第八讲材料加工性和切削液

1、 4.3 4.3 切切 削削 液液了解切削液的作用和种类；添加剂的作用和种类；合理选用切削液的方法； 主要内容：主要内容：切削液的浇注方法。 切削液的冷却作用切削液的冷却作用 （1）减少切屑、工件与刀具间的摩擦，从而减少切削热的产生；（2）将产生的切削热迅速带走。 冷却性能的好坏决定于导热系数、比热、流量和流速等。 1-1切削液的作用切削液的作用 切削液的润滑作用切削液的润滑作用 ：减少摩擦：减少摩擦 润滑性能的好坏决定于渗透性、形成润滑膜的能力和润滑膜的强度。 1-1切削液的作用切削液的作用切削液的清洗作用切削液的清洗作用 清洗性能取决于切削液的流动性和压力。切削液的防锈作用切削液的防锈作用

2、 在切削液中加入防锈添加剂后，能在金属表面形成保护膜，起到防锈作用。 1-1切削液的作用切削液的作用 1-2 切削液的分类切削液的分类 为了改善切削液的某种性能而加入的化学物质，为了改善切削液的某种性能而加入的化学物质，称为添加剂。称为添加剂。 分类：分类： （1）油性添加剂）油性添加剂 （2）极压添加剂）极压添加剂 （3）表面活性剂）表面活性剂 （4）防锈添加剂）防锈添加剂2 添加剂添加剂 含有极性分子，能形成比较牢固的吸附膜，起到渗透和润滑的作用。 油性添加剂有动植物油、脂肪酸、胺类、醇类及脂类。 油性添加剂切削液在油性添加剂切削液在200以下以下使用。使用。2 添加剂添加剂油性添加剂油性

3、添加剂 添加剂中含添加剂中含氯、硫和磷氯、硫和磷等化合物，在等化合物，在高温下与金属高温下与金属反应反应形成固体润滑膜。形成固体润滑膜。 适用于适用于400800高温的情况，但硫与氯分别对高温的情况，但硫与氯分别对有色金属和钢铁有有色金属和钢铁有腐蚀腐蚀作用，应注意合理使用。作用，应注意合理使用。2 添加剂添加剂极压添加剂极压添加剂l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。l作用：作用：乳化作用：乳化作用：它使矿物油微小颗粒稳定分散在水中，形它使矿物油微小颗粒稳定分散在水中，形成成乳化液乳化液；润滑作用：润滑作用：表面活性剂能吸附在金属表面，形成润滑表面活性剂能吸附在金属表面，

4、形成润滑膜，起润滑作用。膜，起润滑作用。2 添加剂添加剂表面活性剂表面活性剂 防锈添加剂防锈添加剂 防霉添加剂防霉添加剂 抗泡沫添加剂抗泡沫添加剂 2 添加剂添加剂其它其它防锈添加剂防锈添加剂防霉添加剂防霉添加剂从工件材料方面考虑从工件材料方面考虑从加工要求考虑从加工要求考虑 合理选用切削液合理选用切削液对减轻刀具磨损、提高加工对减轻刀具磨损、提高加工表面质量及加工精度起着重要的作用。表面质量及加工精度起着重要的作用。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。3）切削高强度钢、高温合金等难加工材料时，易选用极压切削油或极压乳化液。4）对于铜、铝及其合金，可

5、采用10%20%的乳化液或煤油等。1）粗加工，）粗加工，选用水溶液或选用水溶液或低浓度乳化液；低浓度乳化液； 2）精加工，精加工，选用极压切选用极压切削油或高浓度乳化液；削油或高浓度乳化液；3 切削液的合理选用切削液的合理选用从刀具方面考虑从刀具方面考虑 从加工方法方面考虑从加工方法方面考虑 1）高速钢刀具耐热性差，应采用切削液。 2）硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，必须使用时可采用低浓度乳化液或多效切削液，且浇注时要充分连续，否则刀片会因冷热不均而导致破裂。1）钻孔、铰孔、攻螺纹和拉削等工序钻孔、铰孔、攻螺纹和拉削等工序的刀具与已加工表面摩擦严重，易采用乳化液、极压乳化液或极压切削油。

6、 2）成型刀具、齿轮刀具成型刀具、齿轮刀具等价格昂贵，要求刀具使用寿命高，可采用极压切削油（如硫化油等）。 3）磨削加工磨削加工温度很高，还会产生大量的碎屑及脱落的沙粒，因此要求切削液应具有良好的冷却和清洗作用，常采用乳化液。133 切削液的合理选用切削液的合理选用 浇注法浇注法4 切削液的浇注方法切削液的浇注方法 高压冷却法：高压冷却法： 深孔加工时，常采用高压冷却法。深孔加工时，常采用高压冷却法。4 切削液的浇注方法切削液的浇注方法 喷雾冷却法喷雾冷却法4 切削液的浇注方法切削液的浇注方法 4.2 4.2 材料的切削加工性材料的切削加工性材料切削加工性的概念；影响材料切削加工性的因素；常用

7、材料的切削加工性； 主要内容：主要内容：改善材料切削加工性的方法。1 1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念 一、衡量材料切削加工性的指标一、衡量材料切削加工性的指标工件材料切削加工性：工件材料切削加工性：指材料被加工成合格零件的难易程度，指材料被加工成合格零件的难易程度， 是一个相对的概念。是一个相对的概念。 1. 1.以刀具使用寿命以刀具使用寿命T T 或切削速度或切削速度vT来衡量来衡量 相同切削条件相同切削条件比比T T ；T T 一定，一定，比速度比速度vT 或切除材料或切除材料体积。体积。3.3.以已加工表面质量来衡量以已加工表面质量来衡量 一般精加工，用一般精加工，用RaR

8、a；精密零件，用；精密零件，用加工硬化、残余应力。加工硬化、残余应力。2.2.以切削力或切削温度来衡量以切削力或切削温度来衡量 粗加工、机床刚性或功率不足用力或功率粗加工、机床刚性或功率不足用力或功率; ;导热差用温度。导热差用温度。4.4.以断屑性能来衡量以断屑性能来衡量 自动机床、数控机床、自动线等，断屑性能是主要指标。自动机床、数控机床、自动线等，断屑性能是主要指标。 工件工件材料的相对加工性材料的相对加工性 1.1.切削速度切削速度vT的的含义：当刀具使用寿命为含义：当刀具使用寿命为T (min)时切削时切削 某种材料所允许的切削速度。某种材料所允许的切削速度。 vT越高，材料的切削越

9、高，材料的切削加工性越好。通常取加工性越好。通常取T T = = 6060 minmin， vT写作写作v60 ；难加工材料，；难加工材料，vT为为v15或或v30 。2.2.相对相对加工性加工性Kr：以：以b=0.637GPa的的45钢的钢的v60作为基准，作为基准， 写作写作v060 ，将某种材料的，将某种材料的v60与其相比的比值，即与其相比的比值，即 Kr v60 / v060 1 1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念1 1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念 2 材料切削加工性的影响因素材料切削加工性的影响因素例例 45钢钢 1Cr18Ni9Ti 2 材料切削加工性的影

10、响因素材料切削加工性的影响因素 3 常用金属材料的切削加工性常用金属材料的切削加工性（一）（一）有色金属有色金属 普通普通铝及铝及铝合金、铝合金、铜铜及铜合金，强度硬度低，导热性好，及铜合金，强度硬度低，导热性好，易切削。易切削。（二）（二）铸铁铸铁 白口铸铁白口铸铁硬度高（硬度高（HBS600)HBS600)，难切削；，难切削； 灰口铸铁灰口铸铁硬度适中，强度塑性小，切削力较小，但高硬度硬度适中，强度塑性小，切削力较小，但高硬度 碳化物对刀具有擦伤，崩碎切屑，切削力热集中刀刃上且有碳化物对刀具有擦伤，崩碎切屑，切削力热集中刀刃上且有 波动，刀具磨损率并不低，应采用低于加工钢的切削速度。波动，

11、刀具磨损率并不低，应采用低于加工钢的切削速度。 球墨铸铁、可锻铸铁球墨铸铁、可锻铸铁的强度塑性比灰铁高，切削性良好的强度塑性比灰铁高，切削性良好 工件表面若有硬皮应进行退火处理。工件表面若有硬皮应进行退火处理。（三）（三）结构钢结构钢 碳素结构钢切削加工性取决于含碳量。碳素结构钢切削加工性取决于含碳量。 低碳钢低碳钢硬度低，塑韧性高，变形大，断屑难，粘屑，加硬度低，塑韧性高，变形大，断屑难，粘屑，加 工表面粗糙，加工性较差；工表面粗糙，加工性较差； 高碳钢高碳钢硬度高，塑性低，切削力大，温度高，刀具耐用硬度高，塑性低，切削力大，温度高，刀具耐用 度低，加工性差；度低，加工性差； 中碳钢中碳钢性

12、能适中，加工性良好。性能适中，加工性良好。 合金结构钢强度硬度提高，切削加工性变差。合金结构钢强度硬度提高，切削加工性变差。（四）难加工（四）难加工材料材料 高强度硬度，高塑性韧性或高脆性，耐高温，导热性差。高强度硬度，高塑性韧性或高脆性，耐高温，导热性差。 切削力大，温度高，刀具磨损快，断屑难，加工性差。切削力大，温度高，刀具磨损快，断屑难，加工性差。 4 改善切削加工性的途径改善切削加工性的途径（一）改善（一）改善材料材料切削加工性的途径切削加工性的途径 1.1.调整材料的化学成分调整材料的化学成分 钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分2.2.进行适

13、当的热处理进行适当的热处理 低、中碳钢低、中碳钢宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性；宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性； 高碳钢高碳钢宜用球化退火宜用球化退火, ,降低硬度降低硬度, ,均匀组织均匀组织, ,改善加工性；改善加工性； 中碳以上的合金钢中碳以上的合金钢硬度较高，需退火以降低硬度；硬度较高，需退火以降低硬度； 不锈钢不锈钢常要进行调质处理，降低塑性，以便加工；常要进行调质处理，降低塑性，以便加工； 铸铁铸铁需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力（二）改善切削加工条件（二）改善切削加工条件 1.1.选择合适的刀具材料和切削用量选择合适的刀具材料和切削用量 难加工材料，导热性差，选难加工材料，导热性差，选YGYG、YWYW合金或涂层刀片；合金或涂层刀片； 刀具合理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑；刀具合理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑； 选择合理切削用量等