切削液如何影响加工过程
精密加工需要结构坚固且维护良好的数控机床、高质量的切削工具,通常还需要切削液。切削液是成功加工过程中最被低估的部分之一,但它们在效率和质量方面都发挥着重要作用。然而,它们也带来了机械车间必须解决的挑战。
精密机械车间使用切削液的原因
切削液被引导到切削工具从工件上去除材料的位置。剪切金属会产生大量热量,其中大部分进入芯片,其余部分进入工具本身。切削液冷却刀具-工件界面,有以下几个好处:
- 防止切屑粘在刀具上
- 减少工具遭受的热冲击(断续切削中的特殊问题)
- 保持工件足够凉爽以避免氧化
- 最大限度地减少刀具扩展
总之,这些可以减少刀具磨损并延长刀具寿命。这可以防止零件表面光洁度差。此外,保持刀具冷却可最大限度地减少膨胀,从而减少加工零件之间的尺寸变化。另一个好处是冷却器切割界面冷却器可以更快地去除金属。
切削液执行的其他功能还有:润滑切削过程、去除切屑并在工件上留下防锈涂层。
润滑降低了切削力,从而允许更高的速度和进给。排屑很重要,因为否则它们可能会标记工件或阻碍机器将工具移动到特定位置的能力。在磨削中,冷却液有助于保持砂轮没有碎屑。
切削液的种类
机械车间可以选择四种类型。它们是:
- 矿物油
- 水溶性液体
- 空气/其他气体
- 固体膏体
对于这些制造商中的每一个都提供了广泛的配方。精密机加工车间通常会尝试将流体与他们切割的金属以及他们进行的加工类型相匹配。
矿物油有利于润滑和抵抗高压,但通常不能很好地散热。水溶性流体提供更好的冷却效果,但作为润滑剂效果较差。
在某些加工操作中,只需将空气喷射器引导到界面上就足够了。镁是一种可以做到这一点的金属。一些机械师甚至会吹氟利昂或二氧化碳来降低温度。
固体浆料用于专门的切削操作,尤其是攻丝或螺纹加工。
切削液引起的问题
液体冷却剂的最大问题是雾气进入空气。这很容易被附近工作的人吸入,即使是在封闭的 CNC 机器周围。由于切削液中含有杀菌剂以防止细菌滋生,因此可能非常有害。
其他问题是溢出、气味和机器清洁。溢出通常是由于从机器中取出零件时液体滴落造成的。它们需要清理以防止发生事故,如果留下会很快产生气味,给机械车间带来特有的香气。
机床内置的切削液系统需要定期维护。过滤器必须定期取出清洗或更换,收集的碎屑也必须清除。切屑处理本身就是一个问题,因为切削液污染限制了回收选择。
最少的冷却液和干式加工
为避免切削液出现问题,一些机加工车间尝试使用最少的必要量,而另一些则完全不用。最小冷却剂技术依赖于提供足以降低温度的雾,部分通过蒸发。这有帮助,但需要精确控制,但仍然会带来一些健康和环境挑战。
另一种方法是机器干燥。这在正确的精密加工技术下是可行的,尽管通常需要较低的金属去除率。主要变化是使用可以处理更高温度的切削工具,对于断续切削,热冲击。合适的刀具材料有立方氮化硼、多晶金刚石、陶瓷和一些特种碳化物。
精密加工核心的切削液
从 CNC 加工中获得始终如一的高质量工作取决于工具-工件界面处的热量管理。大多数精密机加工车间通过仔细选择他们使用的切削液来做到这一点:其他一些则采用干式加工,但需要权衡取舍。
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