*近正值秋分，大部分南方地區(qū)此時才算真正告別了火熱的高溫天氣。不過在做機加的人眼中，常年需要面對的是同樣很“火熱”的切削液，如何合理使用切削液及控溫是必備技能。下面就來看看，10大加工類型中應(yīng)該如何選擇切削液，以及在高溫時給切削液降溫的6大方法。

Part.1 10大加工類型如何正確選擇切削液

對于不同切削加工類型，金屬的切除特性是不一樣的，較難的切削加工對切削液要求也較高。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-高速低進給切削螺紋-銑削-鉆孔-刨削-車削(單刃刀具)-鋸削磨削。

一、車削、鏜削

極壓/高濃乳化液

粗車：粗車時加工余量較大，因而切削深度和進給量都較大，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削液，將切削熱及時帶走，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，使用水基切削液要注意機床導(dǎo)軌面的保養(yǎng)，下班前要將工作臺上的切削液擦干，涂上潤滑油。

精車：精車時，切削余量較小，切削深度只有0.05～0.8mm，進給量小，要求保證工件的精度和粗糙度。精車時由于切削力小，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削液為宜。

鏜削：鏜削機理與車削一樣，不過它是內(nèi)孔加工，切削速度不快，但散熱條件差，可采用乳化液作切削液，使用時應(yīng)適當增加切削液的流量和壓力。

二、銑削

極壓乳化液、非活性極壓油

銑削是斷續(xù)切削，每個刀齒的切削深度時刻變化，容易產(chǎn)生振動和一定的沖擊力，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，均需要冷卻性好，并有一定潤滑性能的切削液，如極壓乳化液。

在低速銑削時，要求用潤滑性好的切削油，如精密切削油和非活性極壓油。對不銹鋼和耐熱合金鋼，可用含硫、氯極壓添加劑的切削油。

三、螺紋加工

油性劑+極壓劑的復(fù)合切削液

切削螺紋時，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，熱量不能及時由切屑液帶走，刀具容易磨損，切屑碎片擠塞并且容易產(chǎn)生振動。

尤其車螺紋和攻螺紋時切削條件更苛刻，有時會出現(xiàn)崩刃和斷絲錐，要求切削液同時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)選用同時含有油性劑和極壓劑的復(fù)合切削液。

此外，攻螺紋時切削液的滲透性能很重要，切削液能否及時滲透到刀刃上，對絲錐的耐用度影響很大，切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，如盲孔攻螺紋時切削液很難進入孔中，這時采用粘度大，附著力強的切削液效果反而更好。

四、鉸削

高濃度極壓乳化液

鉸削加工是對孔的精度加工，要求精度高鉸削屬低速小進給量切削，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。

五、拉削

切削液的潤滑性要好

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，拉削加工的特點是能夠高精度地加工出具有復(fù)雜形狀的工件。因為拉刀是貴重刀具所以刀具耐用度對生產(chǎn)成本影響較大。

此外，拉削是精加工，對工件表面粗糙度要求嚴格。拉削時，切削阻力大，不易排屑，冷卻條件差，易刮傷工件表面，所以要求切削液的潤滑性較好，國內(nèi)已有專用的含硫極壓添加劑的拉削油。

六、鉆孔

極壓合成切削液

使用一般的麻花鉆鉆孔，屬于粗加工，鉆削時排屑困難，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削液。極壓合成切削液表面張力低，滲透性好，能及時冷卻鉆頭，對延長刀具壽命，提高加工效率十分有效。對于不銹鋼、耐熱合金等難切削材料，可選用低粘度的極壓切削油。

七、深孔鉆

需良好的冷卻及高溫潤滑性

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(切深與孔徑之比大于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)濟效益顯著。

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

•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。

•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)。

•良好的滲透性，排屑性，使切削液及時滲透到刀刃上，并保證切屑能順利排出，因此，深孔鉆切削液要求具有高的極壓性和低的粘度。

八、齒輪加工

不宜用油基切削液

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

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，又因為剃齒加工產(chǎn)生細小的切屑，為了使切屑容易沖掉，*好用低粘度的切削油，如果切屑分離不暢，會使已加工表面質(zhì)量惡化。

九、磨削

要求冷卻、清洗性能良好

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，磨削速度高發(fā)熱量大，磨削溫度可高達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，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削液。

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。當砂輪的線速度增加時，磨削溫度顯著升高。從試驗測定，砂輪線速度為60m/s時的磨削溫度(工作平均溫度)比30m/s高約50%～70%;砂輪線速度為80m/s時，磨削溫度比60m/s時又高15%～20%。砂輪線速度提高后，單位時間內(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，不能使用普通的切削液，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。

強力磨削：這是一種先進的高效磨削工藝，例如功入式高速強力磨削時，線速度為60m/s的砂輪以每分鐘3.5～6mm左右有進給速度徑向功入，功除率可高達20～40mm33/mm·s，這時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700～1000，如果冷卻條件不好，磨削過程就不可能進行。在強力磨削時，采用性能優(yōu)良的合成強力磨削液與乳化液相比，總磨量提高35%，磨削比提高30%～50%，延長正常磨削時間約40%，降低功率損耗約40%，所以強力磨削時，冷卻液的性能對磨削效果影響很大。

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，否則會造成磨削效率低，表面燒傷等不良效果，可以采用以無機鹽為主的化學(xué)合成液作磨削液。精磨時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。對于加工精度高的零件，可采用潤滑性能好的低粘度油基切削液。

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)，生成低剪切強度的硫化鐵膜和氯化鐵膜，能減輕磨粒，切削刃*的磨損，使磨削順利進行。為了獲得較好的冷卻性和清洗性，切削液要保證防火安全，應(yīng)選用低粘度高閃點的磨削油為宜。

十、珩磨

礦物油加入非活性脂肪油

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。

水基冷卻液對細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的礦物油加入一定量的非活性的硫化脂肪油作珩磨油。

Part.2

切削液降溫6大絕招

選用以潤滑為主的切削液時(如切削油)，應(yīng)當把它輸送到能在摩擦表面生成油膜的部位。相反，如果選用的切削液以冷卻為主(如水基切削液)，就應(yīng)當使切削液接近刀具的刃部。

這種條件下通常要用壓力法強迫切削液進入切削區(qū)域，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)用切削液比間斷應(yīng)用切削液好，間斷應(yīng)用切削液會產(chǎn)生熱循環(huán)，從而導(dǎo)致硬而脆的刀具材料(如硬質(zhì)合金刀具)產(chǎn)生裂紋和崩刃。間斷使用切削液除了縮短刀具壽命外，還會使工作表面粗糙不均勻。

1、切削液降溫手工加油法

固體或膏狀潤滑劑可以用毛筆、刷子將潤滑劑涂或滴落到刀具或工件上(主要是攻螺紋、板牙套螺紋時)。*近還研制出手提式供液器，通過加壓將潤滑劑霧化，噴到刀具和工件上。在沒有配冷卻系統(tǒng)的機床上，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。當在同一機床上要完成兩種不同加工時，用手工油可以與機床上的溢流冷卻系統(tǒng)配合起來使用。

2、切削液降溫溢流法

*常見的使用切削液的方法是溢流法。用低壓泵把切削液打入管道中，經(jīng)過閥門從噴嘴流出，噴嘴安裝在接近切削區(qū)域。切削液流過切削區(qū)后再流到機床的不同部件上，然后匯集到集油盤內(nèi)，再從集油盤流回到切削液箱中，循環(huán)使用。因此，切削液箱應(yīng)有足夠的容積，使切削液有時間冷卻并使細的切屑及磨粒等沉降。視加工種類的不同，切削液箱的容積約為20-200L，個別加工則更大，如鉆深孔及強力磨削等，切削液箱可達500-1000L或更大。在集油盤內(nèi)應(yīng)設(shè)有粗的過濾器，防止大的切削進入切削液箱，并在泵的吸油口裝有一個精細過濾器。

對于磨削、衍磨和深孔鉆、深孔鏜等機床，由于加工的工件表面質(zhì)量要求高，必須去除更細的磨屑、砂輪顆粒和切削微粒，如槍鉆深孔加工，要用10um的濾紙進行過濾。采用過濾設(shè)備可以避免切削液中含有過多的污染物或過多的金屬顆粒，有助于保持切削液的清潔和延長切削液的使用周期?，F(xiàn)代自動化機床一般都設(shè)有切削液過濾、分離、凈化裝置。用溢流法可使切削液連續(xù)不斷地流到切削區(qū)域并沖走切屑。切削液的流量要大一些，才能使刀具和工件被切削液所淹沒。

除了向切削區(qū)提供適當?shù)那邢饕和?，還要有足夠的切削液來防止不正常的溫升。在深孔鉆加工中，切削液箱如太小，切削液的溫升很快，當油溫超過60℃時，切削便不能繼續(xù)進行，所以深孔鉆床一般都配有較大的冷卻油箱。

切削液流的分布方式直接影響到切削液的效率。噴嘴應(yīng)當安置在使切削液不會因受離心力的作用而拋離刀具或工件之外的位置。*好是用二個或多個噴嘴，一個把切削液送到切削區(qū)域，而其他的則用于輔助冷卻和沖走切屑。車削和鏜削時要求把切削液直接送到切削區(qū)域，使切削液覆蓋刀具的刃部和工件而起到良好的冷卻作用。

實踐經(jīng)驗證明，切削液的噴嘴內(nèi)徑至少相當于車刀寬度的四分之三。對于重負荷的車削和鏜削，需要有第二個噴嘴沿刀具的下側(cè)面供給切削液。較低噴嘴供給的切削液可以不受切削阻擋順利送到刀具和工件之間，有助于在低速時起潤滑作用。水平鉆孔和鉸孔時，*好是通過空心刀具內(nèi)孔把切削液送到切削區(qū)域，保證刃部有足夠的切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)要起到把切削液從切削區(qū)往外排出的作用，因此即使是立鉆，進入切削區(qū)的切削液也很少，只有空心鉆頭才能解決這一問題。

3、切削液降溫高壓法

對于某些加工，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)部有切削液的通路。套孔鉆削是一種在工件上鉆一個圓柱形孔但留下一個實心圓柱體的鉆孔法。

當?shù)毒哌M入工件時，鉆出的實心圓柱體就通過空心的圓柱形刀頭，用壓力泵把切削液送到刀具周圍，迫使切屑從刀具中心流出。套孔鉆削用的切削液必須有良好的極壓性和抗燒結(jié)性，粘度應(yīng)當很低，才能在刀具周圍自由流動，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)域維持足夠的切削液流量。一種辦法是利用鉆屑槽作為切削液的通路，切削液壓力為0.35-0.69MPa，經(jīng)過轉(zhuǎn)動的密封套流入鉆頭，然后直接進入切削區(qū)，從孔中流出來的切削液幫助排除切屑。在深孔鉆削時，采用油孔鉆與溢流法相比是一個大的進步，鉆頭壽命和生產(chǎn)率都有較大幅度的提高。高壓法有利于切削液到達切削區(qū)域，有時也在其他機床上使用。磨削使高壓噴嘴有利于砂輪的清洗。

4、切削液降溫噴霧法

切削液可以用氣載油霧的形式噴到刀具與工件上。切削液經(jīng)一個小的噴嘴，使用壓力為0.069-0.552MPa的壓縮空氣將切削液分散成很小的液滴噴入切削區(qū)。在這種情況下，用水基切削液比用油基切削液好些，因為油基切削液的油霧污染環(huán)境，有礙健康，且易于集成較大的油滴。噴霧法*適合于切削速度高而切削區(qū)域低(如端銑)的加工。選用冷卻性能好的切削液，細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，即使有一點油液也容易擦干。

噴霧裝置有三種方式：

1.吸引式

其原理與家用噴霧器一樣，主要利用細腰管原理，壓縮空氣把切削液吸引出液罐而混合霧化于氣流中。它有一個通壓縮空氣的管和另一個虹吸切削液的管，并聯(lián)接于混合接頭上，它適合于低粘度切削油和乳化液的噴霧。

2.氣壓式(加壓法)

其原理是切削液裝于密封液筒內(nèi)，用0.2-0.4MPa的壓縮空氣加壓，當電磁閥打開時，切削液就被壓出，通過混合閥與壓縮空氣氣流混合霧化。這種裝置適合于水基合成液和乳化液的噴霧，但水溶液和乳化液中不得含有脂肪油或懸浮的固體物質(zhì)。霧化混合比可由混合閥和調(diào)壓閥調(diào)整。

3.噴射式

其原理是用齒輪泵把切削液加壓，通過混合閥直接噴射于壓縮空氣氣流中使其霧化。這種裝置適用于將透明冷卻水和低粘度切削油霧化。噴霧化可應(yīng)用于端銑、車削、自動機床加工、數(shù)控機床加工。帶有電磁閥控制的噴霧裝置適用于在數(shù)控機床上攻螺紋、鉸孔。

5、切削液降溫制冷液體降溫法

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，氟昂氣體可用機械裝置壓縮成液體，使用時放出，經(jīng)過調(diào)節(jié)閥，由噴嘴直接注射于切削區(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、高強度合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、切削液的集中供給系統(tǒng)

對于大、中型機械加工廠，在可能的情況下，都應(yīng)當考慮采用集中循環(huán)系統(tǒng)為多臺機床供應(yīng)切削液，但必須各臺機床是采用同一種切削液。幾臺磨床可以用聯(lián)結(jié)在一起的輸送系統(tǒng)處理磨屑。集中處理被切削液潤濕的細切屑和磨屑，可以減少人力處理，改善勞動條件。

切削液集中供給系統(tǒng)可使工廠更好地維護切削液。切削液集中在一個大池中，通過定期抽樣檢查，按照檢查結(jié)果定期補充原液或水，便于控制切削液的濃度?？梢詼p少抽樣檢查的次數(shù)，從而進行更多項目的檢查，保證切削液在使用期的質(zhì)量。同分開設(shè)置的許多單獨的多切削液供給系統(tǒng)相比，由于切削液的維護工作減少，成本也相對降低。集中供給系統(tǒng)*主要的優(yōu)點是能通過離心處理的方法，可有效去除切削液中的浮油和金屬顆粒，同時也去掉了切削液中的一半的細菌(因為細菌很容易在切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，定期檢驗質(zhì)量并根據(jù)這些檢查結(jié)果，有計劃地使用添加劑或加入原液，這都是使集中系統(tǒng)十分有效地延長切削液使用壽命的重要因素。這樣也減少了水溶性切削液的廢液處理。