切削液的濃度對(duì)加工表面質(zhì)量有著重要的影響,具體如下:
一、潤(rùn)滑性能與表面粗糙度
適當(dāng)濃度增強(qiáng)潤(rùn)滑效果
當(dāng)切削液濃度處于合適范圍時(shí),其潤(rùn)滑性能能夠得到有效發(fā)揮。切削液中的油性添加劑(如動(dòng)植物油、脂肪酸酯等)和極壓添加劑(如硫、磷、氯化合物)會(huì)在刀具和工件表面形成一層潤(rùn)滑膜。例如,在銑削銅鋁合金時(shí),這層潤(rùn)滑膜可以減少刀具前刀面與切屑、后刀面與已加工表面之間的摩擦。
這種良好的潤(rùn)滑作用有助于降低切削力,使切削過程更加平穩(wěn)。在車削過程中,合適濃度的切削液能夠使切屑順利排出,減少切屑對(duì)已加工表面的劃傷,從而有效降低表面粗糙度,使加工表面更加光滑。例如,對(duì)于要求較高表面質(zhì)量的鋁合金精密加工,合適濃度的切削液可以使表面粗糙度 Ra 值降低到 0.8μm 以下。
濃度不足導(dǎo)致表面質(zhì)量下降
若切削液濃度過低,潤(rùn)滑成分相對(duì)較少,無(wú)法形成完整、有效的潤(rùn)滑膜。在鉆削銅合金時(shí),由于潤(rùn)滑不良,鉆頭與工件之間的摩擦力增大,會(huì)導(dǎo)致鉆頭的振動(dòng)加劇。
這種振動(dòng)會(huì)傳遞到工件表面,使加工表面出現(xiàn)振紋,增加表面粗糙度。同時(shí),摩擦力增大還可能引起局部溫度過高,使工件材料產(chǎn)生熱變形,進(jìn)一步影響表面質(zhì)量。例如,在銅合金深孔鉆削中,切削液濃度不足時(shí),加工后的孔壁表面粗糙度可能會(huì)從正常的 Ra1.6μm 增加到 Ra3.2μm 以上。
二、冷卻性能與熱變形
合適濃度有效冷卻,防止變形
切削液在加工過程中有冷卻作用,合適濃度的切削液能夠吸收和帶走大量的切削熱。在高速切削鋁合金時(shí),切削液的冷卻效果尤為重要。例如,水基切削液中的水可以通過汽化吸熱的方式帶走熱量。
當(dāng)切削液濃度合適時(shí),能夠?qū)⑶邢鲄^(qū)域的溫度控制在合理范圍內(nèi),防止工件因過熱而產(chǎn)生熱變形。對(duì)于形狀復(fù)雜的銅鋁合金工件,如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的鋁合金缸體,合適濃度的切削液可以保證各加工面的尺寸精度和形狀精度,避免因熱變形導(dǎo)致的平面度超差、圓柱度下降等問題,從而提高加工表面質(zhì)量。
濃度不當(dāng)引發(fā)熱問題影響表面質(zhì)量
若切削液濃度過低,冷卻能力會(huì)大打折扣。在磨削銅合金時(shí),由于冷卻不充分,磨削區(qū)溫度會(huì)急劇升高。這不僅會(huì)燒傷工件表面,使表面硬度降低、產(chǎn)生氧化變色現(xiàn)象,還會(huì)使磨粒過早脫落,影響砂輪的磨削性能。
相反,若切削液濃度過高,雖然冷卻性能會(huì)增強(qiáng),但可能會(huì)導(dǎo)致其他問題。例如,過高濃度的切削液可能會(huì)產(chǎn)生泡沫,這些泡沫會(huì)阻礙切削液的正常流動(dòng),影響其對(duì)切削區(qū)域的冷卻效果,進(jìn)而影響加工表面質(zhì)量。
三、清洗性能與表面潔凈度
合適濃度利于清洗切屑和雜質(zhì)
切削液的濃度合適時(shí),其清洗性能能夠?qū)⒓庸み^程中產(chǎn)生的切屑、磨屑和金屬粉末等雜質(zhì)及時(shí)從切削區(qū)域沖走。在鉆削鋁合金時(shí),切削液可以將鉆頭周圍的切屑順利沖走,防止切屑在已加工表面堆積和劃傷表面。
同時(shí),切削液還可以帶走加工過程中產(chǎn)生的油污等污染物,使加工表面保持潔凈。對(duì)于表面質(zhì)量要求較高的銅合金精密加工,如銅合金電子產(chǎn)品外殼加工,合適濃度的切削液可以確保加工后的表面沒有雜質(zhì)殘留,提高表面的光潔度和外觀質(zhì)量。
濃度異常影響清洗效果和表面質(zhì)量
當(dāng)切削液濃度過低時(shí),其清洗能力不足,無(wú)法有效地將切屑和雜質(zhì)從切削區(qū)域清除。在銑削銅鋁合金時(shí),切屑可能會(huì)黏附在刀具和工件表面,隨著刀具的運(yùn)動(dòng),這些切屑會(huì)在已加工表面劃出劃痕,影響表面質(zhì)量。
而濃度過高時(shí),雖然清洗性能可能會(huì)增強(qiáng),但可能會(huì)引起其他問題,如前面提到的泡沫過多,或者由于切削液的粘性增加,導(dǎo)致切屑更難分離和清除,同樣會(huì)對(duì)加工表面質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。