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采用特殊乳化液提高車削表面質量

刀k'r=20°,切削角度g=-8°,切削深度為0.8mm。采用濃度為4%的Oportet RG-2乳化液作為冷卻潤滑劑。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碳氫化合物。

為了生成乳化液煙霧,使用了一種與空壓機相連并通過噴嘴噴射氣和乳化液的裝置,工作壓力為0.2MPa。試驗在切口深度ap=1mm并在下列工藝參數條件下進行:進給f=0.1~0.5mm/min,切削速度vc=50~450m/min,乳化液流量E =1.5~3.5g/min,壓縮空氣量P=4.5~6.5m3/h。粗糙度依據ISO 3274:1997和ISO 4287:1998標準進行測量。對如下的粗糙度數值進行試驗:外形坐標的算術平均值Ra,最大的外形高度Rz和外形平方平均值Rq。

在最初的試驗中,確定了添加劑RC9601和甲醇-M在乳化液霧劑中的最佳濃度。針對此目的,選擇了切削作業的所有參數的平均值:vc=250mm/min,f=0.3mm/min,P=5.5m3/h,E=2.5g/min。在對試驗結果進行分析之后發現,在添加劑的濃度達到5%時,Ra和Rq的粗糙度達到最小。

加有添加劑的乳化液霧劑極大降低粗糙度

粗糙度參數與切削速度之間的變化。在幾乎整個切削速度范圍內,通過帶有添加劑的乳化液霧劑可以得到最小的粗糙度數值Ra。這是因為添加劑中含有可降低摩擦的化合物。在切削速度Vc>400m/min時,所有冷卻方式下的參數Ra數值基本相似。參數Rz在含有添加劑的乳化液霧劑的冷卻下的數值,要大于在干式加工時的數值。與干式加工情況相比,所有粗糙度參數的數值在切削速度小于200m/min時,將下降大約10%~50%。
 
a=>Ra,b=>Rq,c=>Rz
在車削R35鋼材時,切削速度Vc對材料表面粗糙度的影響
(f=0.3mm/min,P=5.5 m3/h,E=2.5g/min)

采用壓縮空氣冷卻將降低粗糙度

在對R35鋼材進行干式車削后的粗糙度參數Ra和Rz的比較(冷卻:含有RC9601添加劑和甲醇-M的乳化液霧劑)?梢越ㄗh采用含有此種添加劑的乳化液霧劑,這是因為由此可以在最大程度上改善粗糙度Ra。 
 
在采用乳化液霧劑加甲醇-M對R35鋼材進行車削時,
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鋼材進行車削時,
粗糙度參數Rz相對于干式加工的改善程度(E=2.5g/min, P=5.5m3/h)

盡管在使用不含添加劑的乳化液霧劑情況下,也獲得了比干式加工更好的Ra參數值,但是這種改善的程度極為有限。在采用壓縮空氣冷卻時,與干式加工相比,粗糙度參數得到降低。

在使用含添加劑和甲醇-M的乳化液霧劑情況下,粗糙度參數值在很大的進給和切削速度的范圍內得到降低。在車削R35鋼材時,切削速度越小,表面粗糙度的改善程度就越高。

只是對于粗糙度參數Rz來說,在采用乳化液霧劑加甲醇-M進行車削時,其獲得的結果要比干式加工效果差(當Vc=350m/min)。這與因添加物使得切屑與刀片的接觸面上產生潤滑膜,從而影響到刀刃面減少有關。

輔助采用添加劑可以改善表面質量

試驗表明,在對R35鋼材進行車削時,采取最小量潤滑的車削作業與采取壓縮空氣冷卻和干式加工作業相比,表面粗糙度數值可以降低30%。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Rq和Rz數值,相對于干式加工和壓縮空氣冷卻而變差。

在乳化液霧劑中加入添加劑,相對于其他冷卻方式來說,可以顯著改善表面粗糙度。粗糙度數值在一個很廣的切削參數范圍內最大可以降低50%。添加劑的最佳濃度為5%。表面粗糙度的最小數值可以在低速切削(<300 m/min)時達到。


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