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潤(rùn)滑油知識(shí)高速切削對(duì)切削介質(zhì)的性能要求
發(fā)表時(shí)間：2015-09-28 15:55:36【小中大】
切削介質(zhì)冷卻性能的好壞，首先取決于切削介質(zhì)自身的性質(zhì)，如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、汽化熱、汽化速度等，其次取決于切削介質(zhì)的作用方式，如噴射流量、噴射速度、噴射角度及噴射靶距等因素。氣體介質(zhì)的冷卻性能遠(yuǎn)低于液體介質(zhì)，但高速切削也要考慮過(guò)度冷卻帶來(lái)的刀具熱疲勞失效問(wèn)題，以及如何使切削介質(zhì)進(jìn)入刀/屑/界面和刀/工界面有效冷卻等問(wèn)題。一般濕式切削由于切削介質(zhì)進(jìn)入問(wèn)題和強(qiáng)烈的熱沖擊，刀具磨損往往會(huì)加劇，故高速切削難加工材料多采用低溫風(fēng)冷、低溫微量潤(rùn)滑等干式、準(zhǔn)干式切削方式。
多數(shù)情況下采用切削介質(zhì)的主要目的，是利用該介質(zhì)的減摩潤(rùn)滑性能，以改善刀具/工件接觸區(qū)的摩擦接觸狀況，從而提高刀具的使用壽命。不同換熱系數(shù)下采用WC-Co硬質(zhì)合金高速正交切削TC4鈦合金時(shí)的刀具前刀面擴(kuò)散分布曲線。由于換熱系數(shù)的改變對(duì)刀具前刀面平均溫度有一定的影響，但對(duì)于切屑形成以及刀具前刀面的很高溫度(靠近切削刃口處)幾乎沒(méi)有影響。因此，在距離刃口附近很高溫度區(qū)域的擴(kuò)散磨損變化不大，中間部位的擴(kuò)散磨損隨換熱系數(shù)的提高而降低。在距離刃口較遠(yuǎn)處，切削溫度值相對(duì)較低，對(duì)刀具的擴(kuò)散磨損影響較小。不同摩擦系數(shù)條件下采用WC-Co硬質(zhì)合金高速正交切削TC4鈦合金時(shí)的前刀面擴(kuò)散磨損率的仿真分布曲線，距離切削刃口處的切削溫度很高，處于粘結(jié)接觸窗口內(nèi)部(Sticking Window)而受摩擦系數(shù)變化的影響較小，因此，在靠近切削刃口處，刀具的擴(kuò)散磨損率變化不大，但是滑動(dòng)接觸窗口區(qū)域隨著摩擦系數(shù)的增加，切削溫度相應(yīng)增加較為明顯，從而刀具擴(kuò)散磨損率也相應(yīng)較大。比較可見(jiàn)提高潤(rùn)滑性能對(duì)改善刀具擴(kuò)散磨損比冷卻的作用更明顯。
高速切削排屑問(wèn)題將會(huì)對(duì)刀具的切削性能、加工表面質(zhì)量等產(chǎn)生一定的影響。因此，高速切削要求切削介質(zhì)要具有一定的排屑作用。一般通過(guò)高速、高壓、大流量的射流沖擊直接將切屑吹離刀具和加工區(qū)。
切削介質(zhì)的綠色性能要求介質(zhì)具有環(huán)境友好性，減少污染物的排放。對(duì)人體造成主要危害的是油霧中的可吸入顆粒物(PM10，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≤10μm的顆粒)。通常，顆粒直徑越小，進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的部位也越深，對(duì)人體的危害也越大。一般情況下，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≥10μm的顆粒物大部分會(huì)被阻擋在鼻腔外，不會(huì)進(jìn)入人體，而直徑≤10μm的可吸入顆粒物則能順利進(jìn)入呼吸系統(tǒng)并會(huì)在人體內(nèi)沉積，對(duì)人體造成長(zhǎng)期的危害。因此，對(duì)于可能產(chǎn)生油霧的冷卻潤(rùn)滑方式，必須控制介質(zhì)成分、油霧濃度及顆粒度大小，避免對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的傷害。目前，在歐洲已開(kāi)始禁用礦物基油作為切削介質(zhì)用油。
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