卻性能差,常用于精加工工序。
切削液的品種很多,性能各異,通常應根據加工性質、工件材料和刀具材料等來選擇合適的切削液,才能收到良好的效果。
粗加工時,主要要求冷卻,也希望降低一些切削力及切削功率,一般應選用冷卻作用較好的切削液,如低濃度的乳化液等。精加工時,主要希望提高工件的表面質量和減少刀具磨損,一般應選用潤滑作用較好的切削液,如高濃度的乳化液或切削油等。
加工一般鋼材時,通常選用乳化液或硫化切削油。加工銅合金和有色金屬時,一般不宜采用含硫化油的切削液,以免腐蝕工件。加工鑄鐵、青銅、黃銅等脆性材料時,為避免崩碎切屑進入機床運動部件之間,一般不使用切削液。在低速精加工(如寬刀精刨、精鉸、攻絲)時,為了提高工件的表面質量,可用煤油作為切削液。
高速鋼刀具的耐熱性較差,為了提高刀具的耐用度,一般要根據加工性質和工件材料選用合適的切削液。硬質合金刀具由于耐熱性和耐磨性都較好,一般不用切削液。