切削液機(jī)械加工論文

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1.微量油膜附水滴切削液

微量油膜附水滴是指金屬切削加工過程中，在既不縮短刀具使用壽命，也不影響加工表面質(zhì)量的前提下，使切削液的使用量達(dá)到最少的潤滑技術(shù)。所示，其原理是根據(jù)油脂的界面化學(xué)反應(yīng)方式，可自然降解油劑的油分子（菜油）會(huì)一個(gè)一個(gè)地并排吸附在水的界面上，將壓縮空氣與少量的易自然降解的油劑混合汽化后，由于油分子中的親水基和疏水基的擴(kuò)張性，即油分子中的負(fù)離子和陽離子的擴(kuò)張性，成千上萬個(gè)油分子吸附的結(jié)果是使水分子的界面上形成一層細(xì)小的微米級(jí)油霧，然后噴向切削區(qū)，對(duì)刀具與切屑及刀具與工件的接觸界面進(jìn)行潤滑，以減少摩擦和防止切屑粘到刀具上，同時(shí)也冷卻了切削區(qū)（油霧在切削區(qū)汽化也會(huì)吸收不少切削熱）并有利于排屑，從而顯著地改善切削加工條件，加工后刀具、工件和切屑都保持在干燥狀態(tài)，切屑無需處理便可回收利用，達(dá)到環(huán)保及降低成本的目的。

2.微量油膜附水滴切削液生成裝置

要使自然降解油劑的油分子（菜油）一個(gè)一個(gè)地并排吸附在水滴的界面上而形成油膜，就應(yīng)合理地設(shè)計(jì)噴嘴。滿足噴嘴尾部能同時(shí)通過空氣、油劑和水，噴嘴腔中三者可結(jié)合形成微量油膜附水滴切削液，噴嘴端口部分實(shí)現(xiàn)連續(xù)噴射。借鑒有關(guān)設(shè)計(jì)原理，生成微量油膜附水滴切削液，實(shí)現(xiàn)連續(xù)噴射。當(dāng)壓縮空氣高速流過虹吸管口時(shí)，虹吸管口會(huì)形成局部真空，產(chǎn)生負(fù)壓，從而能把裝在容器中的油劑或水吸入。在虹吸管上安裝調(diào)壓閥來控制油劑或水的流量?？諝鈮嚎s機(jī)產(chǎn)生一定壓力的壓縮空氣，分別通過裝有水和可自然降解的植物油（菜油）的容器管口，在負(fù)壓的作用下，將容器中的水和可自然降解的植物油輸出到多段式噴嘴中，使壓縮空氣、水和油劑在噴嘴腔內(nèi)充分霧化，并經(jīng)過多段式噴嘴后形成微量油膜附水滴切削液，在壓縮空氣的作用下，切削液以一定速度噴射到切削加工區(qū)。

3.微量油膜附水滴切削液的使用

微量油膜附水滴切削液在壓縮空氣的作用下噴射到加工區(qū)后，由于水滴表面油膜的擴(kuò)張性，使最初到達(dá)工件表面的油膜起到潤滑和減磨作用，從而產(chǎn)生良好的潤滑和排屑效果。又由于油膜附水滴進(jìn)入切削區(qū)后，吸收切削熱，微小的切削液滴迅速沸騰、汽化、脫離，從而帶動(dòng)切削液滴劇烈翻動(dòng)進(jìn)一步汽化，細(xì)小水珠相變帶走大量的熱，提高了散熱能力，而油劑吸附在加工表面上起到較好的防銹和潤滑作用。切削試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在壓縮空氣的壓力條件為2～3MPa、油劑流量為10～20mL／h（壓力為0．3～0．5MPa）、水流量為1～2L／h（壓力為0．8～1MPa）時(shí)，在降低切削力、延長刀具壽命和提高工件表面質(zhì)量方面的效果最好。傳統(tǒng)澆注式切削液澆注時(shí)是很難進(jìn)入切削區(qū)的，即使少量的切削液滲透進(jìn)入切削區(qū)后遇到高溫壁面，液體產(chǎn)生層狀汽化，汽化層會(huì)把加工刀具與冷卻介質(zhì)相對(duì)分隔，也得不到較好的冷卻，因而對(duì)刀具壽命和切削力等帶來影響。在同等切削加工條件下，微量油膜附水滴切削液的消耗量與傳統(tǒng)澆注法的切削液消耗量之比為1∶120。

4.結(jié)語

采用微量油膜附水滴技術(shù)可省去傳統(tǒng)的切削液廢液處理設(shè)施，降低了加工切削力，減小了刀具的磨損，提高了工件表面的加工質(zhì)量，從而降低了生產(chǎn)成本，且切屑回收率達(dá)100％。微量油膜附水滴切削液供液裝置成本低、易于制造安裝、供液方式靈活，該種新型的綠色切削液很有發(fā)展前途，使用該種切削液是一種行之有效并且清潔的機(jī)械加工技術(shù)。

作者：孫立中單位：浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院