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鋁材加工應該如何選擇切削液
切削液的選用原則必須滿足切削性能和使用性能的要求,即應具備良好的潤滑、冷卻、防銹和清洗性能,在加工過程中能滿足工藝要求,減少刀具損耗,降低加工表面粗糙度,降低功率消耗,提高生產效率。同時應考慮使用的安定性。因此切削液的選用應遵循以下原則:
1、切削液應無刺激性氣味,不含對人體有害添加劑,確保使用者的安全。
2、切削液應滿足設備潤滑、防護管理的要求,即切削液應不腐蝕機床的金屬部件,不損傷機床密封件和油漆,不會在機床導軌上殘留硬的膠狀沉淀物,確保使用設備的安全和正常工作。
3、切削液應滿足工件工序間的防銹要求,不銹蝕工件。加工銅合金時,不應選用含硫的切削液。加工鋁合金時,應選用PH值為中性的切削液。
4、切削液應具有優(yōu)良的潤滑性和清洗性能。選擇最大無卡咬負荷值高、表面張力小的切削液,并經切削液試驗評定。
5、切削液應具有較長的使用壽命,這對加工中心尤為重要。
6、切削液應盡量適應多種加工方式和多種工件材料。
7、切削液應低污染,并有廢液處理方法。
8、切削液應價格便宜,配制方便。
綜上所述,用戶在選用切削液時,可根據企業(yè)特定的加工情況,先初選認為綜合性能較好的2~3種切削液,經實際試用后,確定出性能滿足加工要求,價格適宜的切削液工件材料的性能對切削液的選擇很重要。據文獻介紹,可把被加工材料按其可切削性的難易劃分為不同級別,以此作為選擇切削液的依據機械零部件制造加工過程中,鋁合金材料得到了廣泛的使用。鋁合金與大部分鋼材和鑄鐵材料相比,具有一個明顯的優(yōu)點:
較低的屈服強度。因此,加工中需要的切削力較低,可以在刀具不發(fā)生過量磨損的情況下提高切削速度和進料比。但是,就鋁合金的切削性能而言,它的柔韌性會帶來兩個嚴重的問題:
第一,容易出現粘結的現象。鋁質顆粒粘結到切削刀具的表面,嚴重影響加工件表面粗糙度,或在刀具上形成一條“粘結”的積屑瘤,積屑瘤會產生較大的阻力,因而就需要更高的切削力,從而形成了糟糕的切削痕跡。粘結和材料變形常常決定了鋁合金在切削加工中的最大切削速度和進料比。
第二,由于鋁材具有高度的延展性,它有可能會形成長長的條狀裂紋,這些裂紋會阻斷切削區(qū)域,使切削過程變的困難,同時切下的碎屑難以被切削液帶走。在鋁合金加工中需要考慮的另一個問題是它的高熱脹系數。機加工中因變形和摩擦而產生的熱能夠迅速地擴展到工件上,從而很難準確控制工件尺寸,并且需要更大的切削力。因此,為滿足機械加工制造對鋁合金材質越來越大的需求,以及發(fā)展較大的切削速度和進料比,獲得更高的勞動生產率,使用專業(yè)鋁加工切削液技術,實現高水平的潤滑和冷卻效果就顯得相當重要。 在大多數鋁加工過程中,較大的切削速度和進料比會產生相對較薄的潤滑油膜,使工件表面潤滑性能變差,因此邊界潤滑特性通常被認為是切削液應該具有的主要潤滑機理。我們采用往復式邊界摩擦測試儀(圖1),對鋁合金加工中使用的幾種切削液的邊界潤滑特性進行測評。為了真實地模擬出金屬切除過程中可能出現的嚴重狀況,測試期間,鋁合金板的溫度要分別達到50℃、100℃和150℃,接觸壓力要維持在780MPa。鋁合金表面三種溫度時的摩擦系數,連同鋁合金表面接觸區(qū)域的質量,提供了該種切削液在鋁合金表面形成的邊界潤滑特性的測試數據。圖2顯示了使用這些切削液性能測試的結果。 從中可以看出,三種切削液的摩擦系數在較低溫度時能夠進行比較;隨著溫度的不斷提高,只有Quakeral370切削液保持了良好的潤滑性能和較低的摩擦系數。因此得出結論:鋁加工過程中,當切削區(qū)域溫電聯:零伍壹肆—捌陸叁。零肆捌。叁陸度上升時,使用Quakeral370能獲得最好的潤滑件能。 這三種切削液的潤滑特性在同樣的鋁材加工測試中也具有明顯的區(qū)別。先使用一個直徑為6.35mm的實心碳鋼鉆頭對6061~T6鋁合金進行鉆孔,再使用一個鉸桿直徑為6.75mm的三軸Bridgeport立式銑床來對其進行鉸孔。該測試中,鉸孔后觀察到的微觀表面粗糙度為鋁材在精密加工時切削液的性能提供了最好的評價標準。從圖3中我們可以看出,先進的切削液 Quakeral370在加工一個光滑、高質量機孔表面的過程中達到了預期的要求。 在大多數鋁加工過程中,較大的切削速度和進料比會產生相對較薄的潤滑油膜,使工件表面潤滑性能變差,因此邊界潤滑特性通常被認為是切削液應該具有的主要潤滑機理。我們采用往復式邊界摩擦測試儀(圖1),對鋁合金加工中使用的幾種切削液的邊界潤滑特性進行測評。為了真實地模擬出金屬切除過程中可能出現的嚴重狀況,測試期間,鋁合金板的溫度要分別達到50℃、100℃和150℃,接觸壓力要維持在780MPa。鋁合金表面三種溫度時的摩擦系數,連同鋁合金表面接觸區(qū)域的質量,提供了該種切削液在鋁合金表面形成的邊界潤滑特性的測試數據。圖2顯示了使用這些切削液性能測試的結果。 從中可以看出,三種切削液的摩擦系數在較低溫度時能夠進行比較;隨著溫度的不斷提高,只有Quakeral370切削液保持了良好的潤滑性能和較低的摩擦系數。因此得出結論:鋁加工過程中,當切削區(qū)域溫度上升時,使用Quakeral370能獲得最好的潤滑件能。 這三種切削液的潤滑特性在同樣的鋁材加工測試中也具有明顯的區(qū)別。先使用一個直徑為6.35mm的實心碳鋼鉆頭對6061~T6鋁合金進行鉆孔,再使用一個鉸桿直徑為6.75mm的三軸Bridgeport立式銑床來對其進行鉸孔。該測試中,鉸孔后觀察到的微觀表面粗糙度為鋁材在精密加工時切削液的性能提供了最好的評價標準。從圖3中我們可以看出,先進的切削液 Quakeral370在加工一個光滑、高質量機孔表面的過程中達到了預期的要求。
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