切削液 ppt课件
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机械加工技术ppt课件
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第二节 切削力、切削热及切削液
(1)主切削力Fc 切削合力沿主运动方向的分力，垂直于基面， 又称切向力。其数值在一般情况下是分力中最大的，所做的 功最大，占总功率的95%~99 %，是计算机床动力和主传动 系统零件强度和刚度的主要依据。
(2)进给力Ff 切削合力沿进给运动方向上的分力，在基面内， 与进给方向即工件轴线方向平行，故又称进给抗力或轴向力。 进给力一般只消耗总功率的1%~5%，也是计算进给系统零件 强度和刚度的依据。
1返7 回
图2-5切削力的来源
1返8 回1返9 回 Nhomakorabea量、进给量和切削速度。合理选择切削用量与提高生产效率 有着密切的关系。 1.背吃刀量ap 背吃刀量又称为切削深度，是指工件上已加工表面和待加工 表面间的垂直距离，也就是每次进给时车刀切入工件的深度。
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第一节 切削运动和切削要素
车外圆时的切削深度(ap)可按下式计算:
ap
第一节 切削运动和切削要素
3.进给量f 进给量是指刀具或工件在进给运动方向上相对于工件或刀具
移动的距离，常用每转或每行程的位移量来表示。 车削时，进给量f为工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距
离。 钻削时，进给量了为钻头每转一转，钻头沿进给方向(轴向)
移动的距离。 铣削时，进给量用每齿进给量、每转进给量、进给速度表示。 进给量又分纵进给量和横进给量两种。 纵进给量是指沿车床身导轨方向的进给量。 横进给量是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。
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第一节 切削运动和切削要素
三、工件上形成的表面 在切削运动的作用下，工件上产生了3个不断变化的表面。 已加工表面:已经切去多余金属而形成的表面。 过渡表面:工件上切削刃正在切削的表面，并且是切削过程中
第二节 切削力、切削热及切削液
(1)主切削力Fc 切削合力沿主运动方向的分力，垂直于基面， 又称切向力。其数值在一般情况下是分力中最大的，所做的 功最大，占总功率的95%~99 %，是计算机床动力和主传动 系统零件强度和刚度的主要依据。
(2)进给力Ff 切削合力沿进给运动方向上的分力，在基面内， 与进给方向即工件轴线方向平行，故又称进给抗力或轴向力。 进给力一般只消耗总功率的1%~5%，也是计算进给系统零件 强度和刚度的依据。
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图2-5切削力的来源
1返8 回1返9 回 Nhomakorabea量、进给量和切削速度。合理选择切削用量与提高生产效率 有着密切的关系。 1.背吃刀量ap 背吃刀量又称为切削深度，是指工件上已加工表面和待加工 表面间的垂直距离，也就是每次进给时车刀切入工件的深度。
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第一节 切削运动和切削要素
车外圆时的切削深度(ap)可按下式计算:
ap
第一节 切削运动和切削要素
3.进给量f 进给量是指刀具或工件在进给运动方向上相对于工件或刀具
移动的距离，常用每转或每行程的位移量来表示。 车削时，进给量f为工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距
离。 钻削时，进给量了为钻头每转一转，钻头沿进给方向(轴向)
移动的距离。 铣削时，进给量用每齿进给量、每转进给量、进给速度表示。 进给量又分纵进给量和横进给量两种。 纵进给量是指沿车床身导轨方向的进给量。 横进给量是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。
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第一节 切削运动和切削要素
三、工件上形成的表面 在切削运动的作用下，工件上产生了3个不断变化的表面。 已加工表面:已经切去多余金属而形成的表面。 过渡表面:工件上切削刃正在切削的表面，并且是切削过程中
第一章-铣削的基本知识PPT课件
§1-1 铣床简介
1
一、机床型号
1.机床型号编制方法
2
2. 机床的类代号
我国现将机床按工作原理划分为11 类，机床的类 代号用大写的汉语拼音字母表示，铣床的类代号是 “Ｘ”，读作“铣”。
3
3. 机床的通用特性代号
4
4. 机床的组、系代号
将每类机床划分为１０ 个组， 每个组又划分为10 个系（系列）。
27
2. 各类铣刀尺寸规格的标注
（1）圆柱形铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等，都 以外圆直径× 宽度× 内孔直径来表示。
（2）立铣刀、键槽铣刀等一般只以其外圆直径作 为其尺寸规格的标记。
（3）角度铣刀、半圆铣刀等，一般以外圆直径× 宽度× 内孔直径× 角度（或圆弧半径）表示。
28
四、铣刀主要部分的名称和几何角度
20
二、铣刀的分类
1. 按铣刀切削部分的材料分类
按铣刀切削部分的材料分类，可分为高速钢铣刀、 硬质合金铣刀、高速钢和硬质合金涂层铣刀及金刚石、 陶瓷、立方氮化硼等超硬材料制造的铣刀。
铣刀的分类
21
2. 按铣刀刀齿的结构分类
尖齿与铲齿铣刀的刀齿截面 ａ) 尖齿铣刀 ｂ) 铲齿铣刀
22
3. 按铣刀的用途分类
4. 铣削宽度ae
铣削宽度ae是指在垂直于铣刀轴线方向、工件进 给方向上测得的切削层尺寸，单位为mm。
40
周铣与端铣时的铣削用量
ａ) 周铣 ｂ) 端铣
41
三、铣削的方法和方式
1. 铣削的方法
（1）周边铣削
周铣
42
（2）端面铣削
端铣
43
（3）周边—端面铣削
周边—端面铣削
44
在立式铣床上进行加工时不同的铣削方法
1
一、机床型号
1.机床型号编制方法
2
2. 机床的类代号
我国现将机床按工作原理划分为11 类，机床的类 代号用大写的汉语拼音字母表示，铣床的类代号是 “Ｘ”，读作“铣”。
3
3. 机床的通用特性代号
4
4. 机床的组、系代号
将每类机床划分为１０ 个组， 每个组又划分为10 个系（系列）。
27
2. 各类铣刀尺寸规格的标注
（1）圆柱形铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等，都 以外圆直径× 宽度× 内孔直径来表示。
（2）立铣刀、键槽铣刀等一般只以其外圆直径作 为其尺寸规格的标记。
（3）角度铣刀、半圆铣刀等，一般以外圆直径× 宽度× 内孔直径× 角度（或圆弧半径）表示。
28
四、铣刀主要部分的名称和几何角度
20
二、铣刀的分类
1. 按铣刀切削部分的材料分类
按铣刀切削部分的材料分类，可分为高速钢铣刀、 硬质合金铣刀、高速钢和硬质合金涂层铣刀及金刚石、 陶瓷、立方氮化硼等超硬材料制造的铣刀。
铣刀的分类
21
2. 按铣刀刀齿的结构分类
尖齿与铲齿铣刀的刀齿截面 ａ) 尖齿铣刀 ｂ) 铲齿铣刀
22
3. 按铣刀的用途分类
4. 铣削宽度ae
铣削宽度ae是指在垂直于铣刀轴线方向、工件进 给方向上测得的切削层尺寸，单位为mm。
40
周铣与端铣时的铣削用量
ａ) 周铣 ｂ) 端铣
41
三、铣削的方法和方式
1. 铣削的方法
（1）周边铣削
周铣
42
（2）端面铣削
端铣
43
（3）周边—端面铣削
周边—端面铣削
44
在立式铣床上进行加工时不同的铣削方法
切削液培训资料
硬质合金刀具：10％～20％极压乳化液 或 硫化切 削油
切削液的选用
－磨削加工
➢ 磨削：磨削区域温度较高(800~1000℃)，易引起工 作表面局部烧伤；磨削热应力易使工件变形，产生 裂纹；影响表面质量。
➢ 选用要求：良好冷却性和润滑性，一定清洗性和防 锈性。
对应于
➢ 一般磨削－3％～5％合成乳化液 ➢ 精磨削－H-1精磨液 或 5％～10％乳化液 ➢ 超精磨－98％煤油与2％石油磺酸钡混合液 或 含氯极压
切削油 ➢ 难加工材料－极压乳化液 或 极压切削油 ➢ 磨齿磨螺纹－低黏度矿物油 或 极压切削油
切削液选用参考
结束
精加工 铜及合金和铝及合金－ 10％～20％乳化 液 或 煤油 或 50％煤油及L-AN10
精加工 铸铁－7％～10％乳化液 或 煤油
切削液的选用
－半封闭加工
半封闭加工如：深孔钻、拉削、攻内螺纹等
刀具半封闭下工作，排屑困难，切削热无法 传出，易烧损刀刃，工件加工表面粗糙。
选用要求：良好的润滑性，一定的冷却性和 清洁性
少切削力、延长刀具寿命、获得较 小加工表面粗糙度
切削液的种类
－水溶性切削液
2.乳化液
➢ 组成：水＋乳化油 搅拌 乳白色液体 ➢ 低浓度时以冷却为主，用于粗加工和普
通磨削加工
➢ 高浓度时以润滑为主，用于精加工和复 杂刀具加工
➢ 细分为：防锈、清洗、极压和透明乳化 液4种
切削液的种类
－水溶性切削液
3.水溶液
高温润滑性，较高化学稳定性 涂抹法涂于刀具表面 有效抑制积屑瘤、减小切削力、延长刀
具寿命、减小加工表面粗糙度
切削液添加剂
1.油性添加剂——使金属加工处于边界润滑状态。 用于低速精加工
切削液的选用
－磨削加工
➢ 磨削：磨削区域温度较高(800~1000℃)，易引起工 作表面局部烧伤；磨削热应力易使工件变形，产生 裂纹；影响表面质量。
➢ 选用要求：良好冷却性和润滑性，一定清洗性和防 锈性。
对应于
➢ 一般磨削－3％～5％合成乳化液 ➢ 精磨削－H-1精磨液 或 5％～10％乳化液 ➢ 超精磨－98％煤油与2％石油磺酸钡混合液 或 含氯极压
切削油 ➢ 难加工材料－极压乳化液 或 极压切削油 ➢ 磨齿磨螺纹－低黏度矿物油 或 极压切削油
切削液选用参考
结束
精加工 铜及合金和铝及合金－ 10％～20％乳化 液 或 煤油 或 50％煤油及L-AN10
精加工 铸铁－7％～10％乳化液 或 煤油
切削液的选用
－半封闭加工
半封闭加工如：深孔钻、拉削、攻内螺纹等
刀具半封闭下工作，排屑困难，切削热无法 传出，易烧损刀刃，工件加工表面粗糙。
选用要求：良好的润滑性，一定的冷却性和 清洁性
少切削力、延长刀具寿命、获得较 小加工表面粗糙度
切削液的种类
－水溶性切削液
2.乳化液
➢ 组成：水＋乳化油 搅拌 乳白色液体 ➢ 低浓度时以冷却为主，用于粗加工和普
通磨削加工
➢ 高浓度时以润滑为主，用于精加工和复 杂刀具加工
➢ 细分为：防锈、清洗、极压和透明乳化 液4种
切削液的种类
－水溶性切削液
3.水溶液
高温润滑性，较高化学稳定性 涂抹法涂于刀具表面 有效抑制积屑瘤、减小切削力、延长刀
具寿命、减小加工表面粗糙度
切削液添加剂
1.油性添加剂——使金属加工处于边界润滑状态。 用于低速精加工
金属加工液培训资料(PPT 45页)
５．长时间停机——细菌大量繁殖 ➢PH值降低 ➢加工件出现锈蚀 ➢机床导轨出现锈蚀
６，机床接地不好——加工件出现大面积锈蚀 ➢机床导轨出现大面积锈蚀
７．水质过硬——钙镁离子含量高 ➢切削液出现浮皂 ➢加工件出现锈蚀
细菌是如何滋长的？
细菌如果没有控制好的话，它们能以很快的速度繁 殖。并发生化学变化，使得乳化液变酸，破坏稳定 性，甚至使金属加工液失去效果。 细菌靠吃金属加工液内的脂肪、腐蚀抑制剂及乳化 剂等成分生存。
2 ．根据刀具材料选择
1）工具钢刀具 2）高速钢刀具 3）硬质合金刀具
3 ．根据工件材料选择
1） 加工一般材料时： ➢粗加工以减小切削力和刀具磨损为主，选用水基切削液。 ➢精加工以改善工件表面光洁度为主(如切削油) ➢低速切削应选用润滑性好的切削液（如切削油、高浓度的水 基切削液）。 2） 加工难加工材料时： ➢选用极压型润滑剂。
机械设备用的润滑油渗漏至金属加工液表面， 使金属加工液和空气隔离，它减少了金属加工液内 的氧含量，并且产生了适合细菌生长的有利条件， 因此，也会大量产生细菌。
细菌的种类
细菌通常有好氧菌和厌氧菌两大类
如果长时间停机， 切削液就不能及时与空气充分接触，
水基切削液的分类（加水使用） 1）乳化液 2）微乳化液 3）合成切削液
３、金属加工液的组成
金属加工液 ＝
基础油
＋
添加剂
４、油基和水基切削液的组成
基础油 油性添加剂 极压添加剂 防锈剂 铜合金防蚀剂 抗氧化剂 消泡剂
矿物油 乳化液 防锈剂 极压添加剂 消泡剂 防腐杀菌剂 稳定剂
四、油基与水基切削液功能区别
1．直接补加水——切削液浓度过低 ➢切削液浓度降低 ➢加工件产生锈蚀。
２．随意添加浓缩液——切削液浓度过高 ➢皮肤过敏 ➢泡沫过大 ➢清净性过好
６，机床接地不好——加工件出现大面积锈蚀 ➢机床导轨出现大面积锈蚀
７．水质过硬——钙镁离子含量高 ➢切削液出现浮皂 ➢加工件出现锈蚀
细菌是如何滋长的？
细菌如果没有控制好的话，它们能以很快的速度繁 殖。并发生化学变化，使得乳化液变酸，破坏稳定 性，甚至使金属加工液失去效果。 细菌靠吃金属加工液内的脂肪、腐蚀抑制剂及乳化 剂等成分生存。
2 ．根据刀具材料选择
1）工具钢刀具 2）高速钢刀具 3）硬质合金刀具
3 ．根据工件材料选择
1） 加工一般材料时： ➢粗加工以减小切削力和刀具磨损为主，选用水基切削液。 ➢精加工以改善工件表面光洁度为主(如切削油) ➢低速切削应选用润滑性好的切削液（如切削油、高浓度的水 基切削液）。 2） 加工难加工材料时： ➢选用极压型润滑剂。
机械设备用的润滑油渗漏至金属加工液表面， 使金属加工液和空气隔离，它减少了金属加工液内 的氧含量，并且产生了适合细菌生长的有利条件， 因此，也会大量产生细菌。
细菌的种类
细菌通常有好氧菌和厌氧菌两大类
如果长时间停机， 切削液就不能及时与空气充分接触，
水基切削液的分类（加水使用） 1）乳化液 2）微乳化液 3）合成切削液
３、金属加工液的组成
金属加工液 ＝
基础油
＋
添加剂
４、油基和水基切削液的组成
基础油 油性添加剂 极压添加剂 防锈剂 铜合金防蚀剂 抗氧化剂 消泡剂
矿物油 乳化液 防锈剂 极压添加剂 消泡剂 防腐杀菌剂 稳定剂
四、油基与水基切削液功能区别
1．直接补加水——切削液浓度过低 ➢切削液浓度降低 ➢加工件产生锈蚀。
２．随意添加浓缩液——切削液浓度过高 ➢皮肤过敏 ➢泡沫过大 ➢清净性过好
切削液的管理基础知识
纯油性与水溶性切削液
• 纯油性切削液
↖直接使用 ↖管理相对容易 ↖寿命较长
• 水溶性切削液
↖加入水中使用 ↖特别需要良好的管理 ↖使用管理对寿命影响较大
纯油的管理
• 油性切削液可以直接使用,受温度变化影响
小,正常使用中不容易变质….
↖那一定很容易管理吧?
纯油加工液的管理要点
• 储存 • 机床的准备 • 状况监控 • 配套管理 • 使用安全 • 废液处理
▪用冷却液不一定就很理想
润滑
▪ 减少下列元素之间的摩擦 ▪ 切削刀具和切屑 ▪ 切削刀具和工件
▪ 减少积屑瘤 (BUE) ▪ 提高表面光洁度
金属切削液的功能
摘要
冷却降温 润滑机床活动的零部件 冲走切屑 防止零件和装备腐蚀
切削液种类
水溶液切削液
水可乳化油 半合成液 合成液
可溶于水的乳化油
– 原始成分 - 油和乳化剂，乳化剂可使油分散 到水中去
✓理想的水质对切削液的性能起着非常重
要的作用！
项目
较理想的水质 影响
细菌
无
影响切削液寿命
PH
６.５—７.５
对稀释液ＰＨ值有影
响
硬度
５０—１５０ppm
过低容易造成起 泡．过高会导致腐蚀， 乳化液分离，形成皂 体／浮渣的危险
水溶性切削液的配制
• 必须将原液加到水中
水溶性切削液的配制
• 混合方式 ✓机械式 ✓自动式
水基切削液
• 摘要 ( 续上)
– 盐和酸可使乳浊液磨耗. – 半合成液，天然和合成乳化液的混合物. 有更高的乳化液
稳定性 – 合成的切削液不含油, 由有机物和无机物加水的混合物
切削液管理的好处
机械制造工艺-切削温度与切削液
• 极压切削油是在矿物油中添加氯、硫、磷等极压添加剂配制而成
固体润滑剂
• 二硫化钼（MoS2）石墨
3、切削液的选用
根据加工性质选用
粗加工 选择以冷却作用为主的乳化液或合成切削液 精加工 选用润滑性能较好的极压切削油或高浓度极压乳化液 半封闭式加工 选用黏度较小的极压乳化液或极压切削油，并加大切削液的压力和流量
浇注法
高压冷却
目总录 结 \ CONTENTS
01 切 削 温 度 02 切 削 液
— 切削温度与切削液—
感谢观看
4、使用切削液的注意事项
（1）油状乳化油必须用水稀释后才能使用。 乳化液会污染环境，尽量选用环保型切削液
（2）切削液应浇注在过渡表面、切屑和前刀 面接触的区域
（3）用硬质合金车刀一般不加切削液。如果 使用切削液，必须从开始就连续充分浇注
（4）控制好切削液的流量 （5）加注切削液可以采用浇注法和高压冷却法
根据工件材料选用 根据刀具材料选用
钢件 粗加工时选乳化液；精加工时选硫化乳化液 铸铁、铸铝 一般不用切削液。在精加工时，可选用润滑性好、黏度小的煤油或7%～10%的乳化液 有色金属或铜合金 不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。加工镁合金时，不能用切削液，以免燃烧起火 难加工材料(如不锈钢、耐热钢)选用 10%～15%的极压切削油或极压乳化液 高速钢刀具 粗加工选用乳化液；精加工钢件时，选用极压切削油或浓度较高的极压乳化液 硬质合金刀具 为避免刀片因骤冷或骤热而产生崩裂，一般不使用冷却润滑液。如果要使用，必须连续充分
1 合理选择刀具材料和刀具几何角度 2 合理选择切削用量
3 适当选择和使用切削液
目录 \ CONTENTS
01 切 削 温 度 02 切 削 液
机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理
工艺系统刚性差—大主偏角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
切削液基础知识
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• 切削液基础知识
（二）、油性剂
1、高级脂肪酸类：棕榈酸、油酸、二聚酸、蓖麻油酸、妥 尔油脂肪酸等
2、高级醇类：油醇、C16-18支链醇等 3、脂肪酸酯：油酸甲酯，油酸异丙酯，三羟甲基丙烷油酸
酯，聚戊四醇油酸酯，偏苯三酸酯，二聚/四聚/六聚蓖 麻油酸酯、聚醚酯、多元醇酯、氧化酯及一些特种酯等 4、烷基胺：油酸烷醇酰胺，蓖麻油马来酰胺，含氮杂环硼 酰胺等
微乳化切削液一
8.0% 15.0% 20.0% 2.0% 0.1-0.2% 余量 黄色透明 半透明 9.32 1级 0级 轻微异味 ，少许浮皂产生
微乳化切削液二 8.0%
15.0% 20.0% 2.0% 0.1-0.2% 余量 黄色透明 半透明 9.41 1级 0级 无异味
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•添加前
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•添加后
• 切削液基础知识
（2）硅氧烷酮NEUF815在磨具铝加工液中的应用
•添加前
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•添加后
• 切削液基础知识
• 切削液基础知识
（2）硅氧烷酮NEUF815缓蚀机理
•H
• •O
•H
•H •O
O •C •R
•O •O
•Si •O •H •O
•R •C •O •Si •SO •H •O
•O
•Al
•O
•H
•SO3H
•铝氧化物层
•铝合金
•- H2O
•H
•H
•O
同时要求具有：
v 抗硬水好 v 不变质发臭 v 和切削的迅速分离性 v 不沉积在加工工具上，不腐蚀工具等
切削加工课件
切削力 Fc：在主运动方向上的分力，它切于加工表面，
并与基面垂直。Fc 用于计算刀具强度，设计机床零件、 确定机床功率等。进给力 Ff：在进给运动方向上的分力， 它处于基面内与进给方向相反。Ff 用于设计机床进给机 构和确定进给功率等。
背向力 Fp：在垂直于工作平面上的分力，它处于基面 内并垂直于进给方向。Fp 用来计算工艺系统刚度等， 它也是使 工件在切削过程中产生振动的力。
第五章 切削加工
◆ 5.1 概述 ◆ 5.2切削基本原理 ◆ 5.3切削液
5.1 概述
1. 了解切削加工的分类及特点。 2. 掌握切削运动和切削用量的相关知识。
●切削加工的特点 。 ●切削运动及切削用量相关概念。
一、 切削加工的分类
切削加工就是利用切削工具从工件上切除多余材料，使工 件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方式。任何切 削加工都必须具备三个基本条件：切削工具、工件和切削运动。 按照切削加工工具的不同，可将切削加工分为传统式切削以及 非传统式切削，具体说明如下：
② 黏结磨损 由于刃口黏结的积屑瘤脱落时，撕落刀具表 面的材料所引起。刀具表面刃磨质量越差，越会加剧 黏结磨损。
③ 扩散磨损 由于切削的剪力作用，使刀具表面的原子由 一晶格点移动到另一晶格点所造成。扩散磨损是硬质 合金刀具主要磨损原因之一。
④ 氧化磨损 由于切削所产生的高温，使刀具中的碳化物 氧化，导致刀具硬度降低所造成。
(1) 前角γO（前面与基面间的夹角）
前角是位于前刀面上的刀尖后方，主要作用为控制切 屑的流动，如图5-6所示。前角可由正值变化至负值， 正前角可使排屑顺畅，切削作用力小，但太大的正前 角会形成尖锐的刀尖，容易磨损或崩裂；负前角具有 较强的切刃，刃口强度大，切削作用力大，适合切削 高强度的材料，但其排屑不顺。一般而言，工件硬度 高、刀具硬而脆者，前角应小；反之，则大。图5-7所 示为正前角及负前角的切削情形。
切削液及其选用
金属切削加工
切削液及其选用
在切削时合理使用切削液，可以有效地减小切削力和降 低切削温度，改善刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦状态， 从而防止工件热变形和改善了工件已加工表面质量，延长刀 具寿命，降低了动力消耗。
1.1切削液的作用
1．冷却作用—— 2．润滑作用—— 3．排屑和洗涤作用—— 4．防锈作用——
1.1切削液的作用
3．排屑和洗涤作用——在金属切削中，为了防止碎屑、 铁锈及磨料细粉粘附在工件、刀具和机床上，影响工件已加工 表面质量和机床的加工精度，要求切削液具有良好的冲刷和清 洗作用。如磨削、钻削、深孔加工和自动化生产中，可利用浇 注或高压喷射切削液来排除切屑或引导切屑流向，并冲洗散落 在机床及工具上的细屑与磨粒。
（3）合成切削液——是国内外推广使用的一种高性能切削液。它是 由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成。具有良好的冷却、润滑、清 洗和防锈性能，还有热稳定性好和使用周期长等特点。合成切削液中不 含油，可节省能源，利于环保，国内、外使用都很多。
2．油溶性切削液
（1）切削油——切削油中有矿物油、动植物油和复合油 （矿物油与动植物油的混合油），其中常用的是矿物油（机械 油、轻柴油和煤油等）。
轻柴油的特点是，热稳定性好，资源丰富，价格便宜， 但润滑性较差，它主要用于切削速度较低的精加工、有色金属 加工和易切钢的加工；
机械油的润滑作用较好，故在普通精车、螺纹精加工中 使用甚广；
煤油的渗透作用和冲洗作用均较突出，故在精加工铝合 金、精刨铸铁和用高速钢铰刀铰孔中，均能减小加工表面粗糙 度和提高刀具寿命。
1.1切削液的作用
1．冷却作用——切削液浇注在切削区域内，利用切 削液的热传导、对流和汽化等方式，把切屑、工件和刀具 上的热量带走，降低了切削温度和减小工艺系统热变形， 减少了刀具磨损。
切削液及其选用
在切削时合理使用切削液，可以有效地减小切削力和降 低切削温度，改善刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦状态， 从而防止工件热变形和改善了工件已加工表面质量，延长刀 具寿命，降低了动力消耗。
1.1切削液的作用
1．冷却作用—— 2．润滑作用—— 3．排屑和洗涤作用—— 4．防锈作用——
1.1切削液的作用
3．排屑和洗涤作用——在金属切削中，为了防止碎屑、 铁锈及磨料细粉粘附在工件、刀具和机床上，影响工件已加工 表面质量和机床的加工精度，要求切削液具有良好的冲刷和清 洗作用。如磨削、钻削、深孔加工和自动化生产中，可利用浇 注或高压喷射切削液来排除切屑或引导切屑流向，并冲洗散落 在机床及工具上的细屑与磨粒。
（3）合成切削液——是国内外推广使用的一种高性能切削液。它是 由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成。具有良好的冷却、润滑、清 洗和防锈性能，还有热稳定性好和使用周期长等特点。合成切削液中不 含油，可节省能源，利于环保，国内、外使用都很多。
2．油溶性切削液
（1）切削油——切削油中有矿物油、动植物油和复合油 （矿物油与动植物油的混合油），其中常用的是矿物油（机械 油、轻柴油和煤油等）。
轻柴油的特点是，热稳定性好，资源丰富，价格便宜， 但润滑性较差，它主要用于切削速度较低的精加工、有色金属 加工和易切钢的加工；
机械油的润滑作用较好，故在普通精车、螺纹精加工中 使用甚广；
煤油的渗透作用和冲洗作用均较突出，故在精加工铝合 金、精刨铸铁和用高速钢铰刀铰孔中，均能减小加工表面粗糙 度和提高刀具寿命。
1.1切削液的作用
1．冷却作用——切削液浇注在切削区域内，利用切 削液的热传导、对流和汽化等方式，把切屑、工件和刀具 上的热量带走，降低了切削温度和减小工艺系统热变形， 减少了刀具磨损。
《切削加工润滑》幻灯片PPT
由于被切削金属的塑性变形区〔图3-1 A区〕，切屑底面与刀具 前刀面接触摩擦区〔图3-1 B区〕，以及刀具后刀面与已加工外表接触 摩擦区(图3-1 C区)。
切削过程的摩擦是由内摩擦和外摩擦组成。
切削塑性金属时，第一变形区和第二变形区是切削热的主要来源； 切削脆性金属时，第三变形区是切削热的主要来源。
一、油基切削液
油基切削液又叫切削油，一般润滑性 良好，但冷却性能比水基切削液稍差。在用 高速钢刀具切削而且切削速度较慢的时候采 用油基切削液，能延长刀具寿命，降低工件 外表粗糙度值。
但是，如果用在高速和重切削等加工过 程中，因剧烈地冒烟而恶化环境卫生，甚至 有引起火灾的危险。由于油的飞溅和散落也 加剧了对环境的污染等。以往切削油多以菜 籽油、豆油、猪油等作原料，因为这些油安 定性差而且价格贵，所以现在都是以矿物油 作原料。这一类油可分为矿物油、脂肪油、 混合油和极压油。
所谓金属切削过程就是由机床提供必要的 运动和动力的条件下，用刀具(或磨具)切除 〔或磨削)坯件上多余的金属，从而获得形 状，精度及外表质量都符合要求的工件的
图3-1 切削过程示意图
[A]为第一变形区，又称剪切区，在该区发生金属的剪切 变形。此区域存在切削变形的问题。
[B]为第二变形区，即是切屑和刀具前刀面发生摩擦的区 域，在此区域存在着摩擦、润滑和磨损的问题。
切削液的作用机理是切削液必须浸透到切削刃 部位，其浸透途径通常由刀背部浸入，流到刀具 的两侧，进而从测面扩散，渗透到刀尖区。润滑 作用是:
①刀具前刀面常常依靠氯化物、硫化物等极压剂 形成的固体润滑膜来起作用；
②减少切屑接触长度，改善刀具前刀面的润滑状 态，使剪切角增大和切削力减小。
③在切削加工中，金属外表因受应力作用而产 生许多细微裂缝，这时切削液的极性物质能迅速 被吸附和渗入到这些微小的裂缝中，使其外表能 降低，这就是所谓“硬度降低〞的作用。
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3、车削有色金属或铜合金时，不宜采用含硫的切削液， 以免腐蚀工件。
4、车削镁合金时，不能采用切削液，以免燃烧起火。 必要时，可用压缩空气冷却。
5、车削难加工材料，如不锈钢，耐热钢等，应选用极
压切削油或极压乳化液。
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切削液的选用
－根据刀具材料
高速工具钢刀具粗车碳素钢—3％～5％乳化 液或合成切削液
第一单元 车削的基本知识
课题六 切削液
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1
切削液
为什么使用切削液？
➢ 降低切削温度
➢ 减少刀具磨损
➢ 提高刀具耐用度
➢ 改善加工表面质量
➢ 保证加工精度
➢ 提高生产率
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2
切削液的作用
冷却作用
润滑作用
作 用
冲洗作用
（防锈作用）
主要作用 辅助作用
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3
切削液的种类
－水溶性切削液
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10
切削液的选用
－原则
改善材料切削加工性能 改善操作性能 经济效益及费用考虑 劳动安全卫生
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切削液的选用
－指导方针
根据加工性质、工艺特点、工件和刀具材料 等具体条件来合理选用。
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12
切削液的选用
－粗加工
粗加工时产生大量的热，刀具易磨损，切削液 应以冷却作用为主。 这时可选用乳化液。
高速工具钢刀具粗车合金和铜－5％～7％乳 化液
高速钢刀具精车碳钢－浓度较高的极压切削 油或浓度较高(10％～20％)极压乳化液
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切削液的选用
－根据刀具材料
硬质合金刀具切削加工时为避免刀片骤冷或 骤热而崩裂一般不使用冷却液。
但为使加工精度进一步提高：
硬质合金刀具精加工 碳素钢－可以选用 10 ％～25％乳化液 或 10％～20％极压乳化液
加工表面粗糙度，延长刀具寿命。
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切削液添加剂
1.油性添加剂——使金属加工处于边界润滑状态。 用于低Байду номын сангаас精加工
2.极压添加剂——维持、加强切削液润滑膜强度。 用于切削难加工金属
3.表面活性剂——使矿物油和水乳化，形成稳定的 乳化液。
还有：防锈添加剂、抗泡沫添加剂、防霉添加剂等
根据具体要求，可综合加入多种添加剂，效果更好
油）
矿物油包括：
➢ 轻柴油：润滑性差，用于切速低的精加工、有 色金属加工。
➢ 煤油：渗透和冲洗作用好，用于精加工铝合金、 精刨铸铁、高速钢铰孔。
➢ 机油（10、20号）：润滑好，用于普通精车、螺纹 精加工。
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切削液的种类
－油溶性切削液
特点：比热小、黏度大、流动性差。
优点：良好润滑性、使用寿命长、可再生利用、不需维 护、不受细菌侵蚀、不引起皮肤病
缺点：冷却性差、偶尔需要过滤、高温易挥发、产生 油雾、污染环境、需要排油污设 备，特别动植物 油容易变质。
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8
切削液的种类
－油溶性切削液
2.极压切削油
组分：矿物油＋极压添加剂(氯/硫/磷 等) 氯化切削油：摩擦系数小，适用于合金钢、
高锰钢、及其它难加工材料 硫化切削油：耐高温750℃，可获得很小的
选用要求：良好的润滑性，一定的冷却性和 清洁性
对切削区域进行润滑、冷却，并将切削冲刷 出来
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切削液的选用
－根据加工材料
1、一般钢件，粗车时选乳化液；精车时，选硫化油。
2、车削铸铁、铸铝等脆性金属，为避免细小切屑堵塞 冷却系统或粘附在机床上难以清除，一般不采用切削液。
但在精车时，为提高工件表面加工质量，可选用润滑性 好、黏度小的煤油或7%-10%的乳化液。
精加工 铜及合金和铝及合金－ 10％～20％ 乳化液 或 煤油 或 50％煤油及L-AN10
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切削液选用参考
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20
使用切削液的注意事项
1、切削一开始，就应供给切削液，并要求 连续使用。
2、加注切削液的流量应充分，平均流量为 10-20L／min.
3、切削液应浇注在过渡表面、切屑和前刀 面接触的区域，因为此处产生的热量最多， 最需要冷却润滑。
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乳化液
➢ 组成：水＋乳化油 搅拌 乳白色液体
➢ 低浓度时以冷却为主，用于粗加工和普通 磨削加工
➢ 高浓度时以润滑为主，用于精加工和复杂 刀具加工
➢ 细分为：防锈、清洗、极压和透明乳化液4 种
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4
切削液的种类
－水溶性切削液
特点：黏度小、流动性好、比热大、能吸收大 量的切削热，主要起冷却作用。
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切削液的选用
－精加工
精加工时，主要是保证工件的精度和降 低表面粗糙度，并提高刀具耐用度。这 时可选用润滑性能较好的极压切削油或 高浓度的极压乳化液。
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切削液的选用
－半封闭加工
半封闭加工如：深孔钻、拉削、攻内螺纹等
刀具半封闭下工作，排屑困难，切削热无法 传出，易烧损刀刃，工件加工表面粗糙。
优点：散热快，成本低 缺点：水分多，润滑、防锈性能差，易受细菌
影响，排放后处理复杂
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切削液的种类
－水溶性切削液
新一代水溶切削液：
高速剪切中与水形成稳定混合物； 抗油污影响；乳化性能稳定；抗细菌、霉菌； 不产生有害气体；符合毒性和环保要求
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切削液的种类
－油溶性切削液
1、切削油（主要包括矿物油，少数采用动植物