在車削加工中采取最小量潤滑并加入添加劑恼睹,可以在很廣的切削速度范圍內(nèi)改善表面質(zhì)量焦赋。這是因為在添加劑中含有化合物,它可以降低工件與刀刃接觸面之間的摩擦谨冷。
乳化液因其冷卻特性和油脂潤滑特性曙椎,最適合被用于最小量潤滑的切削作業(yè)。煙霧狀的介質(zhì)通過壓縮空氣被吸入到切削作業(yè)區(qū)里档葱,最小量冷卻潤滑(MMS)越來越多地被用于切削流程之中卤诗,這是因為這樣做可以達(dá)到較高的切削速度和較長的刀具使用壽命。避免冷卻潤滑劑溢流凸脚,可以節(jié)省大量的冷卻潤滑劑事晶。最小量冷卻潤滑劑的引入量小于50ml/h。
表面質(zhì)量是評判標(biāo)準(zhǔn)
工件質(zhì)量的評判標(biāo)準(zhǔn)便是車削作業(yè)可達(dá)到的表面質(zhì)量裂更。下列的研究結(jié)果基于R35碳素鋼(PN-89/H-84023/07)的車削(圖1)峰裁。這種鋼材具備如下機(jī)械特性:硬度HRC125,斷裂強(qiáng)度SK=350MPa检柬,延伸極限s0.2=235MPa献联,延伸率dK=25%。
為了實(shí)施試驗何址,使用了CU 502車削裝置里逆。切削工具為一種帶有CSDBM2020M12刀柄和SNUN120408刀片的車刀,刀片采用P25硬金屬,主刀kr=70°原押,副刀k'r=20°胁镐,切削角度g=-8°,切削深度為0.8mm诸衔。采用濃度為4%的Oportet RG-2乳化液作為冷卻潤滑劑盯漂。冷卻潤滑劑的添加物為一種乙二醇和甲醇-M基的由氯和硫組成的RC960l碳?xì)浠衔铩?
為了生成乳化液煙霧,使用了一種與空壓機(jī)相連并通過噴嘴噴射氣和乳化液的裝置笨农,工作壓力為0.2MPa就缆。試驗在切口深度ap=1mm并在下列工藝參數(shù)條件下進(jìn)行:進(jìn)給f=0.1~0.5mm/min,切削速度vc=50~450m/min磁餐,乳化液流量E =1.5~3.5g/min棵薛,壓縮空氣量P=4.5~6.5m3/h。粗糙度依據(jù)ISO 3274:1997和ISO 4287:1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量瞪殖。對如下的粗糙度數(shù)值進(jìn)行試驗:外形坐標(biāo)的算術(shù)平均值Ra抗该,最大的外形高度Rz和外形平方平均值Rq。
在最初的試驗中咪朴,確定了添加劑RC9601和甲醇-M在乳化液霧劑中的最佳濃度庙曹。針對此目的,選擇了切削作業(yè)的所有參數(shù)的平均值:vc=250mm/min蘑瓢,f=0.3mm/min班痹,P=5.5m3/h,E=2.5g/min梦铭。在對試驗結(jié)果進(jìn)行分析之后發(fā)現(xiàn)蔚抖,在添加劑的濃度達(dá)到5%時,Ra和Rq的粗糙度達(dá)到最小垦祭。
加有添加劑的乳化液霧劑極大降低粗糙度
粗糙度參數(shù)與切削速度之間的變化孔尸。在幾乎整個切削速度范圍內(nèi),通過帶有添加劑的乳化液霧劑可以得到最小的粗糙度數(shù)值Ra籍胯。這是因為添加劑中含有可降低摩擦的化合物竟闪。在切削速度Vc>400m/min時,所有冷卻方式下的參數(shù)Ra數(shù)值基本相似杖狼。參數(shù)Rz在含有添加劑的乳化液霧劑的冷卻下的數(shù)值炼蛤,要大于在干式加工時的數(shù)值。與干式加工情況相比蝶涩,所有粗糙度參數(shù)的數(shù)值在切削速度小于200m/min時理朋,將下降大約10%~50%。
采用壓縮空氣冷卻將降低粗糙度
在對R35鋼材進(jìn)行干式車削后的粗糙度參數(shù)Ra和Rz的比較(冷卻:含有RC9601添加劑和甲醇-M的乳化液霧劑)绿聘“堤簦可以建議采用含有此種添加劑的乳化液霧劑笋除,這是因為由此可以在最大程度上改善粗糙度Ra斜友。
盡管在使用不含添加劑的乳化液霧劑情況下炸裆,也獲得了比干式加工更好的Ra參數(shù)值,但是這種改善的程度極為有限鲜屏。在采用壓縮空氣冷卻時烹看,與干式加工相比,粗糙度參數(shù)得到降低洛史。
在使用含添加劑和甲醇-M的乳化液霧劑情況下郭宪,粗糙度參數(shù)值在很大的進(jìn)給和切削速度的范圍內(nèi)得到降低。在車削R35鋼材時枕详,切削速度越小息扶,表面粗糙度的改善程度就越高。
只是對于粗糙度參數(shù)Rz來說弹扩,在采用乳化液霧劑加甲醇-M進(jìn)行車削時纫脚,其獲得的結(jié)果要比干式加工效果差(當(dāng)Vc=350m/min)。這與因添加物使得切屑與刀片的接觸面上產(chǎn)生潤滑膜眶逐,從而影響到刀刃面減少有關(guān)况颈。
在采用乳化液霧劑加甲醇-M對R35鋼材進(jìn)行車削時,粗糙度Ra相對于干式加工的改善程度(E=2.5g/min, P=5.5m3/h)
在采用乳化液霧劑加甲醇-M對R35鋼材進(jìn)行車削時洗吉,粗糙度參數(shù)Rz相對于干式加工的改善程度(E=2.5g/min, P=5.5m3/h)
輔助采用添加劑可以改善表面質(zhì)量
試驗表明勾奇,在對R35鋼材進(jìn)行車削時,采取最小量潤滑的車削作業(yè)與采取壓縮空氣冷卻和干式加工作業(yè)相比蔼魁,表面粗糙度數(shù)值可以降低30%摆野。在切削速度大于350m/min的情況下,采用乳化液霧劑冷卻時的參數(shù)Rq和Rz數(shù)值凛驮,相對于干式加工和壓縮空氣冷卻而變差裆站。
在乳化液霧劑中加入添加劑,相對于其他冷卻方式來說辐烂,可以顯著改善表面粗糙度遏插。粗糙度數(shù)值在一個很廣的切削參數(shù)范圍內(nèi)最大可以降低50%。添加劑的最佳濃度為5%纠修。表面粗糙度的最小數(shù)值可以在低速切削(<300 m/min)時達(dá)到胳嘲。
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