切削液的浓度对加工表面质量有着重要的影响,具体如下:
一、润滑性能与表面粗糙度
适当浓度增强润滑效果
当切削液浓度处于合适范围时,其润滑性能能够得到有效发挥。切削液中的油性添加剂(如动植物油、脂肪酸酯等)和极压添加剂(如硫、磷、氯化合物)会在刀具和工件表面形成一层润滑膜。例如,在铣削铜铝合金时,这层润滑膜可以减少刀具前刀面与切屑、后刀面与已加工表面之间的摩擦。
这种良好的润滑作用有助于降低切削力,使切削过程更加平稳。在车削过程中,合适浓度的切削液能够使切屑顺利排出,减少切屑对已加工表面的划伤,从而有效降低表面粗糙度,使加工表面更加光滑。例如,对于要求较高表面质量的铝合金精密加工,合适浓度的切削液可以使表面粗糙度 Ra 值降低到 0.8μm 以下。
浓度不足导致表面质量下降
若切削液浓度过低,润滑成分相对较少,无法形成完整、有效的润滑膜。在钻削铜合金时,由于润滑不良,钻头与工件之间的摩擦力增大,会导致钻头的振动加剧。
这种振动会传递到工件表面,使加工表面出现振纹,增加表面粗糙度。同时,摩擦力增大还可能引起局部温度过高,使工件材料产生热变形,进一步影响表面质量。例如,在铜合金深孔钻削中,切削液浓度不足时,加工后的孔壁表面粗糙度可能会从正常的 Ra1.6μm 增加到 Ra3.2μm 以上。
二、冷却性能与热变形
合适浓度有效冷却,防止变形
切削液在加工过程中有冷却作用,合适浓度的切削液能够吸收和带走大量的切削热。在高速切削铝合金时,切削液的冷却效果尤为重要。例如,水基切削液中的水可以通过汽化吸热的方式带走热量。
当切削液浓度合适时,能够将切削区域的温度控制在合理范围内,防止工件因过热而产生热变形。对于形状复杂的铜铝合金工件,如汽车发动机的铝合金缸体,合适浓度的切削液可以保证各加工面的尺寸精度和形状精度,避免因热变形导致的平面度超差、圆柱度下降等问题,从而提高加工表面质量。
浓度不当引发热问题影响表面质量
若切削液浓度过低,冷却能力会大打折扣。在磨削铜合金时,由于冷却不充分,磨削区温度会急剧升高。这不仅会烧伤工件表面,使表面硬度降低、产生氧化变色现象,还会使磨粒过早脱落,影响砂轮的磨削性能。
相反,若切削液浓度过高,虽然冷却性能会增强,但可能会导致其他问题。例如,过高浓度的切削液可能会产生泡沫,这些泡沫会阻碍切削液的正常流动,影响其对切削区域的冷却效果,进而影响加工表面质量。
三、清洗性能与表面洁净度
合适浓度利于清洗切屑和杂质
切削液的浓度合适时,其清洗性能能够将加工过程中产生的切屑、磨屑和金属粉末等杂质及时从切削区域冲走。在钻削铝合金时,切削液可以将钻头周围的切屑顺利冲走,防止切屑在已加工表面堆积和划伤表面。
同时,切削液还可以带走加工过程中产生的油污等污染物,使加工表面保持洁净。对于表面质量要求较高的铜合金精密加工,如铜合金电子产品外壳加工,合适浓度的切削液可以确保加工后的表面没有杂质残留,提高表面的光洁度和外观质量。
浓度异常影响清洗效果和表面质量
当切削液浓度过低时,其清洗能力不足,无法有效地将切屑和杂质从切削区域清除。在铣削铜铝合金时,切屑可能会黏附在刀具和工件表面,随着刀具的运动,这些切屑会在已加工表面划出划痕,影响表面质量。
而浓度过高时,虽然清洗性能可能会增强,但可能会引起其他问题,如前面提到的泡沫过多,或者由于切削液的粘性增加,导致切屑更难分离和清除,同样会对加工表面质量产生不利影响。