第八章切削液

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切削液基础知识

切削液基础知识切削液的作用（1）润滑作用：切削液能渗入到刀具、切屑、加工表面之间而形成薄薄的一层润滑膜或化学吸附膜，因此，可以减小它们之间的摩擦。

其润滑效果主要五决于切削液的渗透能力、吸附成膜的能力和润滑膜的强度。

在切削液中加入不同成分和比例的添加剂，可改变其润滑能力。

切削液的润滑效果还与切削条件有关。

例如，切削速度越高，切削厚度越大，工件材料强度越高，切削液的润滑效果就越差。

（2）冷却作用：切削液能从切削区域带走大量的切削热，使切削温度降低。

切削液冷却性能的好坏，取决于它的传热系数、比热容、气化热、气化速度、流量、流速及本身温度等。

一般来说，水溶液的冷却性能最好，乳化液次之，油类最差。

（3）清洗作用：切削液的流动可冲走切削区域和机床导轨上的细小切屑及脱落的磨粒，这对磨削、深孔加工、自动线加工来说是十分重要的。

切削液的清洗能力与它的一层保护膜，或与金属化合形成钝化膜，对工件、机床、刀具都能起到很好透性、流动性及使用压力有关，同时还受到表面活性剂性能的影响。

（4）防锈作用：在切削液中加入防锈添加剂以后，可在金属材料表面上形成附着力很强的防锈、防蚀作用。

切削液中的添加剂与切削液的种类（1）切削液中的添加剂：添加剂是一些化学物质，可分为油性添加剂、极压添加剂、表面活性添加剂和其它添加剂。

1）油性添加剂：油性添加剂含有极性分子，能与金属表面形成牢固的吸附膜，在较低的切削速度下能起到较好的润滑作用。

油性添加剂有动物油、植物油、脂肪酸、胺类、醇类、脂类等。

2）极压添加剂：极压添加剂是含有硫、磷、氯、碘等的有机化合物，他们在高温下与金属表面起化学反映，形成能耐较高温度和压力的化学润滑膜。

此润滑膜能承受很高的压强，能防止金属界面直接接触，降低摩擦因数，保持良好的切削润滑条件。

3）表面活性剂：表面活性剂即乳化剂，具有乳化作用和油性添加剂的润滑作用。

前者使矿物油和水混合乳化，形成乳化液；后者吸附在金属表面上形成润滑膜。

什么是切削液

3．切削液的选用原则．（1）粗加工）
粗加工时，切削用量大，产生的切削热量多，粗加工时，切削用量大，产生的切削热量多，容易使刀具迅速磨损。此类加工一般采用冷却作用易使刀具迅速磨损。此类加工一般采用冷却作用为主的切削液，如离子型切削液或3％～％～5％为主的切削液，如离子型切削液或％～％乳化液。切削速度较低时刀具以机械磨损为主，切削速度较低时，刀具以机械磨损为主，宜选用润滑性能为主的切削液；润滑性能为主的切削液；速度较高时刀具主要是热磨损，速度较高时，刀具主要是热磨损，应选用冷却为主的切削液。主的切削液。硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，可以不用切硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，刀具耐热性好削液。如采用切削液，必须连续、充分浇注，削液。如采用切削液，必须连续、充分浇注，以免冷热不均产生热裂纹而损伤刀具。免冷热不均产生热裂纹而损伤刀具。
③、表面活性剂
表面活性剂是一种有机化合物，表面活性剂是一种有机化合物，它使矿物油微小颗粒稳定分散在水中，油微小颗粒稳定分散在水中，形成稳定的水包油乳化液。水包油乳化液。表面活性剂除起乳化作用还能吸附在金属表面，形成润滑膜，外，还能吸附在金属表面，形成润滑膜，起润滑作用。起润滑作用。
②、极压添加剂
主要利用添加剂中的化合物，主要利用添加剂中的化合物，在高温下与加工金属快速反应形成化学吸附膜形成化学吸附膜，工金属快速反应形成化学吸附膜，从而起固体润滑剂作用。体润滑剂作用。目前常用的添加剂中一般含氯硫和磷等化目前常用的添加剂中一般含氯、硫和磷等化合物。由于化学吸附膜与金属结合牢固，合物。由于化学吸附膜与金属结合牢固，一般在400℃～800℃高温仍起作用。硫与氯的般在 ℃ ℃高温仍起作用。极压切削油分别对有色金属和钢铁有腐蚀腐蚀作极压切削油分别对有色金属和钢铁有腐蚀作应注意合理使用。用，应注意合理使用。

第八章工件材料的切削加工性与切削液

第八章工件材料的切削加工性与切削液
8.1 工件材料的切削加工性 8.3 切削液及其合理选用
8.1 工件材料的切削加工性
8.1.1 切削加工性的相对性
工件材料的切削加工性是在一定切削条件，工件材料切削加工的难易程度。
比如：纯铁的粗加工容易，精加工时表面粗糙度很难达到要求；不锈钢在普通机床上加工容易，在自动化生产时因不断屑会使生产中断等等。
8.1.2 切削加工性的衡量指标
归纳为以下几种： ➢ 1.以刀具使用寿命衡量切削加工性
在相同的切削条件下，刀具使用寿命长，工件材料的切削加工性好。
2.以切削速度衡量切削加工性在刀具使用寿命T相同的前提下，切削某种材料允许的切削速度vT 高，切削加工性好；如取刀具使用寿命 T=60min，则vT可写作v60。
磨削速度高、温度高，热应力会使工件变形，甚至产生表面裂纹，且磨削产生的碎屑会划伤已加工表面和机床滑动表面。所以宜选用冷却和清洗性能好的水溶液或乳化液。但磨削难加工材料时，宜选用润滑性能好的极压切削油。
（5）封闭或半封闭容屑加工。钻削、攻丝、铰孔和拉削等需要切削液有较好的冷却、润滑及清洗性能，以减小刀-屑摩擦生热带走切屑，宜选用乳化液、极压乳化液和极压切削液。
8.3.2切削液的合理选用和使用方法
➢ 1、切削液的合理选用切削液的种类很多，性能各异，应根据工件材料、刀具
材料、加工方法和加工要求合理选用。一般选用原则如下：
（1）粗加工。选用冷却性能为主的切削液（如质量分数为3%～5%的乳化液），以降低切削温度。
硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液。在低速切削时，刀具以硬质点磨损为主，宜选用以润滑性能为主的切削油；高速度下切削时，刀具主要是热磨损，要求切削液油良好的冷却性能，宜选用水溶液和乳化液.

切削液的管理

杀菌剂或更换切削液细菌＞１０６，加入杀菌剂真菌用物理方法去除真菌或采用清洁剂／杀
水溶性切削液常见问题处理
水溶性切削液的常见问题
• 乳化液不稳定 • 细菌 • 皮肤问题 • 工件变色 • 腐蚀 • 起烟 • 泡沫 • 加工性能差
乳化液不稳定
细菌容易孽生
皮肤问题
混合液合成的液体 – 冷却效果好在以较高速度切削铁质材料时 – 可出去机器和工件上的油漆 – 在硬水中会产生粘性的、胶粘的杂质 – 可能对滑动板和可动部件起不到润滑作用
水溶液切削液
•摘要
– 水溶液是用水冲淡了的 (把它们加到水中去) – 可溶于水的乳化油由矿物油和乳化剂混合
而成
– 乳浊液由悬浮的、分散在水中的油滴构成 • 乳状液，油滴较大，含油较多 • 透明溶液的油滴较小，含油少
状况管理
防止污染 ↖切削
• 加速油液的氧化 • 影响加工表面光洁度和刀具寿命
↖其他润滑油
• 影响黏度稳定 • 降低加工油的有效浓度
↖润滑脂 ↖水份
• 降低润滑性和加工性能 • 引起锈蚀
状况管理
• 定期检查和测试分析 • 正确地取样
配套管理
• 过滤 • 加工工序 • 维护 • 检测
检测项目
• 外观 • 黏度
– 其它成分 – 脂肪酸盐, 硫酸盐, 非离子式乳化剂, 防腐剂, 防锈剂, 缓冲剂和防泡沫剂
– 这种产品有良好的防锈和润滑性能，符合环保要求和良好的稳定性
可溶于水的乳化油可能包含:
防腐剂消毒剂和/或杀菌剂防泡沫添加剂 EP 添加剂
乳剂 – 要和水混合
– 乳状因为乳化剂使油滴分散在水中，象蝌蚪样悬浮在水中，成为细小微粒
↖其他润滑油的混入,变质情况

青岛科技大学刀具切削期末考试题库

一、选择题91、在切削温度实验公式中背吃刀量指数最小的主要原因是A 背吃刀量增大摩擦系数减小B 背吃刀量增大传到刀具上的热量少C背吃刀量增大刀具的散热条件改善显著 D 背吃刀量增大切削变形减小92、增大前角对切削过程的影响是A 有利于减小切削力B有利于减小切削温度C有利于提高加工表面质量 D 有利于提高刀具耐用度93、规定刀具磨损限度的原则是A 硬质合金刀具比高速钢的大B硬质合金刀具比高速钢的小C 加工钢比加工铸铁大D加工钢比加工铸铁小94、切削液中加乳化剂的作用是A 起冷却润滑作用B 在金属表面形成保护膜C 抑制细菌繁殖D 防止形成泡沫95、极压添加剂是指A 在切削液中添加的一种润滑剂B 在切削液中添加的维持润滑膜强度的物质C 在切削液中添加的提高润滑膜抗压力的物质D 在切削液中添加的减少摩擦系数的物质96、切削液中加入硫、磷、氯等有机化合物的主要作用是A 提高切削液的冷却效果B提高切削液的润滑效果C 提高切削液的防腐能力D提高切削液高温高压下润滑能力97、评定材料切削加工性最主要的指标是A 切削温度的高低B刀具耐用度的长短 C 可获得的加工表面质量的高低 D 材料是否容易断屑98、影响材料切削加工性的主要因素是A 材料的化学成分B 材料的热处理状态C 材料的金相组织D材料的物理机械性能99、高锰钢难加工的主要原因是A 强度高、硬度大B 塑性、韧性高C加工硬化现象特别严重 D 导热系数小100、不锈钢难加工的主要原因是A强度高、硬度大B塑性、韧性高C易粘刀，产生积屑瘤，不易断屑D导热系数小，切削温度高101、评定已加工表面质量的最主要指标是A 加工表面硬化的深浅B 表面残余应力及其分布C表面粗糙度的高低 D 表面是否有积屑瘤102、降低已加工表面硬化层最有效的措施是A 减小进给量B 减少背吃刀量C 提高切削速度D增大前、后角103、刃倾角λs=―20°～―30°的车刀最宜用于A 一般钢件的粗加工B间断切削加工C 薄层切削精加工 D 要求增大前角的精加工104、车削细长轴时刀具几何角度选择的特点是：A主偏角为90° B 刃倾角为负C 后角较大D刀尖圆弧较小105、机床动力不足时切削用量选择的次序是A ap→f→VcB f→ap→VcC Vc→f→apD ap→Vc→f106、选择切削用量时，如受机床的功率限制，应优先选A 降低切削速度B 降低进给量C 降低背吃刀量D 降低刀具耐用度107、机床动力足够时切削用量选择的次序是A ap→f→VcB f→ap→VcC Vc→f→apD Vc→ap→f108、选择切削用量时，如受刀具耐用度限制，应优先A降低切削速度 B 降低进给量C 降低背吃刀量D 降低刀具耐用度109、ap、f选定后，切削速度确定的方法是A 按刀具耐用度计算允许的切削速度B 按刀具材料允许的最高切削速度确定C 按加工精度确定D 按机床现有的主轴转速计算决定110、保持切削面积不变的情况下，为减小切削力，切削用量选择的次序为A 尽可能加大背吃刀量减小进给量B尽可能加大进给量减小背吃刀量C尽可能用高速、大进给量、小背吃刀量D尽可能用高速、小进给量、大背吃刀量111、粗加工限制进给量提高的主要原因是A 机床动力B 工件刚性C 加工表面粗糙度要求D 刀片强度112、选择进给量f时应考虑到限制的因素有A 工件的刚性B 刀片的强度C 图纸规定的表面粗糙度D 机床进给量允许的范围113、选择背吃刀量ap时应考虑到限制的因素有A 机床的功率B 加工余量C 零件加工的尺寸精度D 零件加工的表面粗糙度114、提高切削用量的途径中最主要的方面是A 提高工件安装刚度B 选用新型高性能的刀具材料C 选用高转速的机床D 改善刀具几何参数115、影响可转位车刀角度的主要因素是A 刀片的角度B 刀槽的角度C 刀片夹紧的机构D 刀片的牌号116、可转位车刀刀槽设计时，需已知的参数是A 刀片的几何参数B车刀标注的独立角度 C 刀槽主剖面前角 D 刀槽切削刃剖面前角117、成形车刀标注前、后角规定的坐标平面是A 主剖面B 纵剖面C 进给剖面D 切深剖面118、成形车刀安装形成的工作前角变化规律是A 大直径处工作前角大，小直径处工作前角小B大直径处工作前角小，小直径处工作前角大C 工作前角不随工件直径变化 D119、圆形成形车刀安装要求（R=设计基准点半径，Ra=最前端刀刃半径）A刀刃截形设计基准点对准工件中心 B 最前端刀刃与工件中心等高C中心抬高H=R sin af D 中心抬高H=Ra sin af120、成形车刀后角的选择是根据A 成形车刀的类型B 成形车刀的材料C 成形车刀安装结构D 加工零件的材料121、当使用γf>0°、af=0°的成形车刀时，工件与刀具廓形的关系是A 刀具廓形深度大于工件的廓形深度B 刀具廓形深度小于工件的廓形深度C 刀具廓形深度等于工件的廓形深度D 不确定122、棱体成形车刀加工精度比圆形成形车刀精度高的原因是A 刀具加工精度高B 刀形容易检验C 加工双曲线误差少D 安装精度高123、圆形成形车刀刃磨前面调整的要求A 控制前角B控制后角 C 控制前角和后角 D 控制前面与中心的偏距124、成形车刀刃磨前面应控制的角度是A γoB γfC γo +a o Dγf +a f125、麻花钻主刀刃后角规定的测量平面是A 进给剖面B 端剖面C 主剖面D 圆柱剖面126、麻花钻主刀刃前、后角随直径变化的规律是A 从外缘到中心前角变大，后角变小B从外缘到中心前角变小，后角变大C 从外缘到中心前角变大，后角变大D从外缘到中心前角变小，后角变小127、普通麻花钻横刃主偏角的数值是A 0°B 45°C 55°D90°128、普通麻花钻横刃前、后角属于A 独立角度B派生角度C 刃磨角度 D 修磨后为独立角度129、普通麻花钻刃磨应控制的参数有A γo、ao、Kr、λsB γf、2φ、ψ、afC 2φ、ψ、afD 2φ、β、ψ、af130、工具厂出厂的铰刀需要研磨后才能使用，不是因为A 工具厂不知道用户铰什么配合的孔B 便于铰刀磨损后的改制C 不知铰孔的收缩量或扩张量D提高校正部分后刀面耐磨性131、拉削方式是指A 拉刀刀齿变化的方式B 拉刀切削厚度变化的方式C 拉削余量在刀齿上的分配方式D 拉刀刀齿负荷分配方式132、综合拉削方式的特点是？A 粗切齿用分块拉削，精切齿用分层拉削B 粗切齿用轮切拉削，精切齿用分层拉削C粗切齿用综合轮切，精切齿用分层拉削 D 粗切齿用综合轮切，精切齿用渐成拉削133、从圆孔拉出方孔，拉刀的切削图形宜选择A 同廓式B 渐成式C 轮切式D 综合轮切式134、拉削韧性大的材料，拉刀容屑槽宜选用的类型是A 直线齿槽B圆弧形齿槽 C 直线双圆弧形齿槽 D 大齿距的齿槽135、拉刀分屑槽深度（hk）与齿升量（af）的关系是A hk=afB hk>afC hk<>afD hk<af136、影响拉削力的主要因素是A 工件材料B 加工余量C 齿距D 工件长度137、成形矩形花键拉刀的前、后引导宜做成的形状分别是A 花键形，花键形B 圆柱形，花键形C 花键形，圆柱形D圆柱形，圆柱形138、用d=250mm、Z=20的端铣刀，选n=120rpm、Vf=480mm/min，则铣削每齿进给量A 0.1mm B0.2mm C 0.3mm D 0.4mm139、圆柱铣刀的前角定义在什么剖面测量A 主剖面B法剖面 C 进给剖面 D 切深剖面140、直槽圆柱铣刀的主偏角、刃倾角分别为A 0°、90°B 90°、0°C 0°、0°D 90°、90°141、铣削背吃刀量ap的测量方向是A 垂直于已加工表面测量B平行于刀轴方向测量 C 垂直于刀轴方向测量 D 垂直于加工表面测量142、圆柱铣刀后角定义在什么剖面内测量A主剖面 B 法剖面 C 进给剖面 D 切深剖面143、机用丝锥与手用丝锥的区别是A 机用丝锥为单支，手用丝锥为两或三支一组B 机用丝锥用于粗加工，手用丝锥用于精加工C 机用丝锥为圆柄，手用丝锥为方柄D 机用丝锥设计成不等径，手用丝锥设计成等径144、插齿刀用钝后刃磨的表面是A 前刀面B 齿顶后刀面C 两侧后刀面D 齿顶及两侧后刀面145、精磨淬火高速钢应选用的磨料是A 棕刚玉B 白刚玉C 黑碳化硅D 绿碳化硅146、粗磨硬质合金刀片，应选用的磨料是A 棕刚玉B 白刚玉C 黑碳化硅D 绿碳化硅147、砂轮粒度的新国家标准是A 粗磨料F4～F220，微粉F230～F1200 B粗磨料8#～F240#，微粉W60～W0.5C粗磨料F4～F220，微粉W60～W0.5 D 粗磨料8#～F240#，微粉F230～F1200 148、人造金刚石磨轮的浓度指A 金刚石含量所占的体积百分比B 金刚石含量所占的重量百分比C 每立方毫米体积中金刚石含有的重量D每立方厘米体积中金刚石含有的重量149、磨削过程可理解为A 磨粒负前角挤压、摩擦金属的过程B 磨粒对金属的切削、抛磨的复合过程C磨粒对金属的切削、刻划、抛光的复合过程D磨粒对金属的挤压、刻划、抛光的复合过程150、磨削烧伤的实质是指A 磨削表面高温引起的氧化B磨削表面高温引起金相组织的变化C 高温引起磨削表面的脱碳D 高温引起磨削表面变色151、磨削比是指A 单位时间磨去金属的体积B 单位时间磨轮消耗的体积C单位时间磨去金属的体积同砂轮磨耗体积之比 D 单位时间砂轮磨耗体积同磨去金属的体积之比第七章：工件材料切削加工性1、什么叫工件材料的切削加工性？什么是相对加工性？答：工件材料的切削加工性指材料用刀具进行切削加工的难易程度；相对加工性：以强度σb=0.637GPa，HBS=170～229的45#钢的V60为基准，记(V60)j，其他加工材料的V60与(V60)j比较，所获得的加工性。

切削液技术知识讲解

液切术技削切削液技术众所周知，切削液是金属切削加工的重要配套材料。

人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。

人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。

在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。

从1775年英国的约翰·威尔金森（J．wilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。

到1860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。

19世纪80年代，美国科学家就已首先进行了切削液的评价工作。

F·W·Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高对30%～40%的现象和机理。

针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢，切削液的主要作用是冷却，故提出“冷却剂”一词。

从那时起，人们把切削液称为冷却润滑液。

随着人们对切削液认识水平的不断提高以及实践经验的不断丰富，发现在切削区域中注入油剂能获得良好的加工表面。

最早，人们采用动植物油来作为切削液，但动植物油易变质，使用周期短。

20世纪初，人们开始从原油中提炼润滑油，并发明了各种性能优异的润滑添加剂。

在第一次世界大战之后，开始研究和使用矿物油和动植物油合成的复合油。

1924年，含硫、氯的切削油获得专利并应用于重切削、拉削、螺纹和齿轮加工。

刀具材料的发展推动了切削液的发展，1898年发明了高速钢，切削速度较前提高2～4倍。

1927年德国首先研制出硬质合金，切削速度比高速钢又提高2～5倍。

随着切削温度的不断提高，油基切削液的冷却性能已不能完全满足切削要求，这时人们又开始重新重视水基切削液的优点。

1915年成为优先选用的切削液用于重切1920年生产出水包油型乳化液，并于削。

1948年在美国研制出第一种无油合成切削液，并在20世纪70年代由于油价冲击而使应用提高。

切削液作用机理

切削液在金属切削过程中，正确使用切削液，可以减少切屑、工件与刀具的摩擦，降低切削温度和切削力，减缓刀具磨损。

切削液还可以减少刀具与切屑粘结，抑制积屑瘤和鳞刺的生长；减少已加工表面粗糙度值，减少工件热变形，保证加工精度和提高生产效率。

切削液的冷却作用：主要靠热传导带走大量的切削热，从而降低切削温度，提高刀具耐用度；减少工件、刀具的热变形，提高加工精度；降低断续切削时的热应力，防止刀具热裂破损等。

在切削速度高，刀具、工件材料导热性差，热膨胀系数较大的情况下，切削液的冷却作用尤显重要。

切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热、汽化热、汽化速度、流量、流速等。

水溶液的导热系数、比热比油大得多，故水溶液的冷却性能要比油类好。

乳化液介于两者之间。

金属切削时切屑、工件与刀具界面的摩擦可分为干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类。

如不用切削液（干切削），则形成金属与金属接触的干摩擦，此时摩擦系数较大。

如果在加切削液后，切削、工件与刀面之间形成完全的润滑油膜，金属直接接触面积很小或接近于零，则成为流体润滑。

流体润滑时摩擦系数很小。

但在很多情况下，由于切屑、工件与刀具界面承受载荷（压力很高），温度也较高，流体油膜大部分被破坏，造成部分金属直接接触（图3-34）；由于润滑液的渗透和吸附作用，部分接触面仍存在着润滑液的吸附膜，起到降低摩擦系数的作用，这种状态称之为边界润滑摩擦。

边界润滑摩擦时的摩擦系数大于流体润滑，但小于干切削。

金属切削中的润滑大都属于边界润滑状态。

切削液的润滑性能与其渗透性以及形成吸附膜的牢固程度有关。

在切削液添加含硫、氯等元素的极压添加剂后会与金属表面起化学反应，生成化学膜。

它可以在高温下（达400～800ºC）使边界润滑层保持较好的润滑性能。

切削液具有冲刷切削中产生的碎屑（如切铸铁）或磨粉（磨削）的作用。

清洗性能的好坏，与切削液的渗透性、流动性和使用的压力有关。

切削液的清洗作用对于磨削精密加工和自动线加工十分重要，而深孔加工时，要利用高压切削液来排屑。

切削液的介绍

添加剂
极压添加剂
矿物油与水乳化，形成稳定的乳化液添加剂，由极性（亲水）和非极性（亲油）组成。它除起乳化作用外还能吸附在金属表面形成润滑膜起润滑作用。
表面活性添加剂
切削液的选用
粗加工：切削用量大，产热多，应选用冷却性能好的切削液如离子型切削液或3%~5%乳化液
精加工：主要是减少工件表面粗糙度值和提高加工精度，应选用具有良好润滑性能的切削液。
水溶性
乳化液
切削液种类
油溶性
化学合成液切削油
热稳定性好，资源丰富，价格便宜
极压切削油
加入硫、氯、磷，显著提高润滑效果和冷却性。
切削液的添加剂
含硫、磷等有机化合物，高温下与金属表面反应形成化学润滑膜，比物理吸附膜耐高温。
油性添加剂
含有极性分子，能与金添加文字添加文字属表面形成牢固的吸附膜，在较低温度下起润滑作用。常见：动、植物油，脂肪酸、胺类、醇类、脂类。
冷却效果
导热系数比热汽化热汽化速度流量流速
冷却性：水>乳化液>油
切削液的作用
干切削，形成金属接触间的干摩擦，摩擦系数很大
加切削液实际切削
形成完全的润滑油膜，使金属直接接触面积很小，接近零，成流体润滑，摩擦系数变得很小
切屑、工件与刀具界面上承受较大的负荷和较高温，液体油膜大部分被破坏，金属直接接触成边界润滑摩擦
切削液的润滑作用取决于切削液渗透到刀具与工件、切屑之间形成润滑膜的吸附能力和摩擦系数大小。
切削液的作用
物理吸附膜：适用低速精加工切削液润滑膜化学吸附膜：吸附牢固耐高温高压、剪切强度低、润滑效果好

切削液的主要作用

切削液的主要作用
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在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最佳的经济效果，就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。要达到这些目的，一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状,如随着碳素钢、高速钢硬质合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具等，使金属切削的加工率得到迅速提高；另一方面采用性能优良的切（磨）削液往往可以明显提高切削效率，降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，取得良好和经济效益切削液作用有如下几方面：
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Hale Waihona Puke 冷却作用的好坏还与泡沫有关，由于泡沫内部是空气，空气的导热性差，泡沫多的切削液冷却效果会降低，所以一般含表面活性剂的合成切削液都加入了少量的乳化硅油，起到消泡作用。近年的研究表明，离子型水基切削液能通过离子的反应，迅速消除切削和磨削时由于强烈磨擦所产生的静电荷，合工件不产生高热，起到良好的冷却效果，这类离子型切削液已广泛用作高速磨削和强力磨削的冷却润滑液。
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切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响，渗透性能好的切削液，对刀刃的冷却速度快，切削液的渗透性能与切削液的粘度和浸润性有关。低粘度液体比高粘度液体渗透性能要好，油基切削液的渗透性能比水基切削液渗透性能要强，含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有所提高。切削液的浸润性能与切削液的表面张力有关，当液体表面张力大时，液体在固体的表面向周围扩张聚集成液滴，这种液体的渗透性能就差；当液体表面张力小时，液体在固体表面向周围扩展，固体－液体－气体的接触角很小，甚至为零，此时液体的渗透性能就好，液体能迅速扩展到刀具与工件，刀具与切屑接触的缝隙中，便可加强冷却效果。

切削液

科技名词定义中文名称：切削液英文名称：cutting fluid定义：为了提高切削加工效果(增加切削润滑，降低切削区温度)而使用的液体。

应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备（二级学科）；切削加工工艺与设备一般名词（三级学科）切削液（cutting fluid, coolant）是一种用在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，同时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、易稀释特点。

克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的毛病，对车床漆也无不良影响，适用于黑色金属的切削及磨加工，属当前最领先的磨削产品。

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、对环境不污染等特点。

一、切削液是金属切削加工的重要配套材料。

人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。

人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。

在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。

从1775年英国的约翰〃威尔金森（J．wilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。

到1860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。

19世纪80年代，美国科学家就已首先进行了切削液的评价工作。

F〃W〃Taylor发现并阐明了使用泵供给碳酸钠水溶液可使切削速度提高对30%～40%的现象和机理。

针对当时使用的刀具材料是碳素工具钢，切削液的主要作用是冷却，故提出“冷却剂”一词。

从那时起，人们把切削液称为冷却润滑液。

随着人们对切削液认识水平的不断提高以及实践经验的不断丰富，发现在切削区域中注入油剂能获得良好的加工表面。

8第八章切削液

吸附薄膜，润滑（低温）
低速精加工
2.极压添加剂
化学润滑膜，润滑（高温)
3.表面活性剂
水包油乳化液，润滑膜，润滑
四、切削液的选用
1. 从工件材料方面考虑 1）切削钢等塑性材料时，需用切削液。 2）切削铸铁、青铜等脆性材料时可不用切削液，其
作用不明显。
3）切削高强度钢、高温合金等难加工材料时，属高温高压边界摩擦状态，易选用极压切削油或极压乳化液，有时还需配置特殊的切削液。 4）对于铜、铝及铝合金，为得到较高的加工表面质量
注： 0-干切削 1-润滑性不强的水溶液 2-润滑性较好的水溶液 3-乳化液 4-极压乳化液 5-普通矿物油 6-煤油 7-极压切削油或动植物油与矿物油的复合油 8-含硫氯、氯磷或硫氯磷的极压切削油
五、切削液的使用方法 1.浇注法流速慢、压力低，难于直接渗透到高温度区，应尽量直接浇注到切削区。
渗透性：流体的表面张力、粘度及与金属的化学亲和力
润滑膜的强度：切削液的油性
3. 清洗性能
清洗粘附的碎屑和磨粉，减少刀具和砂轮的磨损，防止划伤工件的表面和机床导轨面。渗透性、流动性、使用压力与流量
4. 防锈性能
减小周围介质对机床、刀具、
工件的腐蚀。
切削液本身的成分
二、切削液的分类
水溶液—以水为主加入防锈剂或表面活性剂和油性添加剂。
切削油 —主要成分是矿物油，少数采用植物油
或复合油。普通车削、攻丝时，可选用机油。精加工有色金属或铸铁时，可选用煤油。
加工螺纹时，可选用植物油。
在矿物油中加入一定量的油性添加剂和极压添加剂，能提高其高温、高压下的润滑性能，可用于精铣、铰孔、攻丝及齿轮加工。
三、切削液的添加剂
1.油性添加剂

切削液

ห้องสมุดไป่ตู้
硬质合金用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和5-10%的钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达1000℃，具有优良的耐磨性能，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，尽可能使刀具均匀受热，否则会导致崩刃。在加工一般的材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件温升较高，使工件易产生热变形，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。硬质合金刀具价格较贵，所以从经济方面考虑，干切削也是不合算的。
切削液
切削液是金属切削加工的重要辅助性配套材
料。人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。人们在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。在古罗马时代，车削活塞泵的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。从1775年英国的约翰· 威尔金森（J．wilkinson）为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切削加工中的应用。到1860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。
（5）其它除了以上4种作用外，所使用的切削液应具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。
（3）硫含量切削油中硫来自两个方面。一个是加入的含硫极压剂，另一个是来自其他没有极压作用的含硫化合物，如基础油中原有的天然硫化物以及防锈剂、抗氧剂等。有效的硫只需很低含量(0.1%) 即可产生明显的极压效果。含硫极压剂对抑制积屑瘤特别有效，没有简单的方法能分别测出有极压性的硫和没有极压性的硫。所以很难仅仅依据其硫含量(特别是硫含量不高时)判断其极压性如何。不过多数切削液制造厂家在其产品说明书中都标明加入的极压剂硫含量。

切削液的使用及回收流程

切削液的使用及回收流程1. 切削液的介绍切削液是在机械加工过程中起到冷却、润滑和清洁作用的液体。

它通常由水和一定比例的润滑剂、防腐剂和杀菌剂组成。

切削液的正确使用可以提高加工效率、延长工具寿命，同时还能减轻加工过程中产生的噪音和振动。

2. 切削液的使用方式以下列点方式介绍了切削液的正确使用步骤： - 在使用切削液之前，先将工件和机床清洗干净，以确保切削液能够充分起到作用； - 根据加工要求和切削液的品牌推荐，将适量的切削液加入机床的切削液箱中； - 保持切削液的正常温度，需定期检查和维护切削液供应系统中的冷却器和加热器； - 在加工过程中，切削液要均匀喷洒到切削区域，以确保工具和工件表面保持良好的润滑效果； - 使用切削液后，及时清洗加工区域，避免切削液的残留。

3. 切削液的回收流程切削液的回收可以有效减少环境污染，并减少企业的成本支出。

下面介绍了切削液回收的一般流程： 1. 收集切削液：将使用过的切削液收集到特定的容器中，避免排放到环境中造成污染。

2. 预处理：对收集到的切削液进行粗处理，主要是去除其中的固体颗粒、杂质和废油。

3. 膜处理：将粗处理后的切削液通过膜分离技术进行进一步处理，去除其中的悬浮物和细菌。

4. 冷却器和加热器处理：对经过膜处理后的切削液进行冷却和加热，以满足加工过程中的要求。

5. 残液处理：将回收后的切削液中的残液进行处理，避免对环境造成污染。

6. 贮存和使用：对处理后的切削液进行贮存，并按照需要加入到机床的切削液箱中进行使用。

4. 切削液的回收优势•环境保护：切削液回收能够有效减少废液排放，减少对环境的污染。

•资源节约：回收切削液可以减少对新液体的需求，降低企业的成本支出。

•提高效率：回收后的切削液经过处理后，具有良好的润滑性能和冷却效果，可以提高加工效率和工件质量。

5. 切削液的维护与管理•定期检查切削液的浓度和PH值，及时调整和补充；•对切削液供应系统进行巡检和维护，确保其正常运行；•遵循使用切削液的操作规程，并对操作人员进行培训；•对废切削液进行分类和储存，以便于回收和处理。

第8章__切削液

用较好，适于精加工(如拉削和铰孔等)。
切削油 —有各种矿物油，如机械油、轻柴油、煤油等；
还有动、植物油，如豆油、猪油等；以及加入油性、极压添加剂配制的混合油。它主要起润滑作用。
普通车削、攻丝时，可选用机油。精加工有色金属或铸铁时，可选用煤油。加工螺纹时，可选用植物油。在矿物油中加入一定量的油性添加剂和极压添加剂，能提高其高温、高压下的润滑性能，可用于精铣、铰孔、攻丝及齿轮加工。
4.防锈作用
在切削加工过程中，如果切削液没有一定的防锈能力，工件在加工后或工序间存放期间会受到空气中的水分及腐蚀介质的侵蚀而产生化学腐蚀或电化学腐蚀，引起生锈，机床也同样会生锈。因此切削液必须具备较好的防锈性能。油基切削液一般都具备一定的防锈能力，如果工序间存放期不长，可以不加防锈剂，因为在切削油中加入石油磺酸钡等添加剂会使切削液的抗磨性能下降。要求防锈性好的切削油，可加0.1~0.2%的T746防锈剂，因加量少对切削液润滑性影响不大。铜、铝等有色金属可加入少量的金属减活剂就能起到很好的防腐作用。对于水基切削液，PH值的控制对其防锈性能影响很大。对钢、铁等黑色金属PH值在9~9.5的范围防锈效果最好，而对铜、铝等有色金属PH值在 7~8的范围较为合适。用水基切削液加工的工件在包装封存前的清洗防锈工艺十分重要，一般都要经过脱水防锈清洗后再涂防锈油。如工件的水及杂质微粒没清洗干净，即使用最好的防锈油也会很快生锈。由于清洗防锈工艺不当造成零件制品生锈的事故经常会发生。
机床或加工件生锈(水基切削液)
机床或加工件生锈(油基切削液)
加工精度下降
1) 冷却不充分或不均匀。 2) 切削液选型不合适。 3)加工液长时间没更换导致性能失效。 1) 切削油中含有活性硫极压剂。 2) 水基切削液PH值过高易产生氢氧化铜(铜绿)、氢氧化铝(铝表面白斑)。 1) 切削液的压力及流量太大，造成泡沫过多。 2) 消泡剂稳定性差，失效时间快。 3) 切削液腐败变质。 4) 铝镁合金加工时产生氢气。

第8章切削液

3.洗涤作用：当金属切削中产生碎屑(如切铸铁)或粉屑(如磨削)时，要求切削液具有良好的清洗作用。使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工区，以防它们相互粘结及粘附在工件、刀具和机床上妨碍加工过程的正常进行。清洗性能的好坏，与切削浓的渗透性、流动性和使用的压力有关。为了增强切削液的渗透性、流动性，往往加入剂量较大的表面活性剂和少量矿物油，用大的稀释比(水占95％—98％左右)制成乳化液或水溶液，可以大大提高其清洗效果。为了提高其冲刷能力，及时冲走碎屑及粉屑，在使用中往往给予一定的压力，并保持足够的流量。
切削液渗入的途径
见课本图8－1 1.前后刀面的毛细管现象 2.切屑和前刀面相对运动产生泵吸现象 3.第一变形区剪切面的渗透
边界润滑一般分为低温低压边界润滑、高温边界润滑、高压边界润滑和高温高压边界润滑四种。一般的切削油在200℃左右即失去其润滑能力，因此只适用于低温低压边界润滑摩擦。而在某些切削条件下，切屑、刀具界面间可达到600—1000℃左右的高温和1.5— 2.0GPa(150—200kgf／mm2)的高压，这就形成了高温高压边界润滑，或称极压润滑。
第二节
作用机理
1.冷却作用：在工件切削加工过程中，能及时而迅速的降低切削区的温度，即降低通常因摩擦引起的温升、冷却也影响切削效率，切削质量及刀具寿命。在刀具材料的耐热性较差、工件材料的热膨胀系数较大以及两者的导热性较差的情况下，切削液的冷却作用显得更为重要。切削液冷却性能的好坏，取决于它的导热系数、比热容、汽化热、汽化速度、流量、流速等。一般地说，水溶液的冷却性能最好，油类最差，乳化液介于两者之间而接近于水。切削液本身的温度对冷却效果影响很大。过高，冷却差；过小，粘度大，冷却差。

金属切削原理 (陈日瞿)提纲

金属切削原理与刀具习题与思考题第一章基本定义基本概念：主运动和进给运动、工件的三种表面切削用量三要素参考平面、参考系及关系主要标注角度(γo 、αo、κr 、κr’、λs，)定义及图示工作角度的定义、改变原因切削厚度切削宽度难点与重点：几何参数的基本定义，标注角度图示问题：1、在车床上切槽，使用定义分析其主运动和进给运动、工件的三种表面、刀具上的各刀面和刀刃；找出γo 、αo、αo’、κr 、κr’、λs，γn、αn、γf、αf、γP、αP；用公式描述进给过程中γoe 和αoe的变化规律。

2、列表表示车削内、外圆时选定点高、低于工件回转中心情况下刀具工作角度与标注角度、偏移距离之间的关系。

3、试分别画出主偏角为45o的外圆车刀车外圆和车端面时的所有标注角度。

4、试分别画出主偏角为45o的外圆车刀车外圆和车端面时的切削厚度和切削宽度。

5、车削外圆，其他条件不变，f或κr增大切削厚度怎样变化？a p或κr增大切削宽度怎样变化？6、刀刃上同一点的主剖面与法剖面之间的夹角是多少？为什么？7、车削外径36mm、中径33mm、内径29mm、螺距6mm的梯形螺纹时，若使用刀具前角γο=0o，左刃后角αfL=12o，右刃后角αfR=6 o。

试问左、右刃的工作前、后角是多少？8、半精车45钢外圆，试选择刀具材料牌号；车刀角度κr =75o，κr’=15o，γo=10o，αo=6o，λs=8o；试按制图标准标注刀具角度。

9、粗车HT200内圆，直径80mm，试选择刀具材料牌号；内圆车刀κr =45o，κr’=45o，γo=5o，αo=8o，λs=0o试标注刀具角度(符合制图标准)。

第二章刀具材料难点与重点：刀具材料应具备的性能常用刀具材料性能及应用问题：1、刀具材料是在什么条件下工作的？应具备哪些性能？2、对比高速钢和硬质合金性能指标。

3、常用高速钢有哪些型号？用在哪些场合？列举5种高速钢刀具。

4、常用硬质合金有哪几类？各有哪些常用牌号？其性能特点如何？加工钢料和加工铸铁、粗加工和精加工应如何选择硬质合金？为什么？5、简述YT 、YG两类硬质合金的牌号及应用范围；6、解释YT15 、YT30 、YG6、YG3牌号的含义。

切削液资料

在切削加工中，合理使用切削液，可以改善切屑、工件与刀具间的摩擦状况，降低切削力和切削温度，延长刀具使用寿命，并能减小工件热变形，抑制积屑瘤和鳞刺的生长，从而提高加工精度和减小已加工表面粗糙度。

所以，对切削液的研究和应用应当予以重视。

l 切削液的分类金属切削加工中常用的切削液可分为三大类：水溶液、乳化液、切削油。

1.水溶液水溶液的主要成分是水，它的冷却性能好，若配成液呈透明状，则便于操作者观察。

但是单纯的水容易使金属生锈，且润滑性能欠佳。

因此，经常在水溶液中加入一定的添加剂，使其既能保持冷却性能又有良好的防锈性能和一定的润滑性能。

2.乳化液乳化液是将乳化油用水稀释而成。

乳化油是由矿物油、乳化剂及添加剂配成，用95—98％水稀释后即成为乳白色或半透明状的乳化液。

它具有良好的冷却作用，但因为含水量大，所以润滑、防锈性能均较差。

为了提高其润滑性能和防锈性能，可再加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂，配制成极压乳化液或防锈乳化液。

3.切削油切削油的主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。

纯矿物油不能在摩擦界面上形成坚固的润滑膜，润滑效果一般。

在实际使用中常常加入油性添加剂、极压添加剂和防锈添加剂以提高其润滑和防锈性能。

动植物油有良好的“油性”，适于低速精加工，但是它们容易变质，因此最好不用或少用，而应尽量采用其他代用品，如含硫、氯等极压添加剂的矿物油。

、切削液的冷却作用切削液能够降低切削温度，从而可以提高刀具使用寿命和加工质量。

在刀具材料的耐热性较差、工件材料的热膨胀系数较大以及两者的导热性较差的情况下，切削液的冷却作用显得更为重要。

切削液冷却性能的好坏，取决于它的导热系数、比热容、汽化热、汽化速度、流量、流速等。

一般地说，水溶液的冷却性能最好，油类最差(表8—1)，乳化液介于两者之间而接近于水。

二、切削液的润滑作用金属切削时切屑、工件与刀具间的摩擦可分为干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类。

真正的干摩擦只发生在绝对清洁的摩擦表面间，这时摩擦系数很大。