切削液的濃度對加工表面質量有著重要的影響,具體如下:
一、潤滑性能與表面粗糙度
適當濃度增強潤滑效果
當切削液濃度處于合適范圍時,其潤滑性能能夠得到有效發(fā)揮。切削液中的油性添加劑(如動植物油、脂肪酸酯等)和極壓添加劑(如硫、磷、氯化合物)會在刀具和工件表面形成一層潤滑膜。例如,在銑削銅鋁合金時,這層潤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,對于要求較高表面質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。
濃度不足導致表面質量下降
若切削液濃度過低,潤滑成分相對較少,無法形成完整、有效的潤滑膜。在鉆削銅合金時,由于潤滑不良,鉆頭與工件之間的摩擦力增大,會導致鉆頭的振動加劇。
這種振動會傳遞到工件表面,使加工表面出現振紋,增加表面粗糙度。同時,摩擦力增大還可能引起局部溫度過高,使工件材料產生熱變形,進一步影響表面質量。例如,在銅合金深孔鉆削中,切削液濃度不足時,加工后的孔壁表面粗糙度可能會從正常的 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,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。
當切削液濃度合適時,能夠將切削區(qū)域的溫度控制在合理范圍內,防止工件因過熱而產生熱變形。對于形狀復雜的銅鋁合金工件,如汽車發(fā)動機的鋁合金缸體,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,避免因熱變形導致的平面度超差、圓柱度下降等問題,從而提高加工表面質量。
濃度不當引發(fā)熱問題影響表面質量
若切削液濃度過低,冷卻能力會大打折扣。在磨削銅合金時,由于冷卻不充分,磨削區(qū)溫度會急劇升高。這不僅會燒傷工件表面,使表面硬度降低、產生氧化變色現象,還會使磨粒過早脫落,影響砂輪的磨削性能。
相反,若切削液濃度過高,雖然冷卻性能會增強,但可能會導致其他問題。例如,過高濃度的切削液可能會產生泡沫,這些泡沫會阻礙切削液的正常流動,影響其對切削區(qū)域的冷卻效果,進而影響加工表面質量。
三、清洗性能與表面潔凈度
合適濃度利于清洗切屑和雜質
切削液的濃度合適時,其清洗性能能夠將加工過程中產生的切屑、磨屑和金屬粉末等雜質及時從切削區(qū)域沖走。在鉆削鋁合金時,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,切削液還可以帶走加工過程中產生的油污等污染物,使加工表面保持潔凈。對于表面質量要求較高的銅合金精密加工,如銅合金電子產品外殼加工,合適濃度的切削液可以確保加工后的表面沒有雜質殘留,提高表面的光潔度和外觀質量。
濃度異常影響清洗效果和表面質量
當切削液濃度過低時,其清洗能力不足,無法有效地將切屑和雜質從切削區(qū)域清除。在銑削銅鋁合金時,切屑可能會黏附在刀具和工件表面,隨著刀具的運動,這些切屑會在已加工表面劃出劃痕,影響表面質量。
而濃度過高時,雖然清洗性能可能會增強,但可能會引起其他問題,如前面提到的泡沫過多,或者由于切削液的粘性增加,導致切屑更難分離和清除,同樣會對加工表面質量產生不利影響。