富有知識(shí)丨鋁合金加工應(yīng)如何選擇切削液

在金屬切削過程中，金屬和刀具界面會(huì)產(chǎn)生大量的熱，其溫度可達(dá)到600～1000℃。這對(duì)工件表面質(zhì)量、尺寸精度、刀具的使用壽命、動(dòng)能消耗及生產(chǎn)效率都有很大的影響。切削液的使用，能及時(shí)帶走切削產(chǎn)生的熱量，大流量切削液的沖刷作用，使切屑能及時(shí)的脫離已加工表面，清洗夾具和機(jī)床護(hù)板，從而使工件達(dá)到良好的加工質(zhì)量。

三個(gè)工藝指標(biāo)對(duì)鋁合金加工的影響

在鋁合金切削加工過程中，切削液的濃度、壓力、流量這三個(gè)工藝指標(biāo)選擇對(duì)零部件的加工質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。

1、切削液的濃度選擇 

在工廠現(xiàn)場(chǎng)使用的切削液，是由切削液濃縮物加水稀釋而成的工作液。表示切削液的有效含量通常有兩種方法：濃度和稀釋倍率。原液現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)濃度使用折光儀，而實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)一般使用的是滴定方法來進(jìn)行檢測(cè)。

工作液的濃度只有維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，才能保證切削液發(fā)揮其應(yīng)有的功能。切削液的使用濃度過低，容易發(fā)生銹蝕、刀具磨損增大和加工質(zhì)量降低以及抗菌性能下降、易腐敗發(fā)臭等問題。相反如果切削液濃度過高，不僅會(huì)帶來加工成本增加，而且可能導(dǎo)致切削液的清洗性和冷卻性下降、消泡性下降、對(duì)操作工人的眼睛和呼吸道產(chǎn)生刺激、發(fā)生皮膚過敏等一系列問題。因此，維持切削液的合適濃度是水基切削液管理的重要環(huán)節(jié)，通常都把濃度檢查作為切削液管理的重要指標(biāo)。 

開放式切削方式如車削、銑削排屑通暢，切屑液主要起冷卻和沖屑作用，對(duì)濃度要求不高，一般選用濃度為3%～5%左右的切削液。

封閉場(chǎng)合切削如鉆孔、攻絲時(shí)，加工環(huán)境惡劣，排屑不暢，刀具和工件相互擠壓，這時(shí)切屑液要對(duì)刀具進(jìn)行冷卻和潤滑，還要沖屑，這種加工方式對(duì)切削液的潤滑性能要求較高，一般鉆孔選用濃度為5%～8%的切削液。

攻絲加工時(shí)工件受刀具嚴(yán)重?cái)D壓，選用含極壓添加劑濃度為8%～10%的切削液比較合適。

正確地選用金屬切削液，不僅可以降低切削溫度，減少刀具磨損，延長(zhǎng)刀具壽命，還可以降低工件表而粗糙度，減少切削功耗。

2、切削液的壓力選擇

切削液的大壓力沖刷對(duì)零件加工起斷屑和沖屑的作用，在一些孔加工場(chǎng)合，特別是深孔加工，切削液的壓力對(duì)加工表面質(zhì)量和刀具壽命起到至關(guān)重要的影響。選用切削液時(shí)需綜合考慮機(jī)床成本，切削液壓力越高，機(jī)床所需的配置要求越高，整體成本也越高。

機(jī)床冷卻系統(tǒng)由冷卻水箱，過濾器，泵（高壓、低壓），水管，噴嘴，密封件等組成，提高切削液壓力，相關(guān)連接組件需要選配高壓元件來匹配。一般數(shù)控機(jī)床都配備普通沖屑冷卻系統(tǒng)，加工要求較高時(shí)選配中心冷卻系統(tǒng)。普通沖屑需求的切削液可以選擇小壓力，大流量參數(shù)，及時(shí)地將切削熱帶走，將附著在工件、護(hù)板、夾具上的切屑帶走。

普通沖屑冷卻一般選用壓力參數(shù)為0.04～0.06MPa。中心冷卻系統(tǒng)選用高壓泵，高壓切削液從主軸中心穿過，再穿過刀體，直接噴射到刀具切削位置，利用高壓水流斷屑，并將狹窄空間的切屑強(qiáng)力沖出來，從而起到斷屑、冷卻、潤滑、沖屑作用。中心冷卻系統(tǒng)按照壓力的選擇可以分為低壓、中壓、高壓、特高壓四個(gè)等級(jí)。

3、切削液的流量選擇

切削液的沖刷作用對(duì)殘留在工件上的切屑進(jìn)行沖刷，清洗、清潔夾具，并帶走切削熱。一般來說切削液的流量越大，其沖屑效果越明顯，冷卻效果越好，但是流量越大所需儲(chǔ)存切削液的水箱容量也越大，制造成本、設(shè)備占地面積也相應(yīng)增大，因此切削液流量也不是越大越好，而應(yīng)該在滿足工況情況下越小越好，以到達(dá)總成本降低。為了便于散熱和供應(yīng)充足的切削液，水箱的容量應(yīng)是系統(tǒng)冷卻泵流量的3～5倍。

切削液在鋁合金加工中各工況中的選用

切削液在加工中的使用主要起冷卻、潤滑、沖屑等作用。鋁合金與大部分鋼材和鑄鐵材料相比，具有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：較低的屈服強(qiáng)度。它的柔韌性會(huì)帶來兩個(gè)嚴(yán)重的問題：

第一，容易出現(xiàn)粘結(jié)的現(xiàn)象，鋁質(zhì)顆粒粘結(jié)到切削刀具的表面，嚴(yán)重影響加工件表面粗糙度，或在刀具上形成一條“粘結(jié)”的積屑瘤，從而形成了糟糕的切削痕跡。

第二，由于鋁材具有高度的延展性，它有可能會(huì)形成長(zhǎng)長(zhǎng)的條狀裂紋，使切削過程變的困難，同時(shí)切下的碎屑難以被切削液帶走。

1、粗、精加工選用原則

粗加工時(shí)，加工余量和切削用量較大，產(chǎn)生大量切削熱，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生劇烈的摩擦，因而容易導(dǎo)致刀具迅速出現(xiàn)磨損，且使用切削液的目的是降低切削區(qū)域的溫度，宜選用冷卻性為主的切削液，如水溶性合成型切削液或低濃度的乳化液。精加工時(shí)，切削液的主要作用是提高工件加工精度和降低表而粗糙度，這時(shí)宜選用潤滑性能和冷卻性能都較好的切削液。

2、采用不同工藝方法加工時(shí)切削液的選用

在進(jìn)行面銑削加工時(shí)，切削速度快，刀具切削量大，切屑多，及時(shí)的將切屑沖走以免刮花已加工表面這是銑削加工面臨的最大問題，應(yīng)選用大流量切削液沖洗。在進(jìn)行孔加工時(shí)，排屑困難，刀具、工件和切屑三者之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，這些熱量又不能及時(shí)傳遞出去，造成刀具燒傷，嚴(yán)重破壞工件表面粗糙度。為解決這此問題，除了合理選用刀具的幾何角度，保證分屑、斷屑、排屑之外，選擇切削液是關(guān)鍵，這時(shí)應(yīng)選用冷卻、潤滑、清洗性能較好的切削液，如極壓乳化液。