1.6切削用量及切削液的选择

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，形成稳定的水包油乳 微小颗粒稳定分散在水中，形成稳定的水包油乳 化液。表面活性剂除起乳化作用外， 化液。表面活性剂除起乳化作用外，还能吸附在 金属表面，形成润滑膜，起润滑作用。 金属表面，形成润滑膜，起润滑作用。
（2）冷却作用
流出切削区的切削液带走大量的热量，从而降低工件与 流出切削区的切削液带走大量的热量， 刀具的温度，提高刀具耐用度，减少热变形，提高加工精度。 刀具的温度，提高刀具耐用度，减少热变形，提高加工精度。 不过切削液对刀具与切屑界面的影响不大，试验表明， 不过切削液对刀具与切屑界面的影响不大，试验表明，切削液 只能缩小刀具与切屑界面的高温区域，并不能降低最高温度， 只能缩小刀具与切屑界面的高温区域，并不能降低最高温度， 一般的浇注方法主要冷却切屑。 一般的浇注方法主要冷却切屑。 切削液如喷注到刀具副后面处， 切削液如喷注到刀具副后面处，将对刀具和工件的冷却效 果更好。 果更好。 切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热容、汽化热、 切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热容、汽化热、 冷却性能取决于它的导热系数 气化速度及流量、流速等。 气化速度及流量、流速等。 切削液自身温度对冷却效果影响很大。 切削液自身温度对冷却效果影响很大。 自身温度对冷却效果影响很大
水溶液的主要成分是水， 水溶液的主要成分是水，为具有良好的防锈性能 和一定的润滑性能，常加入一定的添加剂（ 和一定的润滑性能，常加入一定的添加剂（如亚硝酸 钠、硅酸钠等）。 硅酸钠等）。 分类： 分类： 常用的水溶液有电介质水溶液 常用的水溶液有电介质水溶液和表面活性水溶 电介质水溶液和 液。 A、电介质水溶液是在水中加入电介质作为防锈剂； 电介质水溶液是在水中加入电介质作为防锈剂； B、表面活性水溶液是加入皂类等表面活性物质，增 表面活性水溶液是加入皂类等表面活性物质， 强水溶液的润滑作用。 强水溶液的润滑作用。
②极压添加剂
主要利用添加剂中的化合物，在高温下与加工金属快速反 主要利用添加剂中的化合物， 应形成化学吸附膜，从而起固体润滑剂作用。 应形成化学吸附膜，从而起固体润滑剂作用。 目前常用的添加剂中一般含氯、硫和磷等化合物。由于化 目前常用的添加剂中一般含氯、硫和磷等化合物。 学吸附膜与金属结合牢固，一般在400℃～800℃高温仍起作 学吸附膜与金属结合牢固，一般在400℃ 800℃ 用。硫与氯的极压切削油分别对有色金属和钢铁有腐蚀作用， 硫与氯的极压切削油分别对有色金属和钢铁有腐蚀作用， 应注意合理使用。 应注意合理使用。
乳化液：用乳化油加70％～ ％ 乳化液：用乳化油加70％～98％的水稀释而成的乳白 ％～98 色或半透明状液体，它由切削油加乳化剂制成。 色或半透明状液体，它由切削油加乳化剂制成。 乳化液具有良好的冷却和润滑性能。 乳化液具有良好的冷却和润滑性能。乳化液的稀 释程度根据用途定。 释程度根据用途定。 浓度高，润滑效果好，但冷却效果差； 浓度高，润滑效果好，但冷却效果差； 浓度低，冷却效果好，润滑效果差。 浓度低，冷却效果好，润滑效果差。
（2）精加工
精加工时，切削液的主要作用：提高工件表面加工质量和加 精加工时，切削液的主要作用： 工精度。 工精度。 加工一般钢件，在较低的速度（6.0m/min～30m/min）情况 加工一般钢件，在较低的速度（6.0m/min～30m/min） 宜选用极压切削油或10％～ ％极压乳化液， ％～12 下，宜选用极压切削油或10％～12％极压乳化液，以减小刀 具与工件之间的摩擦和粘结，抑制积屑瘤。 具与工件之间的摩擦和粘结，抑制积屑瘤。 精加工铜及其合金、铝及合金或铸铁时：宜选用粒子型切削 精加工铜及其合金、铝及合金或铸铁时： 液或10％～ ％乳化液， 10％～ ％极压乳化液， 液或10％～12％乳化液，以10％～12％极压乳化液，以降低 ％～12 ％～12 加工表面粗糙度。 加工表面粗糙度。
①油性添加剂
油性添加剂 单纯矿物油与金属的吸附力差，润滑效果 单纯矿物油与金属的吸附力差， 不好，如在矿物油中添加油性添加剂，将改善润滑作用。 不好，如在矿物油中添加油性添加剂，将改善润滑作用。 动植物油、皂类、胺类等与金属吸附力强， 动植物油、皂类、胺类等与金属吸附力强，形成的物理 吸附油膜较牢固，是理想的油性添加剂。不过物理吸附油膜 吸附油膜较牢固，是理想的油性添加剂。不过物理吸附油膜 在温度较高时将失去吸附能力。 在温度较高时将失去吸附能力。 因此一般油性添加剂切削液在200℃以下使用。 因此一般油性添加剂切削液在200℃以下使用。
注意： 注意：
A、加工铜材料时，不宜采用含硫切削液，因为硫 加工铜材料 铜材料时 不宜采用含硫切削液， 对铜有腐蚀作用。 对铜有腐蚀作用。 B、加工铝时，也不适于采用含硫与氯的切削液， 加工铝 也不适于采用含硫与氯的切削液， 因为这两种元素宜与铝形成强度高于铝的化合物， 因为这两种元素宜与铝形成强度高于铝的化合物， 反而增大刀具与切屑间的摩擦。也不宜采用水溶液， 反而增大刀具与切屑间的摩擦。也不宜采用水溶液， 因高温时水会使铝产生针孔。 因高温时水会使铝产生针孔。
2. 切削液添加剂及切削液分类
油性添加剂 切削油 乳化液 水溶液
添 加 剂
极压添加剂 表面活性剂
切 削 液 分 类
3. 切削液的选择原则 （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 冷却作用为主的切削液 迅速磨损。此类加工一般采用冷却作用为主的切削液， 迅速ห้องสมุดไป่ตู้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 乳化液。 离子型切削液或3％～5％乳化液。 切削速度较低时，刀具以机械磨损为主，宜选用润滑性能 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 的切削液； 为主的切削液； 速度较高时，刀具主要是热磨损，应选用冷却为主 冷却为主的切削 速度较高时，刀具主要是热磨损，应选用冷却为主的切削 液。 硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，可以不用切削液。 硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，可以不用切削液。如 采用切削液，必须连续、充分浇注， 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。 裂纹而损伤刀具。
Q= 1 td
式中： 为生产一个零件所需的总时间。 式中：td为生产一个零件所需的总时间。 在机床上加工一个零件所需的总时间包括三个部分： 在机床上加工一个零件所需的总时间包括三个部分：
td=tj+tf+tt
因此，生产率 为 因此，生产率Q为
Q= 1 1 = t d t j + tf + t t
生产中，采用自动化生产过程和先进刀具、量具、 生产中，采用自动化生产过程和先进刀具、量具、装夹机 构可减少辅助时间；改进管理， 构可减少辅助时间；改进管理，妥善安排生产等可减少其它时 要想缩短零件的基本时间，则与选用切削用量有密切关系： 间；要想缩短零件的基本时间，则与选用切削用量有密切关系：
切削油分为两类： 切削油分为两类：
A、以矿物油为基体加入油性添加剂的混和油，一般用于低速 以矿物油为基体加入油性添加剂的混和油， 切削有色金属及磨削中； 切削有色金属及磨削中； B、极压切削油，是在矿物油中添加极压添加剂制成，适用于 极压切削油，是在矿物油中添加极压添加剂制成， 重切削和难加工材料的切削。 重切削和难加工材料的切削。
1.7 改善工件材料的切削加工性能
1.7.1 工件材料切削加工性能的分类比较
为便于比较各种工件材料的切削加工性能， 为便于比较各种工件材料的切削加工性能，通常以正火状 作为基准， 记作(v 态45钢（σb=0.735 GPa）的v60作为基准， 记作 60)j，而把其它 钢 ） 材料的v60 与之相比 ， 其比值 r 称为该材料的 相对加工性能 ， 相对加工性能， 材料的 与之相比， 其比值K 称为该材料的相对加工性能 即
1.6 切削用量及切削液的选择
1.6.1 合理选择切削用量
1. 切削用量对机械加工的影响
对加工质量的影响 对刀具寿命的影响 对生产效率的影响
加工质量
vc的影响 f的影响 ap的影响 通过切削温度来影响 通过已加工表面的残留面积来影响 通过切削力来影响
2. 提高生产率的途径
生产率Q可以用计算式表示如下： 生产率 可以用计算式表示如下： 可以用计算式表示如下
材料的化学成分
含碳量、所含化学元素 含碳量、
材料的金相组织
1.7.3 改善工件材料切削加工性能的途径
调整化学成分、 调整化学成分、适当的热处理
作业布置
P37 1－ 1－8、1－13
刀具耐用度 与刀具总刃磨次数n的乘积称为 刀具耐用度T与刀具总刃磨次数 的乘积称为刀具 耐用度 与刀具总刃磨次数 的乘积称为刀具 寿命。 寿命。 它是一把刀从开始使用到完全报废所经过的切 削时间。 削时间。 对刀具寿命的影响主要从对耐用度的影响来分析。 对刀具寿命的影响主要从对耐用度的影响来分析。 vc、f、ap增加时，刀具磨损加剧，耐用度降低， 、 、 增加时 刀具磨损加剧，耐用度降低， 增加时， 其中影响最大的是vc，其次是f，影响最小的是ap， 其中影响最大的是 ，其次是 ，影响最小的是 ，因 贵重、精密的刀具是不宜 不宜采用高速切削和大进给 此，贵重、精密的刀具是不宜采用高速切削和大进给 量切削的。 量切削的。
粗加工时， 粗加工时，一般根据刚度来选择
f的选择
精加工、半精加工时，根据工件的表面粗糙度选择 精加工、半精加工时，
vc的选择
根据工件材料、刀具材料和机床功率来选择 根据工件材料、
1.6.2 合理选择切削液
1. 切削液的作用 （1）润滑作用
切削液能在刀具的前 后刀面与工件之间形成一层 切削液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一层 润滑薄膜， 润滑薄膜，可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接 减轻摩擦和黏结程度，因而可以减轻刀具的磨损 减轻刀具的磨损， 触，减轻摩擦和黏结程度，因而可以减轻刀具的磨损， 提高工件表面的加工质量。 提高工件表面的加工质量。 切削速度对切削液的润滑效果影响最大 对切削液的润滑效果影响最大， 切削速度对切削液的润滑效果影响最大，一般速度 切削液的润滑效果越低 越高，切削液的润滑效果越低。 切削厚度越 材料强度越 润滑效果越差 切削厚度越大，材料强度越高，润滑效果越差。
（3）清洗作用
在车、铣、磨削、钻等加工时，常浇注和喷射切 在车、 磨削、钻等加工时， 削液来清洗机床上的切屑和杂物， 削液来清洗机床上的切屑和杂物，并将切屑和杂物带 走。
（4）防锈作用
一些切削液中加入了防锈添加剂， 一些切削液中加入了防锈添加剂，它能与金属表 面起化学反应而生成一层保护膜， 面起化学反应而生成一层保护膜，从而起到防锈的作 用。
v60 Kr = (v60 ) j
大于1的材料 其加工性能比45钢好 的材料， 钢好。 越大， 凡Kr大于 的材料，其加工性能比 钢好。 Kr越大，加工 性能越好；反之亦然。 性能越好；反之亦然。
1.7.2 影响工件材料切削加工性能的因素
材料的物理机械性能
硬度、强度、塑性、热导率 硬度、强度、塑性、
tj =
L L πDL πDL Z ⋅i = ⋅i = ⋅i = ⋅ 1000vc n⋅ f 1000vc f 1000vc f a p πD
要提高生产率，如何选择切削用量？ 要提高生产率，如何选择切削用量？
3. 切削用量的选择原则
ap的选择
粗加工时
主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定
冲击载荷较大或系统刚度较小时 精加工时