二十年前,切削液曾是非常便宜,在大多數(shù)加工過程的成本中,其所占比例不到3%。以至沒有誰會(huì)對此多加注意。可是,現(xiàn)在不一樣了,切削液在車間生產(chǎn)成本中 所占比例上升為15%,這就不得不引起生產(chǎn)經(jīng)營者的極大關(guān)注。
特別是那些含油的切削液已經(jīng)成為一項(xiàng)很大的支出。更重要的是它的排放污染環(huán)境,國外環(huán)保部門要監(jiān)控這些溷合制劑的處理。而且,許多國家和地區(qū)也把它們劃歸 為危險(xiǎn)廢物,如果其中含有油和某些合金,還要採取更為嚴(yán)厲的控制措施。
再有,許多高速加工工序加了切削液會(huì)產(chǎn)生煙霧,環(huán)保部門也限制切削液煙霧釋放量要在允許范圍內(nèi),職業(yè)安全和職工健康管理部門為了降低切削液煙霧排放允許 值,正在考慮一項(xiàng)諮詢委員會(huì)的建議。其中包括制定比較高的切削液的價(jià)格政策。因此,越來越多的廠家開始採用乾切,以避免這筆費(fèi)用和與切削液處理相關(guān)連的麻 煩。
以前,金屬加工行業(yè)使用切削液已形成"習(xí)慣",所以推廣乾式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢力,他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面、提高刀具壽命所必須的。也 有許多人認(rèn)為變濕切為乾切,費(fèi)用可能會(huì)更高。其實(shí)兩種看法都不對。對于多數(shù)金切件,乾切應(yīng)是"標(biāo)準(zhǔn)加工環(huán)境"。在高速下乾車、乾銑淬硬材料不僅可能,而 且更經(jīng)濟(jì)。
關(guān)鍵是要知道如何正確地選擇刀具、機(jī)床和切削方法。盡管切削液在有些場合還是需要的,可是研究表明:由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展,情況也在不斷的變 化。新的硬質(zhì)合金牌號特別是那些涂層牌號,在高速、高溫的情況下不用切削液,切削效率更高。事實(shí)上,對于間斷切削,切削區(qū)溫度越高,越不適合用切削液。
先來看看銑削,假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力,那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了,它的冷卻效果是很小的甚至沒有。而應(yīng)用切削液刀具會(huì)產(chǎn) 生溫度的激烈變化,銑刀刀片自工件切出時(shí)冷卻,再切入時(shí)溫度又上升。盡管在乾切削時(shí)也有類似的加熱和冷卻回圈產(chǎn)生,但是加了切削液這種溫度變化要大得多。 溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力,會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。
類似的情況在車削中也會(huì)出現(xiàn),例如用非涂層硬質(zhì)合金,在速度高于130m/min時(shí),車削中碳鋼,刀尖切入工件不到40秒,然后暴露在冷卻液中,就能很明 顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損,從而大大地縮短刀具壽命。對于大多數(shù)車削加工,乾切通常能延長刀具壽命。
然而,對于鉆削則是另一種情況。熱熔鉆削時(shí)切削液是必要的,因?yàn)樗峁┝藵櫥蛷目字袥_出切屑。沒有切削液,切屑可能粘在孔內(nèi),并且表面粗糙度平均值(Ra) 可能達(dá)到濕鉆時(shí)的兩倍。在這種情況下,切屑液也能減少所需的機(jī)床扭矩,因?yàn)殂@頭邊緣上與孔壁接觸的點(diǎn)得到潤滑。
盡管涂層鉆頭也能夠起到類似熱熔鉆切削液的潤滑效果,涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小。從總的效果來看,目前還不能完全代替切削液。用哪種型號的切削液要根據(jù)具體情況,潤滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時(shí)比較好。
而冷卻能力較高的切削液,可以增強(qiáng)易切削材料高速加工性能,可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下。
可是許多時(shí)候用了切削液取得了某些效果,但它需要很高的熱熔鉆額外費(fèi)用,也帶來非常有害的環(huán)境污染,這是不值得的。應(yīng)該看到,現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削 熱,具備高速切削所需的性能。必要時(shí)可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑,以取代切削液。