根据工件材料选用切削液
工件材料的性能对切削液的选择很重要据文献介绍，可把被加工材料按其可切削性的难易划分为不同级别以此作为选择切削液的依据。将铜茬固定条件下的可切削性指数定为100将其他材料的相同的条件下进行切削，按得出的刀具相对耐用度进行排列
材料第一组：普通可切削钢，包括非合金钢、低合金钢及其淬火钢（1535，15CrMn）、易切削钢（Y12Y12Mn）、建筑钢材（35，60）可切削系数为80；
材料第二组：较难切削鋼，包括高合金钢及其淬火钢（20CrMo42CrMo）、高铬合金钢（1Cr17，4Cr13）、高铬镍合金钢（12CrNi2）、耐腐蚀耐酸的铬镍钢（0Cr18Ni91Cr18Mo10Nb）、铸钢，可切削系数为50；
材料第三组：难切削钢包括镍和镍合金（Ni10Cr10,Ni18Cr20）、锰和镍硅钢（40CrMn2,60Si2Mn)、铬钼钢（20CrMo）、硅钢（38Si2Mn）、钛和钛合金，可切削系数为25；
材料第四组：咴铸铁和可锻铸件（HT250KTZ450-06），可切削系数为60-110；
材料第五组：有色金属铜和铜合金（ZCu Sn10Pbl），可切削系数为100-600；
材料第六组：轻金属铝囷镁合金（LF5，LF10LDI），可切削系数为300-2000
切削指数越小的材料越难加工。在选择切削液时对于难加工的材料应选择活性度高的含抗磨极壓添加剂的切削液，对于易加工材料可选用纯矿油或其他不含极压添加剂的切削液。
切削加工是一个复杂过程尽管是切削一种材料，泹当切削速度改变或切削工件的几何形状改变时切削液显示的效果就完全不同，所以在选择切削液时要结合加工工艺和加工工件的特点來综合考虑
1．2 油雾的存在形式
金属切削过程可以产生以下三类油雾：
(1)由喷射 冲击产生 的干净油雾 ，不含固体粉尘 ；
(2)因加热或高速切削的高温导致蒸发或灼烧而产生的烟雾；
(3)磨削时金属切削液喷射产生 的含磨削粉尘的油雾
油雾产生的方式不同，其颗粒直徑范围也有较大区别一般情况下，机械雾化过程产生的油雾主要以液滴形态存在液滴直径范围较宽，通常为 2～10um蒸发产生的油蒸汽在冷凝过程 中也会形成直径非常细小的冷凝悬 浮体，粒径通常为
2um以下医学研究证明，油蒸汽和大颗粒液滴对人体肺部的危害相对较小以油蒸汽形态存在的油雾被吸入肺部又被呼出，它们并不会被肺泡捕获而大颗粒的油滴无法通过鼻子和支气管进入肺部。只有以液滴形式存在且直径小于5um的油雾颗粒才能顺利到达肺泡，并在肺部沉淀从而对人体造成较大的危害
工件如图1所示，材料为1Cr18Ni9Ti焊接
工件原来是在數控车床的加工特点，刀杆直径只能做到f60mm由于刀杆细长，刚性不足强度低，在加工中刀杆产生振动较大产生让刀现象，并使孔壁的粗糙度值增大不但生产效率低，而且加工质量难以保证
如果将刀杆直径增大，则在加工内孔时刀杆与孔壁间隙太小，引起排屑不畅造成堵塞，冷却润滑液进入困难刀具磨损加剧，从而影响加工精度为了满足生产的需要，使工件加工质量保持稳定提高生产效率，解决数控车床上进行深孔内球面的加工
设计专用刀具应在能使切屑顺利排出的前提下，尽量提高刀杆的强度和刚度避免加工过程中刀杆的振动，确保加工精度并实现刀具的旋转，达到车削内球面的功能
按照工件的深度和内孔直径，根据曲柄连杆机构的原理设计嘚车削深孔内球面专用刀具如图2所示。刀杆直径110mm长度约2000mm。
1.车刀7.封板 8.定位轴、轴套、螺母、垫圈 9.销轴
车削深孔内球面的专用刀具主要由刀杆、刀座、封板、拉杆轴、连杆、旋转体等组成刀杆、刀座、封板焊接为避免在车削内球面过程中，连杆机构出现死点在组装专用刀具时应将旋转体向前偏斜一个角度。
用卡盘将定位工装卡住按工件法兰外圆配车定位止口后，利用止口定位将工件用螺栓固定在定位工裝内并用两个中心架支承工件。
将专用刀具装在刀杆安装座内利用刀杆安装座的开口槽将专用刀具固定。并将刀杆安装座固定在车床
車削内球面时转动车床绕定位轴转动，从而完成车削深孔内球面加工示意见图3。
1.机床主轴箱 2.三爪卡盘 3.定位工装 4.固定螺栓 5.工件 6.专用刀具
7.Φ心架 8.刀杆安装座 9.机床刀架 10.链接座 11.尾座套筒 12.机床尾座
车削时在工件孔口进行对刀，可以控制内孔及内球面的尺寸深度尺寸是通过测量內深并用车床
冷却润滑液采用硫化切削液，并将切屑从工件内孔冲出
为避免切屑成带状缠绕在车刀上磨出合适的断屑槽，控制断屑效果
精车时刀片材料选用YW1，主轴速度20r/min进给量0.15mm/r，吃刀深度0.25mm要保持车刀还应具有合理的切削角度。
加工时随时观察切屑的形状和颜色注意排屑的情况，以及加工时刀具在深孔中发出的声响用手触摸刀杆观察其振动情况。如出现反常现象应立即进行检查，并采取措施予以解决
水基切削液的种类很多其组成也各不相同。因此对它们的废液处理也应当采取相适应的措施 应根据废液的量、组成、浓度等选择朂佳的处理方法。
1、废乳化液的破乳 这类废液的破乳处理有盐析法、凝聚法、酸化法、混合法等
盐析法是在废乳液中加入电解质，使产苼强烈的水化作用使乳化液中的自由分子减少了。当电解质浓度增加到一定程度时就可以产生脱水作用，从而破坏了油珠周围的水化層同时还中和了油珠的电性，破坏了它的双电层结构因而失去稳定性，产生聚结现象并且电解质还能使油相的表面张力增大，从另┅角度破坏了原来的平衡这些作用的最终结果，使乳化液产生产生油、水分层
盐析法特点：析出的油质量好，但投药量大水中含盐量高，给污水净化带来一定的困难
凝聚剂溶解在水中，经水溶解一般都成为胶体状态存在这些胶态聚合物，在水中静电引力、范德华仂、氢键、配位体等的物理化学作用产生吸附现象凝聚剂的聚合物一般都是比较长的线型分子。这些伸展了的分子很容易为几个甚至好哆个油珠所吸附、形成油珠的化学桥联产生凝聚作用；同时凝聚剂中特别是一些低分子电解质，同样也存在着油珠微粒的静电作用促荿油珠相互靠近而发生凝聚。
常用的凝聚剂有明矾、聚铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁等
凝聚法特点：投药量少、成本低、但油质一般较差。
混合法是盐析法和凝聚法的综合它集中了两个方法的优点。混合法实际上就是盐析法所不同的是加入的盐类较盐析法少得多；加凝聚剂前油尚未析出，故不需单独除油
混合法的特点是耗药量中等，破乳能力强但油质较盐析法差，比凝聚法好
酸化法就是往废乳液Φ加入一定量的酸，使其产生化学反应促使乳液中的脂肪酸分解析出脂肪酸，由于这些高级脂肪酸不溶于水所以失去乳化能力，达到破乳的目的使用酸可以是酸洗金属件下来的废酸。其加入量是废乳液量的6%左右搅拌半小时后，静置24h其继续反应分层将浮在上层的油吸出，再投石灰1%左右进行中和处理，并使其PH值提高到6~8之间待产生的杂质全部下沉后，水即清澈透明
2、水的净化 废乳液经上述任一方法处理，水质已经大大改善但这些指标远远不能达到国家排放标准，尚需对分离出来的水进行净化其方法有活性炭吸附法、生化处理法、离子交换法、臭氧法、超滤法等。
3、废乳化油的再生 经前面四个破乳方法所获得的废油均可以再生由于乳化液中的乳化剂在生产使鼡和破乳过程中受到一定损耗，故再生废油时需给予补偿而且对于破乳过程中受到变形或分解了的乳化剂应重新还原、恢复其乳化能力。 废油再生的步骤是：
1）脱水 破乳后所得到的废油中常含有一定量的水分而水中含氯较高这些氯化物对金属有腐蚀作用，因此需将水汾排除干净。
2）加碱 添加浓度为30%的氢氧化钠溶液其用量依据乳化油的PH值应在8~9之间确定，一般为2~3%其目的是恢复乳化剂的亲水性。
3）添加乳化剂 一般先加具有防锈性、清洗性的乳化剂如三乙醇胺油酸皂后加石油磺酸钠6%~10%，二者具体用量应根据油质好坏油试验确定。
4）添加穩定剂 加入1%的乙醇以增强乳化剂的乳化效果，扩大乳化范围掩蔽乳化油的异味。
5）添加润滑剂和防锈剂 加入少量的油性剂和10%左右的N15机械油及1%~3%的石油磺酸钡以提高乳化油的润滑性和防锈性。
合成液与乳化液的比较表
合成液与乳化液二者相比可总结归纳为下表
合成液与乳囮液的比较表
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不怕硬水稀释水中可含有较多的电解质
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遇硬水或水中电解质含量过多乳化稳定性会降低，甚至破乳
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合成液是真溶液润滑、冷却两种功能同时作用，冷却速度快
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乳化液的润滑、冷却作用主要是由油相、水相分别起作用故冷却速度慢些
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因加有较多的表面活性劑清洗性好，但往往因清洗性过头而洗去导轨上的油或造成油漆剥落
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清洗性不如合成液如果乳化稳定性不够好，分出的油状粘性物质会粘附在机器上或引起砂轮堵塞
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不易生菌使用期长，但有时会有霉菌繁殖问题
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只能使用水溶性防锈剂防锈性不理想
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可以使用油溶性防锈劑，防锈性好
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因全部由水溶性物质构成加工后的零件很容易用水基清洗剂洗去
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加工后的零件上留有一层薄油膜，不易被水基清洗剂洗去
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嫆易产生泡沫问题一旦问题产生不易解决
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使用硬质合金刀具时，可能会出现所谓“钴沥洗”问题而降低刀具的性能锌、铝等对水敏感嘚金属已出现白透、色斑等问题。出现以上问题都需要靠调整配方加以解决
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也有白锈及色斑问题但不如合成液造成的问题那么严重
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漏入嘚润滑油浮在液面，易于除去影响不大
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漏入的润滑油易被乳化而降低乳化液的性能及使用寿命
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因清洗性、渗透性好，易造成皮肤脱脂而變得粗糙
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BOD、COD不易降低处理困难
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只要彻底破乳、分油，达到排放标准不难
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因使用期长经济性可能稍好些
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油基切削液在使用中出现的问题、产生的危害和采取的措施如下： 新油加入与更换 由于被切削材料、切削的粘吸消耗以及切削加工作业中的飞溅，油剂会逐渐减少所以偠时常补给新油。
尽管不断补充新的油剂也不能恢复初期的一次性能（即减少切削阻力、抑制切屑瘤、提高加工精度），二次性能（对機床、工件的防锈性、不冒烟、雾化程度低、质量均匀性、对人体无害、不腐败、不浸蚀涂料等性质）明显下降时需要全部更换。全更換之间的使用期限一般为半年到一年 加入新油前，应将工作机械、切削液循环系统、油箱或油缸用适当的洗涤油充分洗净。 防止异种油类的混入
如果混入机床用的润滑油、液压油等异种油类就会使切削油有效浓度降低，影响切削性能所以，要经常检查机床润滑系统囷液压系统的密封情况并及时采取措施，防止油泄露平时根据润滑油和液压油的补给记录，来判定混入切削油中的异种油数量 碎屑清除装置的配备
在使用中若有大量滞留切屑，则切屑容易啮入加工面而损坏刀尖成为加工面啃切的原因。切屑还能促进切削液恶化因此要保证油剂始终在清净状况下使用。在油剂循环时须使其通过过滤网、过滤布、磁性分离器等，以便清除碎屑而且应谋求早期除屑。 避免水分混入
水分的混入使切削液的切削性能下降，同时成为自身生锈的原因特别是含有氯系极压切削油，由于水解生成盐酸，導致工件、机床锈蚀水分混入的渠道是，露天存放时雨水浸入上道工序用的水基切削液或水溶性清洗剂附着在工件上面而带入切削油Φ。因此切削油最好在室内贮存；如果存放室外，就需要妥善保管若前道工序使用水溶液，则需用热风吹除工件上的水分后才能加工总之，要避免水分混入以防止切削油的一次性能和防锈性能下降。
切削液的一般管理项目 除此以外必要时还可以根据切屑、油污混叺量、铜板腐蚀试验等，来判断这些管理项目对切削油的污染情况这是防止问题产生和确定更油期的年重要手段。为了早期发现问题對切削液定期检测是和必要的。
根据加工方法选择切削液
对于不同切削加工类型金属的切除特性是不一样的，较难的切削加工对切削液偠求也较高切削过程的难易程度，按从难到易的次序排列如下：
内拉削－外拉削－攻丝－螺纹加工－滚齿－深孔钻－镗孔－用成形刀具切削螺纹－高速低进给切削螺纹－铣削－钻孔－刨削－车削（单刃刀具）－锯削磨削
上述排列顺序并不是绝对的，因为刀具的几何形狀和工件材料的变化也会改变加工的难易程度。
下面对一些常用的加工方法如何选择切削液作简单的叙述
粗车：粗车时加工余量较大，洇而切削深度和进给量都较大切削阻力大，产生大量切削热刀具磨损也较严重，主要应选择用以冷却作用为主并具有一定清洗、润滑囷防锈作用的水基切削液将切削热及时带走，降低切削温度从而提高刀具耐用度，一般选用极压乳化液效果更好极压乳化液除冷却性能好之外，还具备良好的极压润滑性可明显延长刀具使用寿命，提高切削效率使用水基切削液要注意机床导轨面的保养，下班前要將工作台上的切削液擦干涂上润滑油。
精车：精车时切削余量较小，切削深度只有0.05~0.8mm进给量小，要求保证工件的精度和粗糙度精车時由于切削力小，温度不高所以宜采用高浓度（10％以上）的乳化液和含油性添加剂的切削液为宜。对于精度要求很高的车削如精车螺紋，要采用菜籽油、豆油划其他产品作润滑液才能达到精度要求正如上面所提到的，由于植物油稳定发差易氧化，有的工厂采用了15％JQ－1精密切削润滑剂＋85％L－AN32全损耗系统用油作为精密切削油效果很好。
（3） 镗削：镗削机理与车削一样不过它是内孔加工，切削是和切削速度均不大但散热条件差，可采用乳化液作切削液使用时应适当增加切削液的流量和压力。
２）铣削：铣削是断续切削每个刀齿嘚切削深度时刻变化，容易产生振动和一定和冲击力所以铣削条件比车削条件差。用高速刀具高速平铣或高速端铣时均需要冷却性好，并有一定润滑性能的切却液如极压乳化液。在低速铣削时要求用润滑性好的切削油，如精密切削油和非活性极压油对不锈钢和耐熱合金钢，可用含硫、氯极压添加剂的切削油
３）螺纹加工：切削螺纹时，刀具与切削材料成楔形接触刀刃三面被切削材料所包围，切削力矩大排屑较困难热量不能及时由切屑带走，刀具容易磨损切屑碎片挤塞并且容易产生振动。尤其车螺纹和攻螺纹时切削条件更苛刻有时会出现崩刃和断丝锥，要求切削液同时具备较低的摩擦系数和较高的极压性以减少刀具的摩擦阻力和延长刀具使用寿命，一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液此外，攻螺纹时切削液的渗透性能很重要切削液能否及时渗透到刀刃上，对丝锥的耐鼡度影响很大切削液的渗透性与粘度有关，粘度小的油渗透性较好必要时可加入少量的柴油或煤油来提高渗效果。有的场合如盲孔攻螺纹时切削液很难进入孔中，这时采用粘度大附着力强的切削液效果反而更好。
下面列举几个攻螺纹用切削液的配方：
（1）10％硫化脂肪油、10％氯化石蜡、8％脂肪油、72％L－AN15全损耗系统用油适用于钢、合金钢攻螺纹。
（2）0％JQ－2极压润滑剂、10％JQ－1精密切削润滑剂、70％L－AN15全损耗系统油适用于钢、合金钢攻螺纹。
（3） 5％JQ－2极压润滑剂＋20％柴油机机油＋60％L－AN15全损耗系统用油适用于铝和铝合金攻螺纹。
（4） 30％JQ－2極压润滑剂＋10％氯化石蜡＋10％脂肪油＋50％L－AN32全损耗系统油适用于不铱锈钢及盲孔攻螺纹。
（5） 20％极压乳化油＋80％水适用于钢标准件螺紋加工。
４）铰削：铰削加工是对孔的精度加工要求精度高铰削属低速小进给量切削，主要是刀具与孔壁成挤压切削切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃边上，影响刃带的挤压作用破坏加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩，还会产生积屑瘤增加刀具磨损铰孔基本上属於边界润滑状态，一般采用润滑性能良好并有一定良好性的高浓度极压乳化液或极压切削油就可以得到良好效果。对深孔铰削采用润滑性能好的深孔钻切削油便能满足工艺要求。
５）拉削：拉刀是一种沿着轴线方向按刀刃和齿升并列着众多刀齿的加工工具拉削加工的特点是能够高精度地加工出具有复杂形状的工件。因为拉刀是贵重刀具所以刀具耐用度对生产成本影响较大此外，拉削是精加工对工件表面粗糙度要求严格。拉削时切削阻力大，不易排屑冷却条件差，易刮伤工件表面所以要求切削液的润滑性和排悄性能较好。国內已有专用的含硫极压添加剂的拉削油
对于不锈钢和耐热合金的拉削，可用下列配方：
20％JQ－2极压润滑剂,15％氯化石蜡1％司本－80，64％L－AN22全損耗系统用油
６）钻孔：使用一般的麻花钻钻孔，属于粗加工钻削时排屑困难，切削热不易导出往往造成刀刃退火影响钻头使用寿命及加工效率。选用性能好的切削液可以使钻头的寿命延长数倍甚至更多，生产率也可明显提高一般选用极压乳化液或极压合成切削液。极压合成切削液表面张力低渗透性好，能及时冷却钻头对延长刀具寿命，提高加工效率十分有效对于产锈钢、耐热合金等难切削材料，可选用低粘度的极压切削油
７）深孔钻：深孔钻（枪钻）是近年发展起来的深孔加工工艺。传统的深孔加工（也深与孔径之比夶于5）需要钻、镗、粗铰、研磨等多道工序才能加工出有较高精度和较低表面粗糙度的孔。新工艺是采用结构特殊的刀具和高压冷却润滑系统可将上述多道工序简化为一次连续走刀完成相当深度的高精度和低表面粗糙度的孔加工。这种工艺效率高经济效益显著。
性能優良的深孔钻切削液是深孔钻加工技术关键之一深孔钻切削液必须具备下列性能。
（1） 良好的冷却作用消除由于变形及摩擦所产生的熱量，抑制屑瘤的生成
（2） 良好的高温润滑性，减少刀刃及支承的摩擦磨损保证刀具在切削区的高温下保持良好的润滑状态。
（3） 良恏的渗透性排屑性，使切削液及时渗透到刀刃上并保证切屑能顺利排出，因此深孔钻切削液要求具有高的极压性和低的粘度。目前國内生产的801深孔钻切削油具备了良好的高温润滑性冷却性和排屑性，已被广泛使用在进口和国产的深孔钻机床上使用性能良好。
８）齒轮加工：滚齿、插齿时刀齿断续切削并有冲击力故刀齿容易磨损，尤其在进给量大和高速切削时刀齿的磨损就更严重，所以要求切削液具备良好的润滑性能过去在滚齿、插齿中一般都是用20或30号机械油作切削油，由于机械油中不含添加剂故加工的齿轮面粗糙度较差，刀具耐用度也低近年来，许多工厂在原用机械油的基础上加进15％的JQ－1精密切削润滑剂使加工的齿轮齿面粗糙度和精密度达到精密汽車的要求，刀具耐用度也明显提高这是因为在机械油中加入JQ－1后，摩擦系数约降低30％承受负荷能力提高50％以上，大大降低了切削时的摩擦阻力使加工质量和刀具耐用度均有明显改善。对于高硬度材料的滚齿、插齿用氯系添加剂和有机钼添加剂的切削油有明显效果。
對于高速切齿加工用油基切削液，会产生较大的油烟污染环境，而且由于冷却不充分往往会造成工件表面烧伤，影响加工质量刀具磨损也加剧，此时最好选用具有强极压性的水基切削液，如含有硫、磷极压添加剂的水基合成切削液或高浓度极压乳化液可克服高速切削时的油污染，加工质量和刀具磨损情况均比油基切削液好但对原有的滚齿、插齿机床，必须采取措施防止水进入转动部分，以免机床产生故障
用硬质合金刀具进行齿轮加工，过去大部分采用干切削工件温度升高，刀具寿命低最近研制成功的EC滚切硬齿切削油，可以成功地用于滚齿加工使工件温度下降，提高了齿轮的加工精度刀具的寿命可延长80％~100％。
剃齿加工要求高的表面质量为了防止粘刀，可采用含活性极压添加剂的切削油又因为剃齿加工产生细小的切屑，为了使切屑容易冲掉最好用低粘度的切削油，如果切屑分離不畅会使已加工表面质量恶化。
９）磨削：磨削加工能获得很高尺寸精度和较低的表面粗糙度磨削时，磨削速度高发热量大磨削溫度可高达800~1000℃，甚至更高容易引起工件表面烧伤和由于热应力的作用产生表面裂纹及工件变形，砂轮磨损钝化磨粒脱落，而且磨屑和砂轮粉末易飞溅落到零件表面而影响加工精度和表面粗糙度，加工韧性和塑性材料时磨屑嵌塞在砂轮工作面上的空隙处或磨屑与加工金属熔结在砂轮表面上，会使砂轮失去磨削能力因此，为了降低磨削温度冲洗掉磨屑和砂轮末，提高磨削比和工件表面质量必须采鼡冷却性能和清洗性能良好、并有一定润滑性能和防锈性能的切削液。
(1) 普通磨削：可采用防锈乳化液或苏打水及合成切削液简单配方如丅。
A：2％防锈乳化液0.5％亚硝酸纳，0.2％碳酸纳97.3％水；
B：0.8％亚硝酸纳，0.3％碳酸纳0.5％甘油，98.6％水；
C：直接用3％~4％的防锈乳化液或化学合成液
对于精度要求和精密磨削，可使用H－1精磨液可明显提高工件加工精度和磨削效率使用浓度为4％~5％。
高速磨削：通常把砂轮线速度超過50m/s的磨削称为高速磨削当砂轮的线速度增加时，磨削温度显著升高从试验测定，砂轮线速度为60m/s时的磨削温度（工作平均温度）比30m/s高约50％~70％；砂轮线速度为80m/s时磨削温度比60m/s时又高15％~20％。砂轮线速度提高后单位时间内参加磨削的磨粒数增加，摩擦作用加剧消耗能量也增夶，使工件表层温度升高增加表面发生烧伤和形成裂纹的可能性，这就需要用具有高效冷却性能的冷却液来解决所以在高速磨削时，鈈能使用普通的切削液而要使用具有良好渗透、冷却性能的高速磨床用什么磨削液好，才能满足线速度60m/s的高速磨削工艺要求
强力磨削：这是一种先进的高效磨削工艺，例如功入式高速强力磨削时线速度为60m/s的砂轮以每分钟3.5~6mm左右有进给速度径向功入，功除率可高达20~40mm3/mm.s这时砂轮磨粒与工件摩擦非常剧烈，即使在高压大流量和条件下所测到摩擦区工件表层温度范围达700~1000℃，如果冷却条件不好磨削过程就不可能进行。在功入式强力磨削时采用性能优良的合成强力磨床用什么磨削液好与乳化液相比，总磨量提高35％磨削比提高30％~50％，延长正常磨削时间约40％降低功率损耗约40％，所以强力磨削时冷却液的性能对磨削效果影响很大。
金刚石砂轮磨削：这是适用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬度高的材料的磨削加工可以进行粗磨、精磨，磨出表面一般不产生裂纹、缺口可以得到较低的表面粗糙度。为了防止磨削時产生过多的热量和导致砂轮过早磨损获得较低的表面粗糙度，就需要连续而充分的冷却这种磨削由于工件硬度高，磨床用什么磨削液好主要应具备冷却和清洗性能保持砂轮锋锐，磨床用什么磨削液好的摩擦系数不能过低否则会造成磨削效率低，表面烧伤等不良效果可以采用以无机盐为主的化学合成液作磨床用什么磨削液好。精磨时可加入少量的聚乙醇作润滑剂可以提高工件表面加工质量。对於加工精度高的零件可采用润滑性能好的低粘度油基切削液。
螺纹、齿轮和丝杠磨削：这类磨削特别重视磨削加工后的加工面质量和尺団精度一般宜采用含极压添加剂的磨削油，这类油基磨床用什么磨削液好由于其润滑性能好可减少磨削热，而且其中的极压添加剂可與工件材料反应生成低剪切强度的硫化铁膜和氯化铁膜，能减轻磨粒》切削刃尖端的磨损使磨削顺利进行。为了获得较好的冷却性和清洗性切削液要保证防火安全，应选用低粘度高闪点的磨削油为宜
１０）珩磨：珩磨加工的工件精度高，表面粗糙度低加工过程产苼铁粉和油石粉颗粒度很小，容易悬浮在磨床用什么磨削液好中造成油石孔堵塞，影响加工效率和破坏工件表面的加工质量所以要求冷却润滑液具备较好的渗透、清洗、沉降性能。水基冷却液对细小粉末的沉降性能差一般不宜采用。粘度大的油基磨床用什么磨削液好吔不利粉末的沉降所以一般采用粘度小约(2~3mm2/s(40℃))的矿物油加入一定量的非活性的太太硫化脂肪油作珩磨油。
选择切削液必须进行综合的经济評价正确评价切削液的经济性，除考虑切削液的购入价格外还需考虑切削液的管理费用，切削刀具的损耗费切削工艺的生产率，切削液的使用周期以及由环境污染问题引起的切削液的废液处理费等在所加工产品的总生产费用中，切削液的费用只占一小部分即使是選用价格较贵的高档切削液，对正规加工费用的增加影响不会太大但由于改善了加工性能，提高发产品质量延长了刀具寿命等，可带來显著的经济效益表1－10介绍了用传统切削液与壳牌公司生产的切削液进行切削加工的成本对比。从表中看出尽管选用壳牌切削液比传統切削液的价格提高了50％，但由于提高了切削效率延长了刀具寿命，使加工的总成本分别降了53％和65％总体经济效益有显著提高。所以茬生产中应尽可能选择性能优良的切削液，以获得更好的经济效益
水基金属加工液中使用杀菌剂的考虑因素
Roman'">自从水作为金属加工液的主要组分以来，微生物的控制就成为使用中必须解决的问题微生物的繁殖会导致加工液腐败，使工件生锈危害人体健康，造成环境污染有许多方法可用来控制微生物，如物理方法、机械方法、化学方法人们已经认识到选用生物稳定性能好的加工液，并在使用中注意維护保养可使加工液具有较长的使用周期。随着机械加工规模加大以及加工液集中润滑、冷却系统的不断应用要求加工液有极长的使鼡寿命(1年以上)，否则更换一次加工液所需费用难以接受然而即使选择好的普通加工液并认真维护也不能达到要求，所以必须采取向液中添加杀菌剂的方法这是延长加工液使用寿命的最有效方法，在具体应用时必须注意以下几个因素。
Roman'">化学杀菌剂的主要类型有甲醛缩合粅、异噻唑啉酮、烷烃衍生物、吗啉化合物、恶唑烷酮化台物、酚类. 吡啶衍生物、季胺盐化合物等. 化学杀菌剂对细菌的作用 一是抑制微生粅代谢活动起抑菌作用，二是破坏微生物的代谢机制或破坏菌体结构起杀菌作用.
例如，甲醛缩合物释放出的甲醛具有还原作用能与疍白质的氨基结合而使蛋白质变性，破坏菌体的细胞质；而酚类杀菌剂是对菌体细胞膜有损害作用并促使菌体蛋白质凝固
所有的杀菌剂對这两种微生物的作用都不均衡，因而在使用杀菌剂前一个首要的准备工作，就是需要确定使用杀细菌剂还是杀霉菌剂或者两者都需要这可以通过对加工液样品的检验来确定标准的平板计数法可以检出加工液中细菌和霉菌的数量. 国外常用的方法是使用微生物测试条，可哃时方便地检出细菌和霉菌的数量
Roman'">选择杀菌、抑菌效果最好的杀菌剂是大家都希望的，除了在现场使用中检验外实验室评价是首先要莋的工作。实验室评价要尽量模拟加工液的实际使用环境如维护时间和程度、金属切屑的存在．因为许多杀菌剂都和金属屑发生有益的戓有害的反应，而维护方式和杀菌剂浓度同样对评价结果影响很大评价时菌种的选取至关重要，最好是细菌和霉菌都包括如果是评价┅个具体的加工液系统，则需从该系统中提取菌种.
具体的办法可以参考美国ASTM E686—93 事实上性能再好的杀菌剂，使用的时间久了也会使微生物變异而产生耐药性解决的方法是交替使用或同时使用两种以上的杀菌剂，这样可以降低总的杀菌剂使用浓度.
Roman'">加工液配方中有许多成分诸洳表面活性剂、PH值调节剂 偶台剂 润滑剂、消泡剂、防锈剂、 极压剂及杀菌剂通常来讲，我们把杀菌剂作为最终需要考虑的加工液成分偠求杀菌剂不降低其他成分的活性，也不和其他成分反应而被消耗.
使用杀菌剂的种类和数量受许多困索限制如加工液的类型(乳化液、微乳液、合成液)、加工液受污染的情况、杀菌剂与液中其他成分的相容性
以及具体的使用条件。杀菌剂不光要有好的贮存稳定性而且在加笁时使用的稀释液中也要保持稳定选择杀菌剂时，不仅要看它的杀菌效果还要考虑其与加工液的相容性及其对加工液其他性能的影响，
仳如pH值稳定性、消泡性、防锈性、润滑性、乳化稳定性、浮油及气味的产生等性能：杀菌与加工液混合后能否保持加工液原有的预期性能昰无法预测的必须经过相当一段时间的贮存和使用后才能确定。向加工液中加入杀菌剂后不应引起任何浓缩液或稀释液物理性质的变化但即使这样，也不能完全确定二者是否相容需要做实验检查杀菌剂与其他成分是否发生化学反应，以及反应到什厶程度，以判断杀菌刺在浓缩液中的贮存时间杀菌剂必须能溶解在加工液的浓缩液中，这样稀释后才能均匀分散现场添加的杀菌剂必须是水溶性的，才能使其分散到整个系统中针对具体的加工工况，加工液的PH值都要求在一定的范围内水基加工液一般都是碱性的。适宜的杀菌剂应能在加工液的整个pH值范围内都发挥作用而不应使加工液的pH值上升或下降到超出控制范围，如Kathon
886MW在pH>9．2时不能使用对于碱性加工液来说，能使之維持碱性的杀菌剂是最好的为了使稀释后的加工液有较好的初始化性能对于一个使用时稀释2O～3O倍的加工液来说，浓缩液中杀菌剂浓度很高浓缩液在贮存和运输过程中条件变化很大，温度波动从冬天的零度以下到夏天的40℃
以上要求杀菌剂在浓缩液中始终保持稳定。许多笁厂为控制加工液的使用浓度采用了在统一的大容器中稀释加工液然后再分给各小机床使
Roman'">用的方法，稀释同时也加入杀菌剂然而在这種集中贮存的稀释液中的杀菌剂也会逐渐丧失其杀菌能力。稀释液中使用杀菌剂的一个主要后果是它可能引起生锈有的是杀菌剂直接引起生锈，有的是杀菌剂抑制了防锈剂的作用因而在使用杀菌剂时，必须对其防锈性能作检验
Roman'">健康和环保日益引起人们的重视，杀菌剂嘚毒性也成为选择时考虑的一个主要因素以下的几个方面是必须考虑的，毒性低、不引起皮肤过敏、不引起遗传疾病、不引起细胞病变尤其是癌变杀菌剂的毒性通常以大白鼠的急性口服∞
数值来判断，低毒且杀菌抑菌浓度低的杀菌剂应成为首选许多国家对在加工液中使用的杀菌剂作了限制。美国早在1972年就通过法律只有经过美国环保局(EPA)注册的杀菌剂才准使用。1987年EPA甚至规定加工液中的杀菌剂必须通过大劑量的慢性毒性试验
英国1990年发布的有害物质管理规定中列出了金属加工液中微生物危害的评价方法并于1993年修改了危险品手册，要求金属加工液用杀菌剂须通过注册德国1993年发布的危险物质技术条例中，禁止在金属加工液中使用含亚硝基的杀菌剂这是为了防止加工液生成囿致癌作用的亚硝酸盐慢性毒性试验的目的是检验杀菌剂的致癌可能性。甲醛是一种对人体有致癌作用的物质它在金属加工液中普遍存茬，加工液中使用最多的杀菌剂类型是甲醛释放剂它会分解放出甲醛以达到杀菌效果.
使用这种杀菌剂时，需要对空气中的甲醛浓度定期檢测一般来说浓度超过0．000 05％ 则被认为有潜在的致癌危险大剂量的杀菌剂能显著降低微生物数量．但在
在一个相对较低的浓度时，杀菌剂僦能抑制微生物繁殖防止加工液腐败，同时不会使操作者接触浓度过高的杀菌刺以减少对人体健康的危害.
Roman'">杀菌剂或许是加工液中最贵嘚一种组分，因而使用时考虑到成本也是必然的杀菌剂的成本包括浓缩液中的成本和现场维护时添加的成本一单纯以每KG杀菌剂的价格高低来选择杀菌剂并不一定是最经济的，还需考虑它的使用效果.
然而分散到稀释液中后杀菌剂的使用成本并不高。使用杀菌剂虽然需要一些费用但它极大地延长了加工液的使用周期。我们知道加工液腐败后，必须排放掉再清洗系统，加入新液不仅影响生产，而且所需费用很大同时腐败的加工液对工件和系统的损害也很大。为了充分发挥杀菌剂的作用必须防止加工液的污染，保持循环系统的清洁系统中配备的过滤分离系统虽不能直接将微生物过滤掉，却能在过滤大颗粒切屑杂质时将吸附在这些颗粒上的微生物一同带出，经过機械清洗后的系统更有助于发挥杀菌剂的作用机床漏油是普遍存在的现象，加工液表面的浮油会萃取出液中的油溶性杀菌剂从而降低殺菌剂的浓度，减弱杀菌效果另外浮油的存在促进了厌氧菌的繁殖，为微生物提供了食品因而必须采取措施减少机床漏油，并定期清除液面上的浮油即使是暂时没有加工任务的机床，也应定期循环加工液
Roman'">以减少微生物的生长。台理的维护措施会最大限度地提高杀菌剂的使用寿命，从而降低加工液使用成本
Roman'">目前在水基金属加工液中使用杀菌剂是延长其使用寿命的最主要的一种方法，只有了解杀菌劑和金属加工液的性能才能经济、有效地使用杀菌剂。
Roman'">除考虑杀菌剂本身效果、杀菌剂与加工液的相容性外．还要注意到杀菌剂对人体健康的危害以及采取合理的维护措施．才能充分发挥杀菌剂的作用
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半干式(微量切削油)切削加工
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在德国、北欧不使用切削油的切削加工方法作为当前主要课题进行研究。对于切削油产生的污染逐年收紧所有与切削油废液处理有关的成本费用都在上升。
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在切削油中为了提高切削性而加入各种高压添加剂，其中也有氯系高压添加剂在焚烧切削油的废液时，会产生剧毒性、致癌性、畸形性的二氧环己烷因此，迫切要求切削油的非氯化在德国和北欧、较早以前就已禁止使用氯系高压添加剂。
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其次必须加强切削油的管理。对于饮用水大多取自地下水的欧洲来说切削油废液的排放，就直接影响饮用水的污染因此，不仅禁止切削油废液的随意排放就连切削油洒落在机床外部也是不许可的。使用后的切削油废液的管理及其限制也必须严格执行减少切削油废液的方式就显得很有必要。在德国要从切削油廢液中除去油渣(污泥)，进行切削油的回收再循环使用相当普遍
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这些为保护环境而加强的规定，使得切削油的设备、管理、废液处理等的總成本费用上升因而直接促使生产加工费用的上升。据说在德国与切削油有关连的费用已上升至生产加工费用的15～30%(图1)
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因此，在欧洲幹式加工用的刀具和刀具涂料的开发、新的切削油的开发等在加紧进行之中。在日本明治大学横川教授研究的把零下30℃的冷风吹到加工點上进行干式切削加工的方法已取得了成果。
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虽然可以期望在将来使用完全干式切削加工但是要完全干式切削，则在刀具寿命、加工精喥、表面光洁度等方面还有许多必须克服的问题，所以可以预料根据当前的现狀而转换使用不影响环境的切削油。特别是重新评价茬过去使用大量切削油的方法，研究切削油的适量化、微量化以及给油定点化等
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①手工刷涂：用毛刷涂在需要涂油的部分。
②滚筒涂油：有手动和自动两种手工滚筒涂油一般是单面涂油，自动滚筒涂油一般涂在板材的两面
③滴流：将油滴流在润滑点上。
④喷雾：用喷槍价格油喷射到润滑面上
⑤泵送：附有自动给油装置的冲床，一般采用泵送油
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6.必要时向溶液充空气、鼓泡
10.必要时使用添加剂
切削工作液常见问题及处理方法
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添加PH值调整剂或切削液原液
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添加去离子水，部分更换
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细菌增加产生难闻气味
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每日定时循环、加强通风、增养
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添加PH徝调整剂或切削液原液
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检查喷嘴，改善喷液压力
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提高液面到正常位置消除孔穴现象
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除渣和过滤变差或设备损坏
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金属切削液的成分与选择
根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下
(1) 油或油基液体：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)主体为矿物油，含或不含添加剂
(2) 乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时称为溶解油根 据矿物油含量和油滴粒度可分为3种： 粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度 2~10 μm； 微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm； 半合成乳液：含油5%~40%油滴粒度约0.1 μm；
(3) 合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑劑
(4) 化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ从以上成分来看，以切削油的润滑性最好乳化液中的粗乳、微乳和半合成型 乳液，如配制得当吔有相当好的润滑性能目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛 。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上某些合成液体在
使用中由于浓度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层化学溶液是鈈含矿物油的水溶液。使用前用水稀释有良好的冲洗、冷却效果 ，并应能防止接触区域的锈蚀这类液体主要用于研磨，功能在于清洗囷冷却没有润滑性。切削液的选择首先要避免使用那些对机床、刃具和加工材料有害的液体。通 常不含游离硫的硫化油适用于加工鋼材和铜材。而有些铜合金和高镍合金在硫
剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂这是因为要顾及乳囮系统的稳定，既要考虑诸成 分的HLB值又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质还应考虑诸成分的 水溶性或在水中分散的性质。
高速铣削加工效率计算公式
高速铣削加工效率的计算与分析 随着高速切削技术的发展高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造業的企业和科研工作者的关注信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用於生产笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、...
高速铣削加工效率的计算与分析
随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的應用日益广泛越来越受到制造业的企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对
批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究对比了不同铣床的加工效率，推导了高速铣削加工效率的计算公式
根据分析与研究，我们认为式(1)不适用于高速铣削加工效率的计算原因主要有两点：
1)高速铣床的主轴转速相当高(如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min,，加工平面时转速也在35000r/min,以上)如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属；
2)在实际加工中，设萣的转速和进给量只 最大转速和最大进给量实际的刀具转速和进给量时刻都在变化(HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况)，切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值迅速达到较高值又很快降到较低值如此反复变化，这是铣削过程的客观反映而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。
式中W———切削过程总的金属去除量(cm3)
式(2)更符合高速铣削的实际情况用式(2)很容易实现对高速铣削加工效率的计算，同时也便于不同铣床加工效率的比较
例如，原来在普通铣床上加工图1所示零件为了缩短生产周期，一部分零件现采用高速铣床加工这样，可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率由于该零件的表面质量要求不高，高速铣削和普通铣削均能达到要求事实上，高速铣削加工出的零件表面粗糙度要比普通铣削加工低1~2个等级
用单位时间内的金属去除量Z=W/t(cm3/min) 表示加工效率。试验Φ取铣削加工过程中的几个时间段记录加工时间，测量在各个时间段零件加工前后的体积差通过式(2)计算得到Z值。通过多次测量计算取Z嘚平均值该平均值即可视为较准确的Z值。对于图1所示零件的高速铣削过程由式(2)算得的Z值为
按照传统切削理论即按式(1)计算得
比较Z高速和ZW，显然ZW与该零件实际的高速铣削加工效率相差很大
2 不同铣床加工效率的比较
某研究所目前用于生产的铣 床除HSM-700型高速铣床外，还有 产的立式铣床和进口的铣削中心国产铣床是二十世纪九十年代初购进的北京第一机床厂生产的XK5040-1型立式升降台铣床(以下简称国产普通铣床)，目前主要用于零件粗加工及少量铸铁件和钢件的加工；进口铣削中心是美国产VF-0
HAAS型铣削中心(以下简称进口普通铣床)可用于粗加工和精加工。
由仩述计算和比较可以看出在高速铣床上加工该零件的金属去除率相当高，与国产普通铣床相比其优势更为明显(据操作工
反映甚至出现過高速铣床加工效率比国产普通铣床快10倍以上的情况)。当然对于不同材质、不同形状和不同加工要求的零件，不同铣床的加工效率并不楿同对于加工面积较大的大型零件或形状特别复杂的零件，高速铣床具有更为显著的加工效率优势高速铣床的效率优势主要体现为高嘚刀具转速n和高的进给速度Vf。在实际加工中进给速度Vf 对加工效率的影响往往更大。
3 考虑成本因素的加工效率 比较
比较加工效率必须带有┅定的约束条件应结合企业的实际情况，考虑加工效率与生产成本的关系用式(2)求得的加工效率Z除以加工成本C来表示考虑了成本因素的加工效率E(cm3/min?万元)，即
式(3)中为计算简便，设加工成本C 主要为制造费用(包括设备成本、设备维护费用、刀具损耗费用等)并假设高速铣床、国產普通铣床、进口普通铣床的日常维护费用相等。为了能客观地反映实际加工效率对2001年1月到2002年5月这一较 时间段内的机床使用情况进行比較：
HSM-700型高速铣床每台价值人民币C0高速=200万元；由于机床零部件价格昂贵，用于机床非日常维护的费用(包括故障检修、更换零部件等)为C2高速=9.5万え；在高速铣床上使用的刀具均为进口铣刀价格较为昂贵，再加上缺少针对不同刀具和零件材料的切削用量规范使得高速铣刀的使用荿本较高，因此从去年初至今，高速铣刀损耗费用为C3高速=14,548.13元
美国产VF-0 HAAS型铣削中心是1998年进口的普通铣削中心，当时价值人民币C0进普=80万元 ；機床使用性能较好除日常维护外，至今没有出现需要维修的故障C2进普=0.45万元；与高速铣床一样，所使用的刀具均为进口铣刀除正常的刀具磨损外，很少出现刀具非正常损耗铣刀损耗费用为C3进普=2,195.26元。
1992年从北京第一机床厂购进的XK5040-1型立式升降台铣床当时价值人民币C0国普=60万え ；目前主要用于零件粗加工，虽然精度不高但性能还比较稳定，除日常维护外未出现大故障。2000年对其操作系统进行了改造(换装了西門子操作系统)改造和检修的费用为C2国普=6.45万元；在
此机床上既使用进口刀具也使用国产刀具，铣刀损耗费用为C3国普=1,377.62元
设机床的使用年限為20年，按照直线折旧法机床每年折旧5%，则到2002年三种铣床的当前成本分别为：
由式(3)可求得考虑成本时三种不同铣床 的加工效率分别为
由計算结果可以看出，考虑成本因素后高速铣削不再具有显著的效率优势(与进口普通铣削中心的加工效率接近)。这一比较结果说明目前高速铣削的使用成本还比较高(其设备成本、维护费用和刀具损耗费用都比普通机床高出很多)。
尽管目前采用高速铣削还达不到经济的切削效率但并不说明高速铣削不具优势。首先上文对铣削效率经济性的分析仅考虑了生产成本，并没有考虑时间效益在技术飞速发展的紟天，时间往往是更重要的经济因素高速铣削加工在缩短加工工时方面的优势是很明显的。其次上文所作加工效率比较是在高速铣床囷普通铣床均能加工同一种零件的前提下进行的，事实上许多不适合(或不能)在普通铣床上加工的零件(如薄壁零件或对加工表面质量要求较高的零件)只能用高速铣床加工第三，高速铣削技术作为一种新的加工技术在我国正经历不断发展的过程为了获得高速铣削的经济加工效率，必须深入研究高速铣削机理加快进行高速铣削工艺的科研开发，同时加强生产管理提高操作者素质。相信随着对高速铣削技术研究的不断深入加工的经济性等问题将得到很好解决。
*生产实践表明高速铣床加工零件覆盖面广，特别适用于加工面积较大、形状复雜的精密零部件零件加工精度高，废品率低
*传统的切削加工效率公 式不适用于高速铣削，用单位时间内的金属去除量来表述高速铣削嘚加工效率更为准确
*单从机床的切削效率来看，高速铣床 要高出普通铣床好几倍但目前高速铣床的使用成本较高。在选择工艺方案时可以考虑用普通铣床进行粗加工，用高速铣床进行半精加工和精加工
*只有深入开展高速铣削技术的科研开发，才能充分发挥高速铣床嘚加工效率优势
1、高性能硫系极压抗磨剂，广泛应用于冲压拉伸、拉拔拉丝、轧制、挤压、攻丝、滚齿、切削等金属加工油中；
2、同样適用于水溶性金属加工液；
3、尤其适用于低味或近于无味的场合适用于浅色油品场合。
切削液的效果除由本身的性能决定外 与工件材料，刀具材料加工方法等因素有关，应该综合考虑合理选择，以达到良好的效果.切削液一般先用原则包括以下几个方面.
粗加笁时切削用量大，产生的切削热量多容易使刀具迅速磨损.此类加工一般采用冷却作用为主的切削液，如离子型切削液或３％～５％乳囮液.切削速度较低时刀具以机械磨损为主，宜选用润滑性能为主的切削液；速度较高时刀具主要是热磨损，应选用冷却为主的切削液.
硬质合金刀具耐热性好热裂敏感，可以不用切削液.如采用切削液必须连续，充分浇注以免冷热不均匀产生热裂纹而损伤刀具.
精加工时，切削液的主要作用是提高工件表面加工质量和加工精度.加工一般钢件在较低的速度（6.0～３０m／min ）情况下，宜选用极压切削油或10%～12%的极压乳化液以减小刀具与工件之间的摩擦和粘结，抵制积屑瘤.
精加工铜用合金铝用合金或铸铁时，宜选用粒子型切削液或１０％～１２％乳化液如１０％～１２％极压乳化液，以降低加工表面粗糙度.注意加工铜材料时不宜采用含硫切削液，因为硫对铜有腐蚀作用.另外加工铝时，不适于采用含硫与氯的切削液因为这两种元素宜与铝形成强度高于铝的化合物，反而增大刀具与间嘚摩擦；也不宜采用水溶液因为高温时水会使铝产生针孔.
（３）难加工材料的切削
难加工材料硬质点多，热导率低切削液不易散出，刀具磨损较快.此类加工一般处于高温高压的润滑摩擦状态应选用润滑性能好的极压切削敞开中高尝试的极压乳化液.当用硬質合金刀具高速切削时，可选用冷却作用为主的低浓度乳化液.
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概述：世界金属加工油液占世界总润滑油量5％以上而且从以油基为主，逐步向水基发展由于铝加工
业的比例增加，铝加工油品种和产量呈上升趋势在国外金属加工液中，切削液一直占有较大比例一般为50％咗右。金属加工液分类常按金属加工方法分为切削液和成型液两大类或按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。我國目前亦大多沿用此分类ISO于1986年通过IS06743/7，按油基、水基将加工液分为 MH和
MA两大类又根据每类的化学组成、应用各分为8类和9类，共17类该标准將目前众多的金属加工液的品种均可包含进去，我国已等效采用了该标准制定了 GB7631.5。
金属的机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金屬的变形前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、 拉拔、冲压、 挤压等一般习慣地把金属去除作业所用的润滑剂称为切削液，而把金属变形用的润滑剂称为金属加工工艺用液体金属加工液则是泛指上述两类加工、莋业用润滑剂。
（一）、金属切削液的选用（技术切削设备的润滑见机床的润滑特点）
大部分金属切削需要使用切削液甚至在可以正常進行干切削的作业，如果选用适当的冷却润滑剂也可增
加工效早在1883年，F.W.泰勒(Taylor)曾证明用冲洗刀具和加工件可使切削速度提高30%~40%
金属切削液嘚品种繁多。ASTM D2881把金属加工用的液体划为三类：(1)油和油 基液体；(2)水基乳液及分散体；(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)2类与3类之间的基本区别在於分散相的粒度和粒度分布。溶解油乳化液的平均粒度大于1 μm真 溶液及胶体溶液的粒度范围为20~40 nm。胶体乳液(Ⅱ-C)代表了一种介于化学溶液
与溶解油的乳液之间的中间状态其粒度分布介于上述两等级之间。这种划分原则 基本上是一个理论性的区分因为从典型的矿物油到不含油的化学溶液之间，可能 存在着无限度的等级
近年来，金属切削液的发展和变化主要是在水溶性液体领域(2、3类)由于这 类液体以水为基質，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)等量的水吸收一定 热量后，比油的温升要慢得多从而提高了冷却效果，且可减少油雾因此沝基切 削液的用量增大。以英国为例水基切削液在整个切削液市场中约占60%。但是水基
切削液与油相比存在着润滑性差其次是锈蚀、胶體稳定性、化学稳定性、生物稳 定性、可滤性、泡沫性等问题。这些问题对切削液在机床应用时的“油池寿命(Sum p Life)”至关重要合理选择、应鼡、监控和维护，对使用水基切削液特别重要
1、金属切削液的成分与选择
根据我国目前市场情况，切削液的主要成分如下
(1) 油或油基液體：属于ASTM D 2881分类中的Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C，习惯称为切削油(也称净切削油)主体为矿物油，含或不含添加剂
(2) 乳液：属于ASTM D 2881分类中的Ⅱ-A、Ⅱ-B、Ⅱ-C，有时稱为溶解油根 据矿物油含量和油滴粒度可分为3种： 粗乳液：含油65%~80%,油滴粒度 2~10 μm； 微乳液：含油40%~50%，油滴粒度＜1 μm； 半合成乳液：含油5%~40%油滴粒度约0.1 μm；
(3) 合成液体：含油或不含油，以溶于水的高分子有机物为主要润滑剂
(4) 化学溶液：不含油，属ASTM D 2881分类中的Ⅲ从以上成分来看，以切削油的润滑性最好乳化液中的粗乳、微乳和半合成型 乳液，如配制得当也有相当好的润滑性能目前粗乳液和微乳液的使用范围最广泛 。用于重负荷切削的乳化液要含极压添加剂合成液是乳化液的补充产品。这种液体常用在特定的用途上某些合成液体在
使用中由于濃度增大，清洗性增强而导致损伤操作人员的皮肤和机床涂层化学溶液是不含矿物油的水溶液。使用前用水稀释有良好的冲洗、冷却效果 ，并应能防止接触区域的锈蚀这类液体主要用于研磨，功能在于清洗和冷却没有润滑性。切削液的选择首先要避免使用那些对機床、刃具和加工材料有害的液体。通 常不含游离硫的硫化油适用于加工钢材和铜材。而有些铜合金和高镍合金在硫
剂(特别是含游离硫)作用下会产生暗色斑痕。水基切削液的成分比较复杂这是因为要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成 分的HLB值又要达到各项性能的平衡。由于切削液以水为基质还应考虑诸成分的 水溶性或在水中分散的性质。
选择切削液前应充分了解下列情况
1.1 加工材料的性质
被加工嘚材料物理化学性质各异，反映在切削操作上就会有切削的难易和与切 削液相容性等新问题对较难加工的材料及其与切削液的相容性分別简略介绍如下 。
铝：质软切割易粘切具。乳化液如碱性强与铝产生化学反应，造成乳液分 层应选用专用乳化液或石蜡基矿物油作冷却润滑剂。
黄铜：切削时产生大量细屑易使乳化油变绿。含活性硫的油剂可使加工材料 变色如选油剂要有过滤设备。
青铜：剪切前產生显著的塑性变形可使乳化液变成绿色。如选油剂要有过滤 设备
铜：粘韧，切削时产生微细卷曲的屑可使乳化液变成绿色，影响乳化液的稳 定在活性硫作用下生污斑。如选用油剂要配备过滤设备
可锻铸铁：切削时产生大量微细的具有化学活性的磨蚀性屑。这些活性细屑好 似过滤介质削弱了乳化液的活性，而且可生成铁皂使乳化液变为红褐色，乳化 液的稳定性变劣如使用油剂，必须用离心機或过滤器把铁屑除去
铅及其合金：易切削可生成铅皂，破坏乳化液的稳定如使用油剂，对油剂 有稠化倾向要防止使用含大量脂肪嘚油剂。
镁：切削时产生细屑可燃。一般不使用水基切削液可采用低粘度油作为切 削液。
镍及高镍合金：切削时局部产生高热切屑鈳能烧结。可选用重负荷乳化液或 非活性硫化油
钛：产生磨蚀性、可燃的切削，易发生加工硬化现象应用重负荷乳化油或极 压油剂。
鋅：切削面不规整难以取得良好的光洁度，与乳化液生成锌皂使乳化液分 离，应选专用乳化液
刀具的作用是在主剪切区域把加工材料用强剪切力切除剥落。刀具的推进面和 暴露的新鲜金属面之间由于强烈的附着作用使推进面受到高的应力。因切割剥落 的屑要移过刀具推进面从而形成了第二剪切区域。在第二剪切区域产生的剪切作 用使刀具受到最大摩擦力润滑和冷却作用在此时同样重要。但属于金属去除的机 械加工种类很多又各有其独特的工况。一般认为在低速加工(螺纹切削、扩孔和
齿面切削)时，切削润滑剂的主要任务是缩尛推进面与屑的粘结作为边界润滑剂。 在高速切削加工时切削液的主要作用是降低摩擦热，带走热量
那些切削液难以到达剪切区域嘚加工作业，给润滑、冷却造成很大的困难通 常对扩孔、齿轮切削(特别是滚齿)、深孔钻和镗孔、攻丝(特别是盲孔)、深套孔、 车螺纹加工偠精心选择适用的切削液。
1.3 油基和水基的特点
油基切削液指含添加剂的矿物油水基切削液指乳液、合成液及化学溶液。笼 统地说低速偅负荷切削需要充分的润滑，通常选用极压切削油剂高速浅层切削 ，冷却是首要的一般选用水基切削液。有些极压乳化液具有很好的潤滑和冷却性 可以用于重负荷切削。一般的研磨加工有时润滑反而有害，故可使用合成液或
化学溶液加工材料、刀具材质、机床构慥也是确定选用油基液或水基液的重要依据。
2.1 配制(稀释) 只有水基切削液需要配制即按一定比例加水稀释。水基切削液特别是乳化型 的茬用水稀释时要注意以下几个方面。
2.1.1 水质 一般情况下不宜使用硬度超过400的水因高硬度的水中所含的钙、镁离子会使 阴离子表面活性剂失效，乳液分解出现不溶于水的金属皂。即使乳化液是用非离 子表面活性剂制成大量的金属离子也可使胶束聚集，从而影响乳液的稳定性太 软的水也不宜使用。用太软的水配制的乳化液在使用过程中易产生大量泡沫
配制乳化液的水的适宜硬度应为50~200。可用去离子水和未經处理的工业水混 配使用我国幅员辽阔，切削液品种极多因此在选购水基切削液之前，最好用当 地的水作调配试验一般禁止使用处悝后的污水、含化学物质的水和二次水来配制 乳化液。锅炉用的软化水也要慎用
硬水地区的用户可采用碳酸钠法把水软化后使用。软化劑用量最好经试验确定 要防止软水后水的pH值过高。软水剂使用过度会破坏乳化液的稳定
切削液的稀释关系到乳化液的稳定。切削液在使用前要先确定稀释的比例和 所需乳化液的体积。然后算出所用切削液(原液)量和水量
选取洁净的容器，将所需的全部水倒入容器内嘫后在低速搅拌下加入切削液 原液。配制乳化液时原液的加入速度以不出现未乳化原液为准。切削液原液和水 的加入程序不能颠倒不偠在机床的油池(槽)内直接调配乳液。
切削液的使用效果首先取决于正确选用适合加工工况的切削品种，以及合理 地调配稀释但以下诸洇素亦值得重视。
机加工过程中循环使用的切削液因飞溅、雾化、蒸发以及加工材料和切屑携带 不断地消耗。这种消耗以a(携带值)表示其定义是：为了维持机床油槽原有切削 液的体积，每月需补加切削液量以原有体积倍数表示。例如一个切削液循环系 统的a=1，是指一个?V?为20 m↑3液体循环系统每月需补充稀释后的切削液(或 油)20
m↑3。欧洲汽车工业机加工的a值为1~1.5个别切削液循环系统可低至0.25 ，即原来投入的切削液假设不进行补充，4个月就会被携带完也有高达a=4的。
携带值a与加工材料的形状关系很大携带值a无疑与机加工费用相关。但携带 徝太小会增大切削液的维护费用每立方米冷却剂一年的总费用?K?为：
式中，?k1?为变换冷却剂的费用(原液+水)、废冷却液排放费用(劳力、清洗、 充入水以及停工时间)；?k2?为携带值费用(液体因工件、切屑携出的损失及液 体雾化、蒸发的损失)；?k3为冷却剂的维护费用从上式可知，携带值过大或过小都会增大费用
冷却液的逐渐消耗，使循环系统的液体减少液体温度上升甚至过热，冷却效 力下降冷却效仂下降会影响加工件的精度，并使刀具硬度下降切削液温度升高 会加剧液体的雾化和蒸发，污染车间环境进而增大液体消耗，形成恶性循环通 常机床的液槽(油槽)如处于半满状态就不能发挥液体的应有功效，而且液体易变质
当使用油剂切削液(净切削油)的温度过高，危害更为严重净切削油的冷却能 力较低，且多用在那些难加工、发热量大的切削中油槽内净切削油超温不但具有 前述危害，还可能导致添加剂分解(分解可能产生有害物质)损坏机床、加工材料 和刀具，恶化环境特别是含大量氯化物添加剂的净切削油，大多用于苛刻的机加 工产生的热量大。这时油槽应增多充油量以增加热容量。
一般的机加工应保证压力、大流量镗深孔和空心杆刀具可采用高压喷射冷却 液，以利于把切屑冲刷出来有些中低碳钢和钛材的钻孔加工采用脉冲式注射冷却 液更有利，但要注意适合油泵的性能苛刻的加工所使用的含氯净切削油，要加大 流量
流量的大小可用循环系数?f?表示。定义是每小时循环量为总容量的倍数切削液循环系统的温度、泡沫、污染物含量对?f?都有影响。
油嘴的形状应适合被加工件的形状和大小以及刀具种类和操作程序。良好的油嘴应使切削液一直保持液流平坦使加工件各部分充分浴于液体内。油嘴形状要按实际效果来调整基本要求是使最需要冷却和润滑之处得到足够的冷却液。
水基切削液和净切削油在使用中会发生泡沫过多的问题泵速过大会造成液体 湍流，或者油管阻力形成喷射会增大液体的泡沫特别是沝基切削液的泡沫性是其 主要性能指标之一。
不同性质的切削液相混(如净切削油与乳化液相混)也会使泡沫增多机床变更 切削液前要洗净油槽和循环路线。此外配制乳化液时要避免激烈搅拌和空气搅拌
过度软化的水和含碱的水会增加乳化液的泡沫。流体循环泵密封不严也會增大 液体的泡沫泡沫的危害使冷却润滑液失效和油槽容积的浪费。泡沫严重的冷却液 会造成机床、刀具和工件损坏
经常检查机床的軸封(特别是用乳化液作为冷却剂时)，防止切削液串入机床齿 轮箱、床头箱或其它密封的传动机构内乳化液如果进入矿物油润滑系统将使機床 磨损。含极压剂的净切削油串入机床传动或液压系统危害较小。
大型机械加工车间常采用集中冷却润滑系统这类循环系统的冷却液不停地循 环使用，油池寿命十分重要延长油池寿命除了冷却液的质量和合理使用外，冷却 液的维护也是重要的因素冷却液、切削液嘚维护工作主要包括以下几项。
(1)确保液体循环路线的畅通
及时排除循环路线的金属屑、金属粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂 轮屑以免造成堵塞。
切削液(特别是乳液)抑菌生长的重要性是人所共知的可采用定期投入杀菌剂 和用超微过滤等手段抑制细菌的繁殖。
污染切削液的物质主要是金属粉末和砂砾细粉、飘浮油和游离水、微生物和繁 殖物特别是毛霉目真菌。
切削液内所含的固体粉末来源于加笁件和刀具这类固体不但易堵塞管路并有 以下危害：(1)悬浮于冷却液内的粒子损坏泵的密封，增大刀具磨损损害人的皮肤 ，影响加工质量；(2)固体沉淀在油池底部与有机物聚结，形成一层有大量气孔的 沉淀层为微生物繁殖提供了有利条件，而霉菌的细丝更稳定了沉淀的凅体；(3)切
削液中的金属粉末具有很高的化学活性可使切削液中的某些成分失效。菌污染使 切削液酸败分解霉菌的繁殖产生粘稠物，导致管路和喷嘴堵塞
飘浮油是指机床传动和液压系统用油因机床密封不严漏入切削液系统的油。飘 浮油的危害是使切削液系统的某些材料膨胀变形干扰了乳化液的乳化平衡，使乳 化液失去稳定性而且飘浮油常浮于乳液油表层，阻挡了乳化液和空气的接触导 致乳化液缺氧，使厌氧菌快速繁殖加速乳化液的腐败变质。
切削液被上述三类物质污染后如采取分别去除污染的方法，手续十分繁琐 近年来开發了超细过滤方法，可除去固、液和大部分菌类污染物但被超细过滤的 切削液只限于含油少的微乳液或合成液，其成分在低浓度时不会構成胶束或其它凝 聚物
有一种循环再生系统可把上述三类污染物在一个整体系统内清除。这种系统包 括多种设备分别用来除去不同的汙物。例如用撇油轮除去表面飘浮油；用高速离 心机或纸质过滤器除去金属粉末和泥砂；用高压巴氏杀菌器灭菌这类整体的冷却 剂再生系统如图所示。 整体的冷却剂再生系统
在循环再生过程中要向系统内补充10%~15%的新鲜冷却液以弥补蒸发、漏损和 加工件携带走的损失和添加劑的消耗。采用分批再生方式定期从切削液循环系统中 抽出一定体积的液体进行上述处理后再返回循环系统。
这种再生系统的特征是：配套完整效率高，可从切削液中除去1 μm以上的 固体颗粒和大部分飘浮油主要优点是采用高压巴氏灭菌，省去了定期投放杀菌剂 的麻煩减少了杀菌剂对人身和环境的危害。
3、 劳动卫生与环境 影响人身健康和环境的主要原因是切削液所含的基础油和各种添加剂这些物 質对健康的危害主要有以下几方面。
(1)致癌 切削液所含的高密度矿物油(相对密度大于0.9)属高芳烃含量的矿 物油易被乳化。但其中的多环芳烃(PCAH)昰致癌成分亚硝酸钠和三乙醇胺曾被 广泛用于乳化液中，是有效的防锈剂由于亚硝基二乙醇胺被证实为致癌物质，70 年代有些国家已禁圵使用
(2)油疹 由于皮肤接触切削液中的油、菌类和金属屑而产生的油疹，是最常 见的皮肤病
(3)毛囊炎 由于皮肤汗毛囊管受到油及外来物剌噭所致，主要发生在手臂
（二）、切削液使用中的问题及其对策。
1、切削波变质发臭的问题
切削液变质发臭的主要原因是：切削液Φ含有大量细菌切削液中的细菌主要有耗氧菌和厌氧菌。耗氧菌生活在有矿物质的环境中如水、切削液的浓缩液和机床漏出的油中，茬有氧条件下每 20～30min分裂为二。而厌氧菌生存在没有氧气的环境中每小时分裂为二，代谢释放出SO2有臭鸡蛋味，切削液变黑当切削液Φ的细菌大于106时，切削液就会变臭
(1) 细菌主要通过以下渠道进入到切削液中:
1）配制过程中有细菌侵入，如配制切削液的水中有细菌
2）空气中的细菌进入切削液。
3）工件工序间的转运造成切削液的感染
4）操作者的不良习惯，如乱丢脏东西
5）机床忣车间的清洁度差。
(2)控制细菌生长的方法
1）使用高质量、稳定性好的切削液
2）用纯水配制浓缩液，不但配制容易而且可改善切削液的润滑性，且减少被切屑带走的量并能防止 细菌侵蚀。
3）使用时要控制切削液中浓缩液的比率不能过低，否则易使细菌生長
4）由于机床所用油中含有细菌，所以要尽可能减少机床漏出的油混入切削液
5）切削液的pH值在8.3～9.2时，细菌难以生存所以应忣时加入新的切削液，提高pH值
6）保持切削液的清洁，不要使切削液与污油、食物、烟草等污物接触
7）经常使用杀菌剂。
8）保持车间和机床的清洁
9）设备如果没有过滤装置，应定期撇除浮油清除污物。
1＝切削液中浓缩液所占的比例偏低
2＝切削液的pH值过高或过低。例如PH＞9.2时对铝有腐蚀作用。所以应根据金属材料选择合适的pH值
3＝不相似的金属材料接触。
4＝用纸或朩头垫放工件
6＝切削液中细菌的数量超标。
7＝工作环境的湿度太高
1＝用纯水配制切削液，并且切削液的比例应按所用切削液说明书中的推荐值使用
2＝在需要的情况下，要使用防锈液
3＝控制细菌的数量，避免细菌的产生
4＝检查湿度，注意控制工作环境的湿度在合适的范围内
5＝要避免切削液受到污染。
6＝要避免不相似的材料接触如铝和钢、铸铁(含镁)和铜等。
在使用切削液时有时切削液表面会产生大量泡沫。
(1)产生泡沫的主要原因
1＝切削液的液面太低
2＝切削液的流速太快，气泡没囿时间溢出越积越多，导致大量泡沫产生
3＝水槽设计中直角太多，或切削液的喷嘴角度太直
(2)避免产生泡沫的方法
1＝在集中冷却系统中，管路分级串联离冷却箱近的管路压力应低一些。
2＝保证切削液的}
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