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關(guān)于機(jī)加工中切(磨)削液的作用及維護(hù)


時(shí)間:2018-01-17 09:36

一.切(磨)削液的作用

在金屬切削過程中,為提高切削效率,提高工件的精度和降低工件表面粗糙度,延長刀具使用壽命,達(dá)到較佳的經(jīng)濟(jì)效果,就必須減少刀具與工件、刀具與切屑之間磨擦,及時(shí)帶走切削區(qū)內(nèi)因材料變形而產(chǎn)生的熱量。要達(dá)到這些目的,一方面是通過開發(fā)高硬度耐高溫的刀具材料和改進(jìn)刀具的幾何形狀,如隨著碳素鋼、高速鋼硬質(zhì)合金及陶瓷等刀具材料的相繼問世以及使用轉(zhuǎn)位刀具等,使金屬切削的加工率得到迅速提高;另一方面采用性能優(yōu)良的切(磨)削液往往可以明顯提高切削效率,降低工件表面粗糙度,延長刀具使用壽命,取得良好和經(jīng)濟(jì)效益切(磨)削液作用有如下幾方面:

1.冷卻作用

冷卻作用是依靠切(磨)削液的對(duì)流換熱和汽化把切削熱從固體(刀具、工件和切屑)帶走,降低切削區(qū)的溫度,減少工件變形,保持刀具硬度和尺寸。

切(磨)削液的冷卻作用取決于它的熱參數(shù)值,特別是比熱容和熱導(dǎo)率。此外,液體的流動(dòng)條件和熱交換系數(shù)也起重要作用,熱交換系數(shù)可以通過改變表面活性材料和汽化熱大小來提高。水具有較高的比熱容和大的導(dǎo)熱率,所以水基的切(磨)削性能要比油基切(磨)削液好。

改變液體的流動(dòng)條件,如提高流速和加大流量可以有效地提高切(磨)削液的冷卻效果,特別對(duì)于對(duì)于冷卻效果差的油基切(磨)削液,加大切(磨)削液的供液壓力和加大流量,可有較提高冷卻性能。在槍鉆深孔和高速滾齒加工中就采用這個(gè)辦法。采用噴霧冷卻,使液體易于汽化,也可明顯提高冷卻效果。

切(磨)削液的冷卻效果受切(磨)削液的滲透性能所影響,滲透性能好的切(磨)削液,對(duì)刀刃的冷卻速度快,切(磨)削液的滲透性能與切(磨)削液的粘度和浸潤性有關(guān)。低粘度液體比高粘度液體滲透性能要好,油基切(磨)削液的滲透性能比水基切(磨)削液滲透性能要強(qiáng),含有表面活性劑的水基切(磨)削液其滲透性能則大大有所提高。切(磨)削液的浸潤性能與切(磨)削液的表面張力有關(guān),當(dāng)液體表面張力大時(shí),液體在固體的表面向周圍擴(kuò)張聚集成液滴,這種液體的滲透性能就差;當(dāng)液體表面張力小時(shí),液體在固體表面向周圍擴(kuò)展,固體-液體-氣體的接觸角很小,甚至為零,此時(shí)液體的滲透性能就好,液體能迅速擴(kuò)展到刀具與工件,刀具與切屑接觸的縫隙中,便可加強(qiáng)冷卻效果。

冷卻作用的好壞還與泡沫有關(guān),由于泡沫內(nèi)部是空氣,空氣的導(dǎo)熱性差,泡沫多的切(磨)削液冷卻效果會(huì)降低,所以一般含表面活性劑的合成切(磨)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,離子型水基切(磨)削液能通過離子的反應(yīng),迅速消除切削和磨削時(shí)由于強(qiáng)烈磨擦所產(chǎn)生的靜電荷,合工件不產(chǎn)生高熱,起到良好的冷卻效果,這類離子型切(磨)削液已廣泛用作高速磨削和強(qiáng)力磨削的冷卻潤滑液。

2.潤滑作用

在切削加工中,刀具與切削、刀具與工件表面之間產(chǎn)生磨擦,切(磨)削液就是減輕這種磨擦的潤滑劑。刀具方面,由于刀具在切削過程中帶有后角,它與被加工材料接觸部分比前刀面少接觸壓力也低,因此,后刀面的摩擦潤滑狀態(tài)接近于邊界潤滑狀態(tài),一般使用吸附性強(qiáng)的物質(zhì),如油性劑和抗剪強(qiáng)度降低的極壓劑,能有效地減少摩擦。前刀面的狀況與后刀面不同,剪切區(qū)經(jīng)變形的切削在受到刀具推擠的情況下被迫擠出,其接觸壓力大,切削也因塑性變形而達(dá)到高溫,在供給切(磨)削液后,切削也因受到驟冷而收縮,使前刀面上的刀與切屑接觸長度及切屑與刀具間的金屬接觸面積減少,同時(shí)還使平均剪切應(yīng)力降低,這樣就導(dǎo)致了剪切角的增大和切削力的減少,從而使工件材料的切削加工性能得到改善。在磨削過程中,加入磨削液后,磨削液滲入磨粒與工件及磨粒與磨屑之間形成潤滑膜,由于這層潤滑膜使得這些界面的摩擦減輕,防止磨粒切削刃的摩擦磨損,工件表面粗糙度降低。切(磨)削液的潤滑作用,一般油基切(磨)削液比水基切(磨)削液優(yōu)越,含油性、極壓添加劑的油基切(磨)削液效果更好。油性添加劑一般是帶有極壓性基等的長鏈有機(jī)化合物,如高級(jí)脂肪酸、高級(jí)醇、動(dòng)植物油脂等。油基添加劑是通過極性基吸附在金屬的表面上形成一層潤滑膜,減少刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦,從而達(dá)到減少切削阻力,延長刀具壽命,降低工件表面粗糙度的目的。油性添加劑的作用只限于溫度較低的狀況,當(dāng)溫度超過200℃,油性劑的吸附層受到破壞而失去潤滑作用,所以一般低速、精密切削使用含有油性添加劑的切(磨)削液,而在高速、重切削的場合,應(yīng)使用含有極壓添加劑的切(磨)削液。所謂極壓添加劑是一些含有硫、磷、氯元素的化合物,這些化合物在高溫下與金屬起化反應(yīng),生成硫化鐵、磷化鐵、氯化鐵等,具有低剪切強(qiáng)度的物質(zhì),從而降低了切削阻力,減少了刀具與工件、刀具與切屑的摩擦,使切削過程易于進(jìn)行。含有極壓添加劑的切(磨)削液還可以抑制積屑瘤的生成,改善工件表面粗糙度。

氯化鐵的結(jié)晶呈層狀結(jié)構(gòu),所以剪切強(qiáng)度較低。氯化鐵與硫化鐵相比,其熔點(diǎn)低,在高溫下(約400℃)會(huì)失去潤滑作用。磷酸鐵介于氯化鐵和硫化鐵之間,硫化鐵耐高溫性能(700℃)較好,在重負(fù)荷切削及難切削材料的加工中一般都使用含有硫極壓劑的切(磨)削液。極壓添加劑除了和鋼、鐵等黑色金屬起化學(xué)反應(yīng)生成具有低剪切強(qiáng)度的潤滑膜外,對(duì)銅、鋁等有色金屬同樣有這個(gè)作用。不過有色金屬的切削一般不宜用活性極壓添加劑,以免對(duì)工件造成腐蝕切(磨)削液的潤滑作用同樣與切(磨)削液的滲透性有關(guān),滲透性能好的切(磨)削液,潤滑劑能及時(shí)滲入到切屑與刀具界面和刀具與工件界面,在切屑、工件和刀具表面形成潤滑膜,降低摩擦系數(shù),減少切削阻力。

切(磨)削液除上述的潤滑效果外,較近研究認(rèn)為,切削可以直接滲入到金屬表面的微小裂紋中,改變了被加工材料的物理性質(zhì),從而降低切削阻力,使切削過程容易進(jìn)行。

3.清洗作用

在金屬切削過程中,切削、鐵粉、磨屑、油污等物易粘附在工件表面和刀具、砂輪上,影響切削效果,同時(shí)使工件和機(jī)床變臟,不易清洗所以切(磨)削液必須有良好的清洗作用,對(duì)于油基切(磨)削液,粘度越低,清洗能力越強(qiáng),特別是含有柴油、煤油等輕組份的切(磨)削液,滲透和清洗性能就更好。含有表面活性劑的水基切(磨)削液,清洗效果較好表面活性劑一方面能吸附各種粒子、油泥,并在工件表面形成一層吸附膜,阻止粒子和油泥粘附在工件、刀具和砂輪上,另一方面能滲入到粒子和油污粘附的界面上把粒子和油污從界面上分離,隨切(磨)削液帶走,從而起到清洗作用。切(磨)削液的清洗作用還應(yīng)表現(xiàn)在對(duì)切屑、磨悄、鐵粉、油污等有良好的分離和沉降作用。循環(huán)使用的切(磨)削液在回流到冷卻槽后能迅速使切屑、鐵粉、磨屑、微粒等沉降于容器的底部油污等物懸浮于液面上,這樣便可保證切(磨)削液反復(fù)使用后仍能保持清潔,保證加工質(zhì)量和延長使用周期。

4.防銹作用

在切削加工過程中,工件如果與水和切(磨)削液分解或氧化變質(zhì)所產(chǎn)生的腐蝕介質(zhì)接觸,如與硫、二氧化硫、氯離子、酸、硫化氫、堿等接觸就會(huì)受到腐蝕,機(jī)床與切(磨)削液接觸的部位也會(huì)因此而產(chǎn)生腐蝕,在工件加工后或工序間存放期間,如果切(磨)削液沒有一定的防銹能力,工件會(huì)受到空氣中的水分及腐蝕介質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,造成工件生銹,因此,要求切(磨)削液必須具有較好的防銹性能,這是切(磨)削液較基本的性能之一。切削油一般都具備一定有防銹能力,如果工序間存放周期不長,可以不加防銹添加劑,因?yàn)樵谇邢饔椭屑尤胧突撬徜^等防銹添加劑會(huì)使切削油的抗磨性能下降。

二.切(磨)削液的分類

切(磨)削液分為油基切(磨)削液和水基切(磨)削液兩大類

1.油基切(磨)削液的分類

切(磨)削液是以礦物油為主要成分,根據(jù)加工工藝和加工材料的不同,可以用純礦物油,也可以加入各類油性添加劑和極壓添加劑以提高其潤滑效果

1)純礦物油主要采用用煤油、柴油等輕質(zhì)油。輕質(zhì)油主要用于鑄鐵的切削及珩磨、研磨加工,有利于鐵粉的沆降。純礦物油成本低、穩(wěn)定性好,對(duì)金屬不腐蝕,使用周期長。在使用過程中,即使有少量切(磨)削液漏入齒箱、軸承和液壓系統(tǒng)中或部分潤滑油漏入切削油中,都不致影響機(jī)床的使用性能。但純礦物油由于不含潤滑添加劑,潤滑效果較差,承載能力低,一般只適用于輕負(fù)荷切削及易切削鋼材和有色金屬的加工。對(duì)于要求低溫流動(dòng)性能好的切削油,可用聚烯烴等合成油,凝點(diǎn)可達(dá)-30℃以下,但價(jià)格較貴。

2)脂肪油(或油性添加劑)+礦油脂肪油曾被廣泛用作切削油,一般用于精車絲杠、滾齒、剃齒等精密切削加工,常用的有菜籽油、豆油、豬油等。脂肪油主要由脂肪酸組成,對(duì)金屬表面有較強(qiáng)的吸附性能,具有良好的潤滑性能,其缺點(diǎn)是易氧化變質(zhì),并在機(jī)床表面形成難于清洗的粘膜(即“黃袍”)。脂肪油也可按一定比例(約10%~30%)加入礦物油中,以提高礦物油的潤滑效果,但由于脂肪油為食用油,貨源少,近年來已逐漸被油性添加劑所替代,其摩擦系數(shù)可達(dá)到菜籽油的水平,用于精車絲杠、插齒刨齒、拉削等均獲得良好效果。

3)非活性極壓切削油由礦物油+非活性極壓添加劑組成。所謂非流活性極壓切削油是指切削油在100℃,3h的腐蝕試驗(yàn)中,銅片腐蝕在2級(jí)以下(中等程度均勻變色)。氯化石蠟、磷酸脂、高溫合成的硫化脂肪油等屬非活性極壓添加劑。這類切削油的極壓潤滑性能好,對(duì)有色金屬不腐蝕,使用方便,被廣泛用于多種切削加工。

4)活性極壓切削油由礦物油+反應(yīng)性強(qiáng)的硫系極壓添加劑配制而成。這類切削油對(duì)銅片的腐蝕為3~4級(jí),對(duì)有色金屬有嚴(yán)重腐蝕。它有良好的抗燒結(jié)性能和極壓潤滑性,可以提高高溫條件下刀具使用壽命嶧刀具積屑瘤有強(qiáng)的控制能力,多用于容易啃刀的材料和難加工材料的切削。

5)復(fù)合切削油由礦物油+油性添和極壓添加劑配制而成。油性添加劑,如高級(jí)脂肪酸、脂肪油等,這些化合物在表面產(chǎn)生物理吸附和化學(xué)吸附,形成一個(gè)分子膜吸附層,可降低切削時(shí)的摩擦阻力,但這類添加劑只在較低的溫度時(shí)才有效,當(dāng)溫度高于200℃時(shí),極性化合物產(chǎn)生解吸和分解而失去潤滑作用,這時(shí),需要極壓添加劑發(fā)揮作用,在上面已提到,此處不再重復(fù)。同時(shí),含有油性劑和硫、磷、氯極壓添加劑的復(fù)合切削油,可以在很寬的范圍內(nèi)保持良好的潤滑狀態(tài),適合于多工位切削及多種材料的加工。

2.水基切(磨)削液的分類

1) 防銹乳化液由礦物油、乳化劑、防銹劑等組成,礦物油的含量約為50%~80%,在水中形成水包油型乳化液。與油基切(磨)削液相比,乳化液的優(yōu)點(diǎn)在于冷卻效果好,一般稀釋為5%~10%的水溶液使用,成本低,使用安全。乳化液較大的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差,易受細(xì)菌的侵蝕而發(fā)臭變質(zhì),使用周期短。

2) 防銹潤滑冷卻液這類乳化液含有動(dòng)植物脂肪或長鏈脂肪酸(如油酸),具有較好的潤滑性。缺點(diǎn)是這些動(dòng)植物脂肪或長鏈不飽和脂肪酸更易受微生物的侵蝕而分解,使用周期很短。為了延長其實(shí)用周期,可在乳化液中加入少量的碳酸鈉、硼砂或苯甲酸鈉(約為水稀釋后乳化液的0.1%~0.3%),可提高乳化液的pH值和增強(qiáng)抗霉菌的能力,延長使用周。

3) 極壓乳化液這類乳化液含有油溶性的硫、磷、氯型極壓添加劑,具有強(qiáng)的極壓潤滑性,可用于攻絲、拉削、帶鋸等重切削加工,也用于不銹鋼、耐熱合金鋼等難切削材料的加工。

4) 微乳液這類乳化液含油量較少(約10%~30%)含表面活性劑量大,可在水中形成半透明狀的微乳液,乳化顆粒在0.1µm以下一般乳化液的顆粒>1µm)。微乳液的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性較乳化液大大提高,使用周期也比乳化液長。

5) 極壓微乳液含有硫、磷、氯型極壓添加劑,具有較好的極壓潤滑性,可用于重型負(fù)荷切削材料的加工。含有硫、磷、氯型極壓;添加劑的乳化液或微乳液,要特別注意提高其防銹性能。氯離子的存在很容易對(duì)黑色金屬產(chǎn)生腐蝕,因此,要選擇在水中不易分解的含氯極壓添加劑,含硫極壓劑的乳化液不適合用于加工銅合金。

6) 化學(xué)合成切(磨)削液,化學(xué)合成切(磨)削液包括二種:一種是含有水溶性防銹劑的真溶液,如亞硝酸鈉、碳酸鈉、三乙醇胺等組成的水溶性液。這類溶液具有一定的冷卻、清洗、防銹性,不易變質(zhì),使用周期較長,但其潤滑性和潤濕性較差,表面張力較大(與水接近),并且在水份蒸發(fā)后,金屬表面會(huì)留下硬的結(jié)晶殘留物,所以這類切(磨)削液只適合于一般的磨削加工。另一種合成液是由表面活性劑、水溶性防銹劑和水溶性潤滑劑組成,是一種顆粒極小的膠體溶液。這種切(磨)削液表面張力低,一般小于400Pa,其潤濕性好,滲透能力強(qiáng),冷卻和清洗性能好,也有一定的潤滑作用。合成切(磨)削液由于是單體系,其穩(wěn)定性較乳化液好,使用周期長,但由于不含油,且清洗能力強(qiáng),很容易把機(jī)床導(dǎo)軌面上的潤滑油清洗掉,造成刀架移動(dòng)困難,并在這些可移動(dòng)部件的接觸面容易產(chǎn)生銹蝕,所以在使用合成切(磨)削液時(shí)要注意加強(qiáng)設(shè)備的防銹管理。

7) 極壓化學(xué)全盛切(磨)削液,這種切(磨)削液是包含有水溶性極壓添加劑的化學(xué)全盛切(磨)削液,如硫化脂肪酸皂、氯化脂肪聚醚等,可以使切(磨)削液的極壓潤滑性大幅度提高。含硫的水溶性極壓添加劑對(duì)銅腐蝕嚴(yán)重,不適宜在有銅零件的設(shè)備使用,而且,一般硫氯型的水溶性極壓添加劑在水中的穩(wěn)定性差,易分解出腐蝕性強(qiáng)的硫酸根、氯離子等,對(duì)機(jī)床和工件會(huì)引起腐蝕,必須在切(磨)削液中加入防銹能力強(qiáng)的水基金屬防銹劑的金屬鈍化劑。近年來,已開發(fā)出非硫磷氯型的水基極壓潤滑劑,這類潤滑劑除有較好的極壓潤滑外,還具備一定的防銹能力,對(duì)有色金屬不產(chǎn)生腐蝕可擴(kuò)大水基合成切(磨)削液的使用范圍。

3.油基切(磨)削液和水基切(磨)削液的區(qū)別

油基切(磨)削液的潤滑性能較好,冷卻效果較差。水基切(磨)削液與油基切(磨)削液相比潤滑性能相對(duì)較差,冷卻效果較好。慢速切削要求切(磨)削液的潤滑性要強(qiáng),一般來說,切削速度低于30m/min時(shí)使用切削油。 含有極壓添加劑的切削油,不論對(duì)任何材料的切削加工,當(dāng)切削速度不超過60m/min時(shí)都是有效的。在高速切削時(shí),由于發(fā)熱量大,油基切(磨)削液的傳熱效果差,會(huì)使切削區(qū)的溫度過高,導(dǎo)致切削油產(chǎn)生煙霧、起火等現(xiàn)象,并且由于工件溫度過高產(chǎn)生熱變形,影響工件加工精度,故多用水基切(磨)削液。

乳化液把油的潤滑性和防銹性與水的極好冷卻性結(jié)合起來,同時(shí)具備較好的潤滑冷卻性,因而對(duì)于大量熱生成的高速低壓力的金屬切削加工很有效。與油基切(磨)削液相比,乳化液的優(yōu)點(diǎn)在于較大的散熱性,清洗性,用水稀釋使用而帶來的經(jīng)濟(jì)性以及有利于操作者的衛(wèi)生和安全而使他們樂于使用。實(shí)際上除特別難加工的材料外,乳化液幾乎可以用于所有的輕、中等負(fù)荷的切削加工及大部分重負(fù)荷加工,乳化液還可用于除螺紋磨削、槽溝麻削等復(fù)雜磨削外的所有磨削加工,乳化液的缺點(diǎn)是空易使細(xì)菌、霉菌繁殖,使乳化液中的有效成分產(chǎn)生化學(xué)分解而發(fā)臭、變質(zhì),所以一般都應(yīng)加入毒性小的有機(jī)殺菌劑。

化學(xué)合成切(磨)削液的優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)、散熱快、清洗性強(qiáng)和極好的工件可見性,易于控制加工尺寸,其穩(wěn)定性和抗腐敗能力比乳化液強(qiáng)。潤滑性欠佳,這將引起機(jī)床活動(dòng)部件的粘著和磨損,而且,化學(xué)合成留下的粘稠狀殘留物會(huì)影響機(jī)器零件的運(yùn)動(dòng),還會(huì)使這些零件的重疊面產(chǎn)生銹蝕。一般在下列的情況下應(yīng)選用水基切(磨)削液:

1)對(duì)油基切(磨)削液潛在發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)的場所。

2)高速和大進(jìn)給量的切削,使切削區(qū)超于高溫,冒煙激烈,有火災(zāi)危險(xiǎn)的場合。

3)從前后工序的流程上考慮,要求使用水基切(磨)削液的場合。

4)希望減輕由于油的飛濺護(hù)油霧和擴(kuò)散而引起機(jī)床周圍污染和骯臟,從而保持操作環(huán)境清潔的場合。

5)從價(jià)格上考慮,對(duì)一些易加工材料護(hù)工件表面質(zhì)量要求不高的切削加工,采用一般水基切(磨)削液已能滿足使用要求,又可大幅度降低切(磨)削液成本的場合。

當(dāng)?shù)毒叩哪陀枚葘?duì)切削的經(jīng)濟(jì)性占有較大比重時(shí)(如刀具價(jià)格昂貴,刃磨刀具困難,裝卸輔助時(shí)間長等);機(jī)床精密度高,絕對(duì)不允許有水混入(以免造成腐蝕)的場合;機(jī)床的潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)容易串通的場合以及不具備廢液處理設(shè)備和條件的場合。均應(yīng)考慮選用油基切(磨)削液。

三.切(磨)削液的選用

在根據(jù)加工方法、要求精度來選擇切(磨)削液之前,設(shè)置了安全性、廢液處理等限制項(xiàng)目,通過這些項(xiàng)目可確定是選擇用油基切(磨)削液還是用水基切(磨)削液這兩大類別,如強(qiáng)調(diào)防火和安全性,就應(yīng)考慮選擇水基切(磨)削液,當(dāng)選擇水基切(磨)削液時(shí),就應(yīng)考慮廢液的排放問題,企業(yè)應(yīng)具備廢液處理的設(shè)施。有些工序,如磨削加工,一般只能選用水基切(磨)削液;對(duì)于使用硬質(zhì)合金刀具的切削加工,一般考慮選用油基切(磨)削液。一些機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定使用油基切(磨)削液,就不要輕易改用水基切(磨)削液,以免影響機(jī)床的使用性能。通過權(quán)衡這幾方面的條件后,便可確定選用油基切(磨)削液還是水基切(磨)削液。在確定切(磨)削液的主項(xiàng)后,可根據(jù)加工方法,要求加工的精度、表面粗糙度等項(xiàng)目和切(磨)削液的特征來進(jìn)行第二步選擇,然后對(duì)選定和切(磨)削液能能否達(dá)到預(yù)期的要求進(jìn)行鑒定,較后作出明確的選擇結(jié)論。

1.根據(jù)機(jī)床的要求選擇切(磨)削液

在選用切(磨)削液時(shí),必須考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)裝置是否適應(yīng)。有些機(jī)床,如多軸自動(dòng)車床,齒輪加工機(jī)床,設(shè)計(jì)時(shí)就已考慮使用油基切(磨)削液,所以沒有采用特殊的軸承蓋的特殊的裝置來保護(hù)機(jī)床內(nèi)部機(jī)構(gòu)免受外界水、汽的侵襲,并且,這類機(jī)床大都靠油基切(磨)削液來潤滑接近切削區(qū)域的運(yùn)動(dòng)部件,因而必須使用油基切(磨)削液。如果使用水基切(磨)削液水溶性會(huì)滲透到軸承和機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu),使這些零部件脫油產(chǎn)生腐蝕加速磨損。水基切(磨)削液滲入液壓系統(tǒng)會(huì)使液壓油乳化變成油包水或水包油的乳化液,使粘度增大或大幅度下降,改變了液壓油的性質(zhì),影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此,對(duì)于那些原用油基切(磨)削液的機(jī)床,要轉(zhuǎn)用水基切(磨)削液時(shí)必須慎重,必要時(shí)要作適當(dāng)?shù)母难b,否則會(huì)導(dǎo)致機(jī)床損壞。

2.根據(jù)刀具材料選擇切(磨)削液

1)工具鋼刀具:其耐熱溫度約在200~300℃之間,只能適用于一般材料的切削,在高溫下會(huì)失去硬度。由于這種刀具耐熱性差,要求冷卻液的冷卻效果要好,一般采用乳化液為宜。

2)高速鋼:這種材料是以鉻、鎳、鎢、鉬、釩(有的還含鋁)為基礎(chǔ)的高級(jí)合金鋼,它們的耐熱明顯比工具鋼高,允許的較高溫度可達(dá)600℃。與其他耐高溫的金屬和陶瓷材料相比,高速鋼有一系列優(yōu)點(diǎn),特別是它具有較高的堅(jiān)韌性,適合于幾何形狀復(fù)雜的工件和連續(xù)和切削加工,而且,高速鋼具有良好的可加工性和價(jià)格上容易被接受。使用高速鋼刀具進(jìn)行低速和中速切削時(shí),建議采用油基切(磨)削液或乳化液。在高速切削時(shí),由于發(fā)熱量大,以采用水基切(磨)削液為宜。若使用油基切(磨)削液會(huì)產(chǎn)生較多的煙霧,污染環(huán)境,而且容易造成工件燒傷,加工質(zhì)量下降,刀具磨損增大。

3)硬質(zhì)合金刀具:用于切削刀具的硬質(zhì)合金的硬度大大超過高速鋼,較高允許工作溫度可達(dá)1000℃,具有優(yōu)良的耐熱性能,在加工鋼鐵材料時(shí),可減少切屑間的粘結(jié)現(xiàn)象。在選用切削時(shí),要考慮硬質(zhì)合金對(duì)驟熱的敏感性,盡可能使用刀具均勻受熱,否則會(huì)導(dǎo)致崩刃。在加工一般材料時(shí),經(jīng)常采用干切削,但在干切削時(shí),工件濕升較高,使工件產(chǎn)生熱變形,影響工件加工精度,而且在沒有潤滑劑的條件下進(jìn)行切削,由于切削阻力大,使功率消耗增大,刀具的磨損也加快。干切削也是不分合算的。在選用切(磨)削液時(shí)一般油基切(磨)削液的熱傳導(dǎo)性能較差,使刀具產(chǎn)生驟冷的危險(xiǎn)性比水基切(磨)削液小,所以一般選用含有抗磨添加劑的油基切(磨)削液為宜。在使用冷卻液進(jìn)行切削時(shí),要注意均勻冷卻刀具,在開始切削之前,較好預(yù)先用切(磨)削液冷卻刀具。對(duì)于高速切削,要用大流量切(磨)削液噴淋切削區(qū),以免贊成刀具受熱不均勻產(chǎn)生崩刃,亦可減少由于溫度過高產(chǎn)生蒸發(fā)形成和煙污染。

4)陶瓷刀具:采用氧化鋁、金屬和碳在高溫下燒結(jié)而成,這種材料的高溫耐磨性比硬質(zhì)合金要好,一般采用干切削,但考慮到均勻的冷卻和避免溫度過高,也常用水基切(磨)削液。

5)金剛石刀具:具有極高的硬度,一般采用干切削。為避免溫度過高,也象陶瓷材料一樣,許多情況下采用水基切(磨)削液。

3.根據(jù)工件材料選擇切(磨)削液

工件材料的性能對(duì)切(磨)削液和選擇很重要,可把被加工材料按其可切削性的難易劃分為不同的級(jí)別,以此作為選擇切(磨)削液的依據(jù),在選擇切(磨)削液時(shí),對(duì)于難加工的材料應(yīng)選擇活性度高的含抗磨極壓添加劑的切(磨)削液,對(duì)于易加工材料可選用純礦物油劃其他不含添加劑的切(磨)削液。

4.根據(jù)加工方法選擇切(磨)削液

切削加工是一個(gè)復(fù)雜過程,盡管是切削一種材料,但當(dāng)切削速度改變或切削工件的幾何形狀改變時(shí),切(磨)削液顯示的效果就完全不同,所以在選擇切(磨)削液時(shí)要結(jié)合加工工藝和加工工序的特點(diǎn)來綜合考慮。對(duì)于不同切削加工類型,金屬的切除特性是不一樣的,較難的切削加工對(duì)切(磨)削液要求也較高。切削過程的難易程度,按從難到易的次序排列如下:

內(nèi)拉削-外拉削-攻絲-螺紋加工-滾齒-深孔鉆-鏜孔-用成形刀具切削螺紋-高速低進(jìn)給切削螺紋-銑削-鉆孔-刨削-車削(單刃刀具)-鋸削磨削。

上述排列順序并不是絕對(duì)的,因?yàn)?,刀具的幾何形狀和工件材料的變化也?huì)改變加工的難易程度。

下面對(duì)一些常用的加工方法如何選擇切(磨)削液作簡單的敘述。

1)車削、鏜削

(1)粗車:粗車時(shí)加工余量較大,因而切削深度和進(jìn)給量都較大,切削阻力大,產(chǎn)生大量切削熱,刀具磨損也較嚴(yán)重,主要應(yīng)選擇用以冷卻作用為主并具有一定清洗、潤滑和防銹作用的水基切(磨)削液,將切削熱及時(shí)帶走,降低切削溫度,從而提高刀具耐用度,一般選用極壓乳化液效果更好。極壓乳化液除冷卻性能好之外,還具備良好的極壓潤滑性,可明顯延長刀具使用壽命,提高切削效率,使用水基切(磨)削液要注意機(jī)床導(dǎo)軌面的保養(yǎng),下班前要將工作臺(tái)上的切(磨)削液擦干,涂上潤滑油。

(2)精車:精車時(shí),切削余量較小,切削深度只有0.05~0.8mm,進(jìn)給量小,要求保證工件的精度和粗糙度。精車時(shí)由于切削力小,溫度不高,所以宜采用高濃度(10%以上)的乳化液和含油性添加劑的切(磨)削液為宜。對(duì)于精度要求很高的車削,如精車螺紋,要采用菜籽油、豆油劃其他產(chǎn)品作潤滑液才能達(dá)到精度要求。正如上面所提到的,由于植物油穩(wěn)定發(fā)差,易氧化,有的工廠采用了精密切削潤滑劑全損耗系統(tǒng)用油作為精密切削油,效果很好。

(3)鏜削:鏜削機(jī)理與車削一樣,不過它是內(nèi)孔加工,切削是和切削速度均不大,但散熱條件差,可采用乳化液作切(磨)削液,使用時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加切(磨)削液的流量和壓力。

2)銑削:銑削是斷續(xù)切削,每個(gè)刀齒的切削深度時(shí)刻變化,容易產(chǎn)生振動(dòng)和一定和沖擊力,所以銑削條件比車削條件差。用高速刀具高速平銑或高速端銑時(shí),均需要冷卻性好,并有一定潤滑性能的切卻液,如極壓乳化液。在低速銑削時(shí),要求用潤滑性好的切削油,如精密切削油和非活性極壓油。對(duì)不銹鋼和耐熱合金鋼,可用含硫、氯極壓添加劑的切削油。

3)螺紋加工:切削螺紋時(shí),刀具與切削材料成楔形接觸,刀刃三面被切削材料所包圍,切削力矩大排屑較困難,熱量不能及時(shí)由切屑帶走,刀具容易磨損,切屑碎片擠塞并且容易產(chǎn)生振動(dòng)。尤其車螺紋和攻螺紋時(shí)切削條件更苛刻,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)崩刃和斷絲錐,要求切(磨)削液同時(shí)具備較低的摩擦系數(shù)和較高的極壓性,以減少刀具的摩擦阻力和延長刀具使用壽命,一般應(yīng)選用同時(shí)含有油性劑和極壓劑的復(fù)合切(磨)削液。此外,攻螺紋時(shí)切(磨)削液的滲透性能很重要,切(磨)削液能否及時(shí)滲透到刀刃上,對(duì)絲錐的耐用度影響很大,切(磨)削液的滲透性與粘度有關(guān),粘度小的油滲透性較好,必要時(shí)可加入少量的柴油或煤油來提高滲效果。有的場合,如盲孔攻螺紋時(shí)切(磨)削液很難進(jìn)入孔中,這時(shí)采用粘度大,附著力強(qiáng)的切(磨)削液效果反而更好。

4)鉸削:鉸削加工是對(duì)孔的精度加工,要求精度高鉸削屬低速小進(jìn)給量切削,主要是刀具與孔壁成擠壓切削,切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃邊上,影響刃帶的擠壓作用,破壞加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩,還會(huì)產(chǎn)生積屑瘤,增加刀具磨損鉸孔基本上屬于邊界潤滑狀態(tài),一般采用潤滑性能良好并有一定良好性的高濃度極壓乳化液或極壓切削油,就可以得到良好效果。對(duì)深孔鉸削,采用潤滑性能好的深孔鉆切削油便能滿足工藝要求。

5)拉削:拉刀是一種沿著軸線方向按刀刃和齒升并列著眾多刀齒的加工工具,拉削加工的特點(diǎn)是能夠高精度地加工出具有復(fù)雜形狀的工件。因?yàn)槔妒琴F重刀具所以刀具耐用度對(duì)生產(chǎn)成本影響較大。此外,拉削是精加工,對(duì)工件表面粗糙度要求嚴(yán)格。拉削時(shí),切削阻力大,不易排屑,冷卻條件差,易刮傷工件表面,所以要求切(磨)削液的潤滑性和排悄性能較好。國內(nèi)已有專用的含硫極壓添加劑的拉削油。

6)鉆孔:使用一般的麻花鉆鉆孔,屬于粗加工,鉆削時(shí)排屑困難,切削熱不易導(dǎo)出往往造成刀刃退火,影響鉆頭使用壽命及加工效率。選用性能好的切(磨)削液,可以使鉆頭的壽命延長數(shù)倍甚至更多,生產(chǎn)率也可明顯提高。一般選用極壓乳化液或極壓合成切(磨)削液。極壓合成切(磨)削液表面張力低,滲透性好,能及時(shí)冷卻鉆頭,對(duì)延長刀具壽命,提高加工效率十分有效。對(duì)于產(chǎn)銹鋼、耐熱合金等難切削材料,可選用低粘度的極壓切削油。

7)深孔鉆:深孔鉆(槍鉆)是近年發(fā)展起來的深孔加工工藝。傳統(tǒng)的深孔加工(孔深與孔徑之比大于5),需要鉆、鏜、粗鉸、研磨等多道工序才能加工出有較高精度和較低表面粗糙度的孔。新工藝是采用結(jié)構(gòu)特殊的刀具和高壓冷卻潤滑系統(tǒng),可將上述多道工序簡化為一次連續(xù)走刀完成相當(dāng)深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工。這種工藝效率高,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

性能優(yōu)良的深孔鉆切(磨)削液是深孔鉆加工技術(shù)關(guān)鍵之一,深孔鉆切(磨)削液必須具備下列性能。

(1) 良好的冷卻作用,消除由于變形及摩擦所產(chǎn)生的熱量,抑制屑瘤的生成。

(2) 良好的高溫潤滑性,減少刀刃及支承的摩擦磨損,保證刀具在切削區(qū)的高溫下保持良好的潤滑狀態(tài)。

(3) 良好的滲透性,排屑性,使切(磨)削液及時(shí)滲透到刀刃上,并保證切屑能順利排出,因此,深孔鉆切(磨)削液要求具有高的極壓性和低的粘度。目前國內(nèi)生產(chǎn)的深孔鉆切削油具備了良好的高溫潤滑性,冷卻性和排屑性,已被廣泛使用在進(jìn)口和國產(chǎn)的深孔鉆機(jī)床上,使用性能良好。

8)齒輪加工:滾齒、插齒時(shí)刀齒斷續(xù)切削并有沖擊力,故刀齒容易磨損,尤其在進(jìn)給量大和高速切削時(shí),刀齒的磨損就更嚴(yán)重,所以要求切(磨)削液具備良好的潤滑性能。過去在滾齒、插齒中一般都是用20或30號(hào)機(jī)械油作切削油,由于機(jī)械油中不含添加劑,故加工的齒輪面粗糙度較差,刀具耐用度也低。近年來,許多工廠在原用機(jī)械油的基礎(chǔ)上加進(jìn)1精密切削潤滑劑,使加工的齒輪齒面粗糙度和精密度達(dá)到精密汽車的要求,刀具耐用度也明顯提高。這是因?yàn)樵跈C(jī)械油中加入后,摩擦系數(shù)約降低30%,承受負(fù)荷能力提高50%以上,大大降低了切削時(shí)的摩擦阻力,使加工質(zhì)量和刀具耐用度均有明顯改善。對(duì)于高硬度材料的滾齒、插齒,用氯系添加劑和有機(jī)鉬添加劑的切削油有明顯效果。

對(duì)于高速切齒加工,用油基切(磨)削液,會(huì)產(chǎn)生較大的油煙,污染環(huán)境,而且由于冷卻不充分,往往會(huì)造成工件表面燒傷,影響加工質(zhì)量,刀具磨損也加劇,此時(shí),較好選用具有強(qiáng)極壓性的水基切(磨)削液,如含有硫、磷極壓添加劑的水基合成切(磨)削液或高濃度極壓乳化液,可克服高速切削時(shí)的油污染,加工質(zhì)量和刀具磨損情況均比油基切(磨)削液好。但對(duì)原有的滾齒、插齒機(jī)床,必須采取措施,防止水進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)部分,以免機(jī)床產(chǎn)生故障。

用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行齒輪加工,過去大部分采用干切削,工件溫度升高,刀具壽命低。較近研制成功的EC滾切硬齒切削油,可以成功地用于滾齒加工,使工件溫度下降,提高了齒輪的加工精度,刀具的壽命可延長80%~100%。

剃齒加工要求高的表面質(zhì)量,為了防止粘刀,可采用含活性極壓添加劑的切削油,又因?yàn)樘挲X加工產(chǎn)生細(xì)小的切屑,為了使切屑容易沖掉,較好用低粘度的切削油,如果切屑分離不暢,會(huì)使已加工表面質(zhì)量惡化。

9)磨削:磨削加工能獲得很高尺寸精度和較低的表面粗糙度。磨削時(shí),磨削速度高發(fā)熱量大,磨削溫度可高達(dá)800~1000℃,甚至更高,容易引起工件表面燒傷和由于熱應(yīng)力的作用產(chǎn)生表面裂紋及工件變形,砂輪磨損鈍化,磨粒脫落,而且磨屑和砂輪粉末易飛濺,落到零件表面而影響加工精度和表面粗糙度,加工韌性和塑性材料時(shí),磨屑嵌塞在砂輪工作面上的空隙處或磨屑與加工金屬熔結(jié)在砂輪表面上,會(huì)使砂輪失去磨削能力,因此,為了降低磨削溫度,沖洗掉磨屑和砂輪末,提高磨削比和工件表面質(zhì)量,必須采用冷卻性能和清洗性能良好、并有一定潤滑性能和防銹性能的切(磨)削液。

(1)普通磨削:可采用防銹乳化液或蘇打水及合成切(磨)削液,對(duì)于精度要求和精密磨削,使用精磨液可明顯提高工件加工精度和磨削效率。

(2)高速磨削:通常把砂輪線速度超過50m/s的磨削稱為高速磨削。當(dāng)砂輪的線速度增加時(shí),磨削溫度顯著升高。從試驗(yàn)測定,砂輪線速度為60m/s時(shí)的磨削溫度(工作平均溫度)比30m/s高約50%~70%;砂輪線速度為80m/s時(shí),磨削溫度比60m/s時(shí)又高15%~20%。砂輪線速度提高后,單位時(shí)間內(nèi)參加磨削的磨粒數(shù)增加,摩擦作用加劇,消耗能量也增大,使工件表層溫度升高,增加表面發(fā)生燒傷和形成裂紋的可能性,這就需要用具有高效冷卻性能的冷卻液來解決,所以在高速磨削時(shí),不能使用普通的切(磨)削液,而要使用具有良好滲透、冷卻性能的高速磨削液,才能滿足線速度60m/s的高速磨削工藝要求。

(3)強(qiáng)力磨削:這是一種先進(jìn)的高效磨削工藝,例如功入式高速強(qiáng)力磨削時(shí),線速度為60m/s的砂輪以每分鐘3.5~6mm左右有進(jìn)給速度徑向功入,功除率可高達(dá)20~40mm3/mm.s,這時(shí)砂輪磨粒與工件摩擦非常劇烈,即使在高壓大流量和條件下,所測到摩擦區(qū)工件表層溫度范圍達(dá)700~1000℃,如果冷卻條件不好,磨削過程就不可能進(jìn)行。在功入式強(qiáng)力磨削時(shí),采用性能優(yōu)良的合成強(qiáng)力磨削液與乳化液相比,總磨量提高35%,磨削比提高30%~50%,延長正常磨削時(shí)間約40%,降低功率損耗約40%,所以強(qiáng)力磨削時(shí),冷卻液的性能對(duì)磨削效果影響很大。

(4)金剛石砂輪磨削:這是適用于硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等硬度高的材料的磨削加工,可以進(jìn)行粗磨、精磨,磨出表面一般不產(chǎn)生裂紋、缺口,可以得到較低的表面粗糙度。為了防止磨削時(shí)產(chǎn)生過多的熱量和導(dǎo)致砂輪過早磨損,獲得較低的表面粗糙度,就需要連續(xù)而充分的冷卻。這種磨削由于工件硬度高,磨削液主要應(yīng)具備冷卻和清洗性能,保持砂輪鋒銳,磨削液的摩擦系數(shù)不能過低,否則會(huì)造成磨削效率低,表面燒傷等不良效果,可以采用以無機(jī)鹽為主的化學(xué)合成液作磨削液。精磨時(shí)可加入少量的聚乙醇作潤滑劑,可以提高工件表面加工質(zhì)量。對(duì)于加工精度高的零件,可采用潤滑性能好的低粘度油基切(磨)削液。

(5)螺紋、齒輪和絲杠磨削:這類磨削特別重視磨削加工后的加工面質(zhì)量和尺寸精度,一般宜采用含極壓添加劑的磨削油,這類油基磨削液由于其潤滑性能好,可減少磨削熱,而且其中的極壓添加劑可與工件材料反應(yīng),生成低剪切強(qiáng)度的硫化鐵膜和氯化鐵膜,能減輕磨?!非邢魅屑舛说哪p,使磨削順利進(jìn)行。為了獲得較好的冷卻性和清洗性,切(磨)削液要保證防火安全,應(yīng)選用低粘度高閃點(diǎn)的磨削油為宜。

10)珩磨:珩磨加工的工件精度高,表面粗糙度低,加工過程產(chǎn)生鐵粉和油石粉顆粒度很小,容易懸浮在磨削液中,造成油石孔堵塞,影響加工效率和破壞工件表面的加工質(zhì)量,所以要求冷卻潤滑液具備較好的滲透、清洗、沉降性能。水基冷卻液對(duì)細(xì)小粉末的沉降性能差,一般不宜采用。粘度大的油基磨削液也不利粉末的沉降,所以一般采用粘度小約(2~3mm2/s(40℃))的礦物油加入一定量的非活性的太太硫化脂肪油作珩磨油。

11)管材拉拔:

拉拔制品在工業(yè)上和日常生活中應(yīng)用廣泛。而這些制品的質(zhì)量及生產(chǎn)率都需要有信能良好的工藝潤滑劑予以保證。

A.棒材、線材拉拔潤滑油劑

(1)鋼的拉拔潤滑:鋼絲拉拔時(shí),由于存在易粘模的危險(xiǎn),常常采用干膜潤滑作為初始防護(hù)層。低、中碳鋼絲拉拔,采用干拉法,潤滑劑用石灰硼砂。也可以使用一般拉拔油,對(duì)于重負(fù)荷,要求價(jià)格較低事,可選用石灰或硼砂。硼砂在高濕度情況下會(huì)恢復(fù)結(jié)晶狀態(tài),但在中等濕度時(shí),具有良好防腐蝕性能。如果拉絲以后不需清除,較好用硬脂酸鈣作潤滑劑。硬脂酸鈣也硬脂酸鈉、石灰一起用于軟鋼和中碳鋼的的拉拔。而經(jīng)退火處理的,必須在退火前將殘?jiān)宄駝t在熱處理時(shí),殘?jiān)D(zhuǎn)變成炭化沉積物,部分沉積物在金屬表面上,影響拉制品質(zhì)量。

為了減少拉拔車間的空間粉塵,在潤滑處理的“上灰”池中,加入一定的成膜組份,幫助石灰均勻粘附在坯料金屬表面,從而抑制工藝過程粉塵的飛揚(yáng)。對(duì)于高速、中等變形程度的拉拔工藝常用皂乳化液。

拉拔硬質(zhì)合金鋼、不銹鋼時(shí),需進(jìn)行預(yù)處理,如用草酸鹽法處理。它是由草酸我及化學(xué)促進(jìn)劑組成溶液的溫浴浸泡法使其成膜。本法處理前必須充分脫脂酸洗,否則拉拔后退火時(shí)發(fā)生滲碳而影響質(zhì)量。拉拔時(shí),還要根據(jù)制品的要求及工藝條件、使用不同的潤滑劑。不銹鋼,特別是奧氏體不銹鋼與模具容易產(chǎn)生粘結(jié)(這可能與很薄的固有的氧化膜容易破裂以及硬化速度高等因素有關(guān)。)所以拉拔時(shí),必須使用能形成較厚膜的潤滑劑(如使用樹脂膜涂層)以達(dá)到有效隔離的目的。

(2)鋁和鋁合金拉拔潤滑:鋁和不銹鋼相似,表面有一層易碎的氧化膜,但比不銹鋼好拉得多。鋁和鋁合金帶材及棒材拉拔,常用鈣基潤滑脂和10%~20%動(dòng)植物油及皂的潤滑劑。近年來也較多使用合成酯油代替動(dòng)植物油。也有使用乳化液和乳化油膏潤滑的,不過使用范圍不大,使用時(shí)須注意防止白色銹斑的產(chǎn)生。

(3)銅和銅合金的拉拔潤滑:銅和銅合金的拉拔潤滑劑的選擇受拉拔速度、棒的直徑及模具等諸多因素的影響。一般說來,在低速拉拔棒材時(shí),使用皂一脂肪膏,含動(dòng)物油或合成脂肪的潤滑油?;虿捎眉佑兄狙苄形锖蜆O壓添加劑的高粘度油。但不能用含活性硫添加劑(因其易使銅表面變色)。對(duì)于高速拉拔,幾乎廣泛使用水基潤滑液,高皂低脂肪乳化液(游離脂肪含量<1%,屬陰離子型乳化液。但當(dāng)水質(zhì)較硬和有銅粉存在時(shí),會(huì)因形成銅皂而受破壞,摻合非離一型乳化液,可增加乳化液的穩(wěn)定性。乳化液PH值一般應(yīng)保持在8~9.5。有時(shí)為進(jìn)一步提高加工質(zhì)量,可加入適量的極壓添加劑。

近年發(fā)展的高速拉絲生產(chǎn)線,對(duì)潤滑液有更高的要求。如要求適宜的潤滑性,以減少磨損,有助于模具壽命的提高;具有良好的清洗性,以避免銅粉粘在模具周圍而造成磨損;還要有好的冷卻效果和較長使用周期,從而保證拉絲質(zhì)量和高的生產(chǎn)率。目前,開發(fā)具有上述良好綜合性能的高速拉絲潤滑冷卻劑,是進(jìn)一步提高拉絲所迫切要求的。

B.管材拉拔用潤滑劑

(1)鋼管拉拔的潤滑:鋼管的拉拔,一般先將坯管進(jìn)行酸洗以除動(dòng)氧化皮,然后經(jīng)磷化一皂化表面預(yù)處理,所形成的潤滑膜可滿足拉拔工藝的要求。磷化一皂處理的質(zhì)量,直接影響管材、模具壽命及生產(chǎn)率。特別對(duì)于高精度管材的拉拔,良好的潤滑狀態(tài)是保證生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要因素。不銹鋼管材拉拔的潤滑,與棒材線材拉拔的潤滑相類同。

(2)鋁及鋁合金管材拉拔的潤滑:鋁管拉拔一般使用100℃時(shí)粘度為27~32mm²/s的高粘度油,有時(shí)根據(jù)制品的要求還要加入適量油性添加劑、極壓添加劑和抗氧劑等。而鋁管的光亮度與潤滑油的粘度、拉拔速度和模具狀況等因素有關(guān)。如使用100℃時(shí)粘度為7~8×10¯m²/s低粘度油潤滑可獲得較好的光亮度。鋁管拉拔也可使用石蠟潤滑劑,把管坯浸入經(jīng)溶劑稀釋的石蠟溶液或乳化液中,然后進(jìn)行拉拔。這樣可連續(xù)三次拉拔而不必再涂潤滑劑,而且拉制的鋁管清潔,能保持良好的環(huán)境。鋁管和硬鋁管的重油以較普遍,不過,制品清洗較為困難,有待改善。

(3)銅和銅合金管材拉拔的潤滑:銅和銅合金管材拉拔,較早是使用一般全損耗系統(tǒng)用油來潤滑,后來,為改善制品質(zhì)量,逐漸采用植物油來代替部分全損耗系統(tǒng)用油。由于設(shè)備尚無完善的配套潤滑系統(tǒng),采用手工灌油、環(huán)境比較臟,植物油對(duì)需退火處理的制品容易產(chǎn)生油斑。水基潤滑劑在某些方面顯示較多的優(yōu)越性,以脂肪酸皂類為主要成分的水基潤滑劑具有較好的綜合性能,應(yīng)用廣泛。銅管的拉拔有直拉和盤拉,在直拉生產(chǎn)中,普遍使用水基乳化液。隨著拉拔設(shè)備性能的提高和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,管材拉拔速度成成倍地增長,對(duì)潤滑劑要求也越來越高。

5.根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析選擇切(磨)削液

選擇切(磨)削液必須進(jìn)行綜合的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。正確評(píng)價(jià)切(磨)削液的經(jīng)濟(jì)性,除考慮切(磨)削液的購入價(jià)格外,還需考慮切(磨)削液的管理費(fèi)用,切削刀具的損耗費(fèi),切削工藝的生產(chǎn)率,切(磨)削液的使用周期以及由環(huán)境污染問題引起的切(磨)削液的廢液處理費(fèi)等。在所加工產(chǎn)品的總生產(chǎn)費(fèi)用中,切(磨)削液的費(fèi)用只占一小部分,即使是選用價(jià)格較貴的高檔切(磨)削液,對(duì)正規(guī)加工費(fèi)用的增加影響不會(huì)太大,但由于改善了加工性能,提高發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量,延長了刀具壽命等,可帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

四.切(磨)削液的使用方法

切(磨)削液的使用方法對(duì)刀具壽命和加工質(zhì)量都有很大影響,即使是較好的切(磨)削液,如果不能有效地輸送到切削區(qū)域也不能起到應(yīng)有的作用,因此,選用潤滑為主的切(磨)削液時(shí),(如切削油,應(yīng)當(dāng)把它輸送到能在摩擦表面生成油膜的部位。相反,如果選用切(磨)削液以冷卻為主(如水基切(磨)削液),就應(yīng)當(dāng)使切(磨)削液接近刀具的刀刃部。這種條件下通常要用壓力法強(qiáng)迫切(磨)削液進(jìn)入切削區(qū),從而把刀具、工件、切屑由于摩擦和變形所產(chǎn)生的熱量帶走。連續(xù)應(yīng)用切(磨)削液比間斷應(yīng)用切(磨)削液好,間斷應(yīng)用切(磨)削液會(huì)產(chǎn)生熱循環(huán),從而導(dǎo)致硬而脆的材料(如硬質(zhì)合金刀具)產(chǎn)生裂紋和崩刀刃。間斷使用切(磨)削液除了縮短刀具壽命外,還會(huì)使工件表面粗糙度不均勻。

正確使用切(磨)削液的另一個(gè)好處是有效地排除切屑,這也是有助于刀具壽命的延長。如適當(dāng)安放切削噴嘴,可防止銑刀和鉆頭的排屑槽被切屑堵塞或排屑不暢。對(duì)于一些大工件的加工,或大進(jìn)給量的強(qiáng)力切削、磨削,采用二排或多排的冷卻液噴嘴,使之能充分冷卻,有利于提高加工效率,保證加工質(zhì)量。

1)手工加油法:固體或膏狀潤滑劑可以用毛筆、刷子將潤滑劑或涂或滴落到刀具或工件上(主要是攻螺紋、板牙套螺紋時(shí))。較近還研制出手提式供液器,通過加熱將潤滑劑霧化,噴到刀具和工件上。

在沒有配量冷卻系統(tǒng)的機(jī)床上,如果鉆孔或攻螺紋的數(shù)量不多,用手工加油是有效的方法。當(dāng)在同一機(jī)床上要完成兩種不同加工時(shí),用手工加油可以與機(jī)床上的溢流冷卻系統(tǒng)配合起來使用。

2)溢流法:較常見的使用切(磨)削液的方法是溢流法。用低壓泵把切(磨)削液打入管道中,經(jīng)過閥門從噴嘴流出,噴嘴安裝在接近切削區(qū)域。切(磨)削液流過切削區(qū)后再流到機(jī)床的不同部位上,然后匯集到集油盤內(nèi),再從集油盤流回切(磨)削液箱中,循環(huán)使用。因此,切(磨)削液箱應(yīng)有足夠的容積,使切(磨)削液有時(shí)間冷卻并使切屑及磨粒等沉降。視加工種類的不同切(磨)削液的容積為20~200L,個(gè)別加工則更大,如鉆深孔及強(qiáng)力磨削等,切(磨)削液箱可達(dá)500~1000L或更大。在集油盤內(nèi)應(yīng)設(shè)有粗的過濾器,防止大的切屑進(jìn)入切(磨)削液箱。并在泵的吸油口裝有一個(gè)精細(xì)過濾器。對(duì)于磨削、珩磨和深孔鉆、深孔鏜等機(jī)床,由于加工的工件表面質(zhì)量要求高,必須去除更細(xì)的磨屑、砂輪顆粒和切削時(shí)微粒,如槍鉆深孔加工,要用10μm的濾紙進(jìn)行過濾。采用過濾設(shè)備可以避免切(磨)削液中含有過多和污染物和過多的金屬顆粒有助于保持切(磨)削液的清潔和延長切(磨)削液的使用周期。現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)床一般都設(shè)有切(磨)削液過濾、分離、凈化裝置。

用溢流法可使切(磨)削液連續(xù)不斷地流到切削區(qū)域并沖走切屑。切(磨)削液的流量要大一些,才能使刀具的工件被切(磨)削液所淹沒。除了向切削區(qū)提供適當(dāng)?shù)那校ィ┫饕和?,還要有足夠的切(磨)削液來防止不政黨的溫升。在深孔鉆加工中,切(磨)削液箱如太小,升溫很快,當(dāng)溫度超過60℃時(shí),切(磨)削液并不能繼續(xù)進(jìn)行,所以深孔鉆一般都配有較大的冷卻油箱。

切(磨)削液流量的分布方式直接影響切(磨)削液的效率,噴嘴應(yīng)當(dāng)安置在使切(磨)削液不會(huì)因受離心力的作用面拋離刀具或工件之外的位置。較好是用二個(gè)或多個(gè)噴嘴,一個(gè)把切(磨)削液到切削區(qū)域,而其他的則用于輔助冷卻和沖走切屑。

車削和鏜削時(shí)要求把切(磨)削液直接送到切削區(qū)域,使切(磨)削液覆蓋刀具的刀刃部和工件而起到良好的冷卻作用。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,切(磨)削液的噴嘴內(nèi)徑至少相當(dāng)于車刀寬度的四分之三。

對(duì)于重負(fù)荷的車削和鏜削,需要有第二個(gè)噴嘴供給的切(磨)削液可以不受切屑阻擋而順利送到刀具和工件之間,有助于在低速時(shí)起潤滑作用。水平鉆孔和鉸孔時(shí),較好是通過空心刀具內(nèi)孔把切(磨)削液送到切削區(qū)域,保證刃部有足夠的切(磨)削液并把切屑從孔中沖出來。由于鉆頭的螺旋槽(為了排出切屑)要起到把切(磨)削液從切削區(qū)往外排出的作用,因此,即使是立鉆,進(jìn)入切削區(qū)的切(磨)削液也很少只有空心鉆才能解決這一問題。目前,我國大多數(shù)鉆孔都采用麻鉆,切(磨)削液的進(jìn)入與排屑方向相反,所以切(磨)削液很難進(jìn)入刀刃上,影響了切(磨)削液的冷卻效果,以致造成鉆頭容易燒傷,磨損嚴(yán)重,耐用度低。如何改善切(磨)削液的供給方法是值得研究的問題。

銑削時(shí)較好有二個(gè)噴嘴將切(磨)削液輸送到銑刀的進(jìn)刀和出刀側(cè),一個(gè)噴嘴流出的切(磨)削液被銑刀齒送到切削區(qū)域,另一個(gè)噴嘴流出的切(磨)削液則把切屑從刀具中沖出來。窄的銑刀用標(biāo)準(zhǔn)的圓形噴嘴即可,寬的刀具要用扁平的噴嘴,其寬度至少為刀具寬度的四分之三,才能有良好的覆蓋率。

對(duì)于平面銑削,用有許多小孔的管子制成的環(huán)形噴液器較好。這樣可以把切削舉送到各個(gè)刃口,使刀具完全浸在切(磨)削液中,起到均勻的冷卻作用。如果經(jīng)常用某種特定尺寸的端面銑刀,較好是帶有扇形的環(huán)形噴射器,其開口處的曲線與刀具的半徑相配。

磨削時(shí)采用低壓大流量的磨削液,一般可以收到良好的效果。但流量過大時(shí),將會(huì)產(chǎn)生不必要的噴濺,特別是對(duì)消泡性能較差的合成切(磨)削液,更易引起磨削液溢出,可以采用安裝防濺板和加入消泡劑的辦法解決。

磨削時(shí)如用一般噴灑方法效果就很差,在磨削熱向整個(gè)工件擴(kuò)散之前磨削液幾乎不能帶走什么熱量,這是因?yàn)樯拜啽砻嫠俣群芨撸瑖@砂輪的表面上始終帶有一層空氣膜,有礙于切(磨)削液滲透到切削區(qū)域。應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一種特殊的噴嘴,迫使切(磨)削液通過空氣膜送到砂輪上,這種噴濺應(yīng)當(dāng)盡量靠近工作,以防因砂輪離以力的作用而使切(磨)削液完全流失掉。另外一種克服砂輪上產(chǎn)生膜的方法是靠近噴嘴安裝一塊擋板以阻斷空氣流,這樣可以在砂輪與工件的交接面之間形成部分真空而吸入磨削液。

3)高壓法:對(duì)于某些加工,如深孔鉆和套孔鉆削,常用高壓(壓力為0.69~13.79MPa)切(磨)削液系統(tǒng)供油。深孔鉆用的是單刃鉆頭,與鏜孔相似,只是鉆頭內(nèi)部有切(磨)削液的通路。套孔鉆削是一種在工件上鉆一個(gè)圓柱體的鉆孔法。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入工件,鉆出的實(shí)心圓柱體就是通過空心的圓柱體開刀頭,用壓力泵把切(磨)削液送到刀具周圍,迫使切屑從刀具中心流出。套孔鉆削用的切(磨)削液必須有良好的極壓性和抗燒結(jié)性,粘度應(yīng)當(dāng)很低,才能在刀具周圍自由流動(dòng),還應(yīng)具有良好的油性,以降低刀具與工件,刀具與切屑間的摩擦系數(shù)。

深孔鉆削的主要問題是如何在切削區(qū)域維持足夠的切(磨)削液流量。一種辦法是利用鉆槽作為切(磨)削液的通路,切(磨)削液壓力為0.35~0.69Mpa,經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)的密封套流入鉆頭,然后直接進(jìn)入切削區(qū),從孔中流出來的切(磨)削液幫助排除切屑。在深孔鉆削時(shí),采用油孔鉆與溢流法相比是一個(gè)大的進(jìn)步,鉆頭壽命和生產(chǎn)率都有較大幅度的提高。高壓法有利于切(磨)削液到達(dá)切削區(qū)域,有時(shí)也在其他機(jī)床上使用。磨削時(shí)高壓噴嘴有利于砂輪的清洗。

4)噴霧法:切(磨)削液可以用氣載油霧的形式噴到刀具與工件上。切(磨)削液經(jīng)一個(gè)小的噴嘴,使用壓力為0.069~0.552Mpa的壓縮空氣將切(磨)削液分散成很小的液滴噴入切削區(qū)。在這種情況下,用水基切(磨)削液比用油基切(磨)削液好些,因?yàn)橛突校ィ┫饕旱挠挽F污染環(huán)境,有礙健康,且易于聚集成較大的油滴。噴霧法較適合于切(磨)削液速度高而切削區(qū)域低(如端銑)的加工。選用冷卻性能好的切(磨)削液,細(xì)小的液滴與熱的刀具、工件或切屑接觸,能迅速蒸發(fā)把熱帶走。噴霧冷卻不需用防濺板、集油盤和回油管,只用很小的球形,而且工件是干的,即使有一點(diǎn)油液也容易擦干。

用噴霧法有如下優(yōu)點(diǎn):

(1)刀具壽命比干切削長。

(2)在沒有或不宜使用溢流系統(tǒng)時(shí),可用它來提供冷卻作用。

(3)切(磨)削液可以到達(dá)其他方法無法接近的地方。

(4)在工件與刀具之間,切 液的流速高于溢流法,冷卻效率按同體積的世削液計(jì)算,比溢流法高出倍。

(5)在某些條件下可以降低成本。

(6)可以看見被切削的工件。

噴霧法的缺點(diǎn)是冷卻能力有限,并且還需要通風(fēng)。

噴霧裝置有三種方式:

(1)吸引式:其原理與家用噴霧器一樣,主要利用細(xì)腰管原理,壓縮空氣把切(磨)削液吸引出液罐而混合霧化于氣流中,它適合于低粘度切削油和乳化液的噴霧。

(2)壓氣式:其原理是切(磨)削液裝于密封液筒內(nèi),用0.2~0.4Mpa的壓縮空氣加壓,當(dāng)電磁閥打開時(shí),切(磨)削液就被壓出,通過混全閥與壓縮空氣氣流混合霧化。

(3)噴射式:其原理是用齒輪把切(磨)削液加壓,通過混合閥直接噴射于壓縮空氣氣流中使其混合霧化。這種裝置適用于將透明冷卻水和低粘度切削油霧化。

(4)噴霧化可應(yīng)用于端銑、車削、自動(dòng)機(jī)床加工、數(shù)控機(jī)床加工。帶有電磁閥控制的噴霧裝置適用于在數(shù)控上攻螺紋、鉸孔。

(5)制冷液體降溫法:制冷液體降溫法種類很多,如氮、氬、二氧化碳等氣體均可壓縮成液體放于鋼瓶中,氟里昂氣體可用機(jī)械裝置壓縮成液體,使用時(shí)放出,經(jīng)過調(diào)節(jié)閥,由噴嘴直接注射于工削區(qū),靠氣化吸熱來冷卻刀具、工件和切屑。這種方法冷卻效果非常好,適用于不銹鋼、耐熱鋼、高強(qiáng)度合外金鋼等難加工材料的切削加工,可以大大提高刀具耐用度。

(6)切(磨)削液的集中供給系統(tǒng),對(duì)于大、中型機(jī)械加工廠,在可能的情況下,都應(yīng)當(dāng)考慮采用集中循環(huán)系統(tǒng)為多臺(tái)機(jī)床供應(yīng)切(磨)削液,但必須各臺(tái)是采用同一種切(磨)削液。幾臺(tái)磨床可以用聯(lián)結(jié)在一起的輸送系統(tǒng)處理磨屑。集中處理被切(磨)削液潤濕的細(xì)切屑和磨屑,可以減少人力處理,改善勞動(dòng)條件。

切(磨)削液集中供給系統(tǒng)可使工廠更好地維護(hù)切(磨)削液。切(磨)削液集中在一個(gè)大池中,通過定期抽樣檢查,按照檢查結(jié)果定期補(bǔ)充原液或水,便于控制切(磨)削液的濃度??梢詼p少抽樣檢查的次數(shù),從而進(jìn)行更多項(xiàng)目的檢查,保證切(磨)削液在使用期的質(zhì)量。同分開設(shè)置的許多單獨(dú)的多切(磨)削液供給系統(tǒng)相比,由于切(磨)削液的維護(hù)工作養(yǎng)活,成本也相對(duì)降低。

集中供給系統(tǒng)較主要的優(yōu)點(diǎn)是能通過離心處理的方法可有效去除切(磨)削液中的浮油和金屬粒,同時(shí)也去掉了切(磨)削液中一半的細(xì)菌(因?yàn)榧?xì)菌很容易在切(磨)削液的漂浮油與金屬顆粒之間的界面上生長)。連續(xù)去除這些臟物,定期檢驗(yàn)質(zhì)量并根據(jù)這些檢查結(jié)果,有計(jì)劃地使用添加劑或加入原液,這都是使集中系統(tǒng)十分有效地延長切(磨)削液使用壽命的重要因素。這樣也減少了水溶性切(磨)削液廢液處理。

五.切(磨)削液的維護(hù)與管理

油基切(磨)削液在使用過程中不易變質(zhì),一般只須定期補(bǔ)充所消耗的一部分以維持足夠的循環(huán)油量,是一種長期使用易于管理的切(磨)削液。所謂易于管理只是相對(duì)于水基切(磨)削液而言。為了長期保持油基切(磨)削液的性能,加強(qiáng)管理也是必要的。在注入新的切(磨)削液時(shí),必須事先將油箱清洗于凈,去除切屑、油泥、淤渣等。如果在新的切(磨)削液中混入已經(jīng)變質(zhì)的切(磨)削液、油污等,將加促新液的劣化變質(zhì)。在使用期間換用別的切(磨)削液時(shí),要預(yù)先進(jìn)行兩種切(磨)削液的相容性和性能變化檢查,如不相容或混合后性能下降時(shí),則要前一種切(磨)削液清除后才能換上后一種切削。

1. 油基切(磨)削液的維護(hù)與管理:

1) 因混入水份而引起潤滑性、防銹性下降。

2) 因混入漏油使有效成分減少而費(fèi)起性能降低。

3) 微細(xì)切屑、鐵粉、淤渣的堆積導(dǎo)致切(磨)削液的使用性能變差。

4) 機(jī)床軸承部件和供液泵中使用的銅合金產(chǎn)生變黑、腐蝕。

關(guān)于水份混入切(磨)削液的原因,主要是前道工序是水基切(磨)削液,水由工件帶進(jìn)來,或使用過水基切(磨)削液的機(jī)床換用油基切(磨)削液時(shí),液箱和管道積存有水份等。為了除去附著在工件和機(jī)床的水份,必須先用具有水置換性的防銹油和進(jìn)行處理,將水份通過置換性防銹油或清洗油帶走。水份混入切削 中使切(磨)削液的防銹性能下降,特別切(磨)削液中有些潤滑添加劑遇到水會(huì)分解,產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì),使機(jī)床和工件生銹,而且有些添加劑遇水會(huì)變成粘稠狀物質(zhì),堵塞過濾網(wǎng),影響切(磨)削液的正常使用。切(磨)削液含水后,其潤滑性能也大幅度下降,使刀具耐用度縮短。

混入少量的油基切(磨)削液,可加熱蒸發(fā),再用活性白土吸附過濾,可重新使用,如切削性能下降,可適當(dāng)補(bǔ)充一些添加劑,便可恢復(fù)原來的使用性能。

在油基切(磨)削液的管理上,要特別當(dāng)心漏油的混入。因油基切(磨)削液與機(jī)床用的液壓油、潤滑油同為礦油,故僅從外觀不能判斷是否有漏油混入。液壓油和一般潤滑油所含添加劑濃度比油基切(磨)削液低,如果大量的潤滑油混入到油基切(磨)削液中,其添加劑的濃度就會(huì)降低,結(jié)果使其切削性能下降,刀具的耐用度縮短。一般混入油的量如超過30%,油基切(磨)削液的性能就會(huì)顯著下降,這時(shí)就要補(bǔ)充添加劑或?qū)⒂徒蹈袷褂谩K詾榱吮3钟突校ィ┫饕旱男阅?,必須盡量減少漏油的混入。但組合機(jī)床、滾齒機(jī)等機(jī)床從結(jié)構(gòu)上幾乎都是使?jié)櫥土魅肭校ィ┫饕褐?,要避免潤滑油的漏入似乎很困難。這時(shí)應(yīng)粗略估計(jì)一下每月漏入切(磨)削液的漏油量,定期補(bǔ)充一些切削潤滑劑,便可使切(磨)削液長期保持良好的切削性能。液壓油的混入大都是由于密封不良所致,故只要檢修好密封裝置就能防止液壓油的混入。

切(磨)削液在使用過程中存在較大的問題是微細(xì)切屑、鑄鐵粉、淤渣等沉積在油箱內(nèi)加速切削油的劣化變質(zhì),使油的粘度增高或生成膠狀物質(zhì)等。所以在切削過程中,不僅要除去大切屑,連細(xì)微粉也要定期清除,便可減輕切(磨)削液的污濁,延長切液的使用壽命。

在槍鉆加工、磨削加工中,金屬粉混入切(磨)浮液不但會(huì)損傷供液泵,而且會(huì)使已加工表面粗糙度惡化,所以必須采用過濾法排除切屑。槍鉆機(jī)床要求使用10μm的濾紙進(jìn)行切(磨)削液過濾。另外切(磨)削液的油箱也要足夠大,使切(磨)削液在循環(huán)過程中保持足夠的油量,減少切(磨)削液的溫升。此外,定期補(bǔ)充新液,使供液箱內(nèi)保持足夠的液量對(duì)減少切(磨)削液的溫升也很重要。切(磨)削液的濕度過高,不影響工件的加工精度,也會(huì)加快切(磨)削液的劣化。

機(jī)床的軸承部件和供液泵中使用的銅合金產(chǎn)生變黑和腐蝕主要是使用含有活性硫系極壓添加劑的切(磨)削液引起,所以對(duì)有銅合金與切(磨)削液接觸的機(jī)床不,應(yīng)選用非活性型的切削。直接用硫磺粉加入礦油中產(chǎn)生的硫化工削液對(duì)銅合金的腐蝕嚴(yán)重,改用硫化脂肪油加入礦油中配制的硫化切濟(jì),其活性度明顯下降,基本上對(duì)銅合金不產(chǎn)生腐蝕。

2.乳化液的維護(hù)與管理

乳化液的維護(hù)保養(yǎng)比油基切(磨)削液復(fù)雜得多。當(dāng)配制乳化液時(shí),要先將水加滿水箱,然后邊攪拌邊加入乳化油。要避免將水加入油中或用少量的水稀釋乳化油,否則會(huì)得到油包水型乳化液,這類乳化液的粘度大,不適合一般的切削使用。

配制乳化液所用的水十分重要,含各種礦物質(zhì)和鹽的硬水常會(huì)妨礙乳化過程。用硬水配制的乳化液常會(huì)迅速分層,析出大量的油和不溶于水的皂,影響使用效果。另一方面,如水質(zhì)太軟,泡沫就有可能增多。所以配制乳化液時(shí)要預(yù)先了解水質(zhì)的情況,如水質(zhì)太硬必須經(jīng)過預(yù)處理,可在水中加入0.1%-0.3%的三聚磷酸鈉或二乙胺四醋酸鈉便可起到降低水質(zhì)硬度的作用。但加入三聚磷酸鈉過多會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌、霉菌的繁殖。所以如果當(dāng)?shù)氐淖詠硭捕冗^大,較好使用去離子水。

乳化液中含有的脂肪油和不飽和脂肪酸很容易被微生物侵蝕。乳化液中經(jīng)常遇到的微生物有細(xì)菌、霉菌和藻類三類,這三類微生物對(duì)乳化液的穩(wěn)定性有不利影響。切(磨)削液變質(zhì)發(fā)臭的主要原因是:切(磨)削液中含有大量細(xì)菌,細(xì)菌主要有耗氧菌和厭氧菌。耗氧菌生活在有礦物質(zhì)的環(huán)境中,如水、切(磨)削液的濃縮液和機(jī)床漏出的油中,在有氧條件下,每20~30min分裂為二。而厭氧菌生存在沒有氧氣的環(huán)境中,每小時(shí)分裂為二,代謝釋放出SO2,有臭雞蛋味,切(磨)削液變黑。當(dāng)切(磨)削液中的細(xì)菌過多時(shí),切(磨)削液就會(huì)變臭許多乳化液都含有殺菌劑,但其添加量都受到油溶解度的限制。當(dāng)配制成乳化液時(shí),殺菌劑的濃度進(jìn)一步降低,因而降低了他的殺菌作用。乳化液受到微生物的侵蝕后,乳化液中的不飽和脂肪酸等化合物被微生物制分解,破壞了乳化液的平衡,產(chǎn)生析油,析皂及酸值增大,引起乳化液腐敗變質(zhì)。觀察乳化液的腐敗現(xiàn)象有如下過程:

1)輕微的腐敗臭氣發(fā)生。

2)乳化液由乳白色變成灰褐色。

3)PH值,防銹性急劇下降。

4)乳化液油水分離,生成沉渣或油泥等物質(zhì),堵塞過濾網(wǎng)。

5)切削、磨削性能下降。

6)產(chǎn)生臭味擴(kuò)散到整個(gè)車間,使操作環(huán)境惡化,不得不更換新的切(磨)削液。

為了防止乳化液腐敗,可以采用如下措施:

1)注入新液時(shí),要把機(jī)床周圍及供液系統(tǒng)內(nèi)的切屑和油污等物全清除,并用殺菌劑消毒后才加入新液。不清洗干凈就等于向新液中投放腐敗的菌種。

2)乳化液稀釋要用自來水或軟水,避免使用含大腸桿菌和無機(jī)鹽多的地下水。

3)要進(jìn)行補(bǔ)給液的管理,保持乳化液在規(guī)定的濃度下工作,稀薄濃度的乳化液助長細(xì)菌的繁殖。

4)當(dāng)發(fā)現(xiàn)PH值有降低的傾向時(shí),應(yīng)添加PH值增高劑(如碳酸鈉),使PH值保持在9左右。當(dāng)乳化濟(jì)液的PH值過9時(shí),微生物便難于繁殖。

5)節(jié)假日等長期停機(jī)時(shí),應(yīng)向液箱內(nèi)定期鼓入空氣,以防止厭氧菌的繁殖,同時(shí)也可除動(dòng)臭氣。

6)在注意防止漏油混入的同時(shí),安裝一個(gè)能迅速除去混入漏油的裝置。

7)采用有效的排屑方式,避免切屑堆積在液箱內(nèi)。

8)若覺察到腐敗的征兆應(yīng)立即添加殺菌劑將菌殺滅,對(duì)延長乳化液的使用周期有明顯效果。

3. 合成切(磨)削液的維護(hù)與管理

合成切(磨)削液屬于單相體系沒有乳化液的成分復(fù)雜,PH也較乳化液高(一般9~9.5),而且合成液中常含有硼酸鹽、苯甲酸鹽、亞硝酸鹽等成分,這些成分都有一定的抗微生物分解的能力,所以合成液的使用壽命一般都較乳化液長,不易腐敗變質(zhì)。

在使用合成切(磨)削液時(shí)主要應(yīng)注意三個(gè)問題:一是要控制好使用濃度。在切(磨)削液在使用一般時(shí)間后,由于水份蒸發(fā)及工件、切屑帶走一部分切(磨)削液,在補(bǔ)充水時(shí)要按比例加入一定量的原液,較好定期作濃度檢查,如濃度變化圈套時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整加入的水量和原液量,使切(磨)削液保持在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)使用;二要盡量避免在合成液中混入潤滑油,由于合成液一般都含有較多的表面活性劑,混入潤滑油后,油便被乳化,使合成液逐漸變?yōu)槿榛?,影響其使用性能,也容易引起發(fā)臭變質(zhì);三是避免使用硬度過大的水。合成液中一般都含有脂肪酸皂作潤滑劑,如水的硬度大時(shí),水中的鈣、鎂離子與脂肪酸反應(yīng)生成不溶性皂,使?jié)櫥阅芟陆?,并影響清洗效果。所以?duì)硬度大的水要進(jìn)行軟化處理后再進(jìn)行配制,或在組份中加入抗硬水劑。

在合成液中定期加入一定量的殺菌劑也可以延長換液的周期。

使用合成切(磨)削液要特別重視機(jī)床和工件的防銹管理。使用的稀釋水中若含有多量的氯化鈉、硫酸鹽,不僅易引起切(磨)削液的腐敗,也會(huì)降低其防銹性能,所以稀釋水應(yīng)選用好的水質(zhì)。切(磨)削液的防銹性與濃度有著密切關(guān)系,當(dāng)防銹性降低時(shí),一般采取的措施是補(bǔ)充原液以提高合成切(磨)削液的濃度。合成切(磨)削液不含油,水份蒸發(fā)后不能在金屬表面留下一層油膜,其防銹性能比油基切(磨)削液和防銹乳化液差。工件在工序之間滯留,或氣象條件驟變,空氣濕度大等環(huán)境都易引起生銹,應(yīng)考慮將工件浸入防銹水或涂上防銹油以防止銹蝕。機(jī)床的工作臺(tái)面在下班前也應(yīng)將水抹干凈涂上防銹油。

六.切(磨)削液的廢液處理

1.油基切(磨)削液的廢液處理:

油基切(磨)削液一般不會(huì)發(fā)臭變質(zhì),其更換切(磨)削液的原因主要是由于切(磨)削液的化學(xué)變化、切屑混入量增大、機(jī)床潤滑油的大量漏入及水的混入等原因,對(duì)此可采取如下措施:

1)改善油基切(磨)削液的凈化裝置。

2)定期清理油基切(磨)削液箱中的切屑。

3)通過檢修機(jī)床防止?jié)櫥吐┤搿?/p>

4)定期補(bǔ)充切削潤滑添加劑。

5)加熱去除水份,并經(jīng)沉演過濾后加入一些切削油潤滑添加劑,即可恢復(fù)質(zhì)量,繼續(xù)使用。

油基切(磨)削液較終的廢油處理一般是燃燒處理。為了節(jié)省資源,也可對(duì)廢油進(jìn)行再生。

2.水基切(磨)削液的廢液處理:

水基切(磨)削液的廢液處理可分為物理處理、化學(xué)處理、生物處理、燃燒處理四大類。

2)物理處理:其目的是使切(磨)削液中的懸濁物(指粒子直徑在10μm以上的切屑、磨屑粉未、油粒子等)與水溶液分離。其方式有下述之三種:

①利用懸濁物與水的比重差的沉降分離及浮游分離。

②利用濾材的過濾分離。

③利用離心裝置的離心分離。

2)化學(xué)處理:其是對(duì)在物理中未被分離的微細(xì)懸濁粒子或膠體狀粒子(粒子直覺為0.01~10μm的物質(zhì))進(jìn)行處理或?qū)U液中的有害成分用化學(xué)處理使之變?yōu)闊o害物質(zhì),有下述四種方法:

①使用無機(jī)系凝聚劑(聚氯化鋁、硫酸鋁土等),或有機(jī)系凝聚劑(聚丙烯酰胺)等促進(jìn)微細(xì)粒子、膠體粒子之類的物質(zhì)凝聚的凝聚法。

②利用氧、臭氧之類的氧化劑或電分解氧化還原反應(yīng)處理廢液中有害成分的氧化還原法。

③利用活性碳之類的活性固體使廢液中的有害成分被吸附在固體表面而達(dá)到處理目的的吸附法。

④利用離子交換樹脂使廢液中的離子系有害成分進(jìn)行離子交換而達(dá)到處理目的的離子交換法。

3)生物處理:生物處理的目的是對(duì)用物理、化學(xué)處理都很難除去的廢液中的有機(jī)物(例如有機(jī)胺,非離子系活性劑,多元醇等)進(jìn)行處理,其代表性的方法有加菌淤渣法和散水濾床法。加菌淤渣法是將加菌淤渣(微生物增殖體)與廢液混合進(jìn)行通氣,利用微生物分解處理廢液中的有害物質(zhì)(有機(jī)物)。散水濾床法是當(dāng)廢液流過被微生物覆蓋的濾材充填床(濾床)的表面時(shí),利用微生物分解處理廢液中的有機(jī)物。

4)燃燒處理:有直接燒卻法和將廢液蒸發(fā)濃縮以后再進(jìn)行燃燒處理的“蒸發(fā)濃縮法”。

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