切削加工中的冷却润滑技术切削加工中的冷却润滑技术.pdf

切削加工中的冷却润滑技术 高海涛 （上海大学快速制造工程中心，上海200444 ） 摘要：在金属切削加工中，切削每次都在新生面上进行，速度变化每分钟数毫米至数百米，压力 高达 2～3GPa 。切削时除外摩擦外,还有刀具与切入金属内部的分子内摩擦，切削区界面温度可达 600～800 ℃。这样的高温高压会使刀具的强度和硬度降低，因此在加工过程中需要采用冷却润滑 技术，从而保证刀具寿命，工件表面的完整性，切削效率和加工精度。 关键词：金属切削；摩擦；冷却；润滑 Cutting processing of cooling lubrication technology GAO Haitao (Rapid manufacturing engineering center,shanghai university,shangahi 200444,China) Abstract ：In the metal cutting process, the cutting in every time new plane, speed change every minute of a few millimeters to hundreds of meters, the pressure up to 2 ~ 3Gpa. Cutting except friction outside, still have a tool and cut metal internal molecular internal friction, cutting area interface temperature can reach 600 ~ 800 ℃. Such a high temperature and high pressu -re will make tool strength and hardness is reduced, therefore in the machining process need to adopt cooling lubrication technology, so as to ensure cutting tool life and workpiece surface in -tegrity, cutting efficiency and machining precision. Key words: metal cutting; friction; cooling; lubrication 1 金属切削中的摩擦 金属切削过程中，刀具与工件材料之间发生着强烈的摩擦接触作用，形成了刀具前刀面 13 /切屑和后刀面/工件已加工表面的两方面摩擦 。如图1所示。刀屑摩擦是指刀具前刀面 与切屑之间的挤压与摩擦，压力高达数GPa，在高温作用下，切屑与前刀面部分接触区发生 粘结，形成内摩擦，如图1中A区所示。在B区，切屑与前刀面是峰点接触，为滑动摩擦区。 故通常把刀屑间的摩擦分为粘结区和滑动摩擦区的外摩擦。刀工摩擦是后刀面与工件已加工 表面之间的摩擦，相比前刀面，后刀面的正压力较小，主要为峰点接触，故同样为滑动摩擦， C区为不发生摩擦的区域。 图1 切削加工中的摩擦 1 切削中的摩擦对切削加工过程有着重要影响，尤其是在高速切削难加工材料时，刀屑 间的摩擦更加剧烈，切削区温度更高，对切削过程影响更大。在摩擦对切削过程的影像中， 刀屑摩擦对切屑的形成、切削力、切削温度以及前刀具磨损等有较大影响；而刀工摩擦对已 加工表面质量以及后刀面磨损有重要影响。因此，研究刀具与工件材料接触表面的摩擦特性 至关重要，并通过改善切削区的接触状态，以减少切削摩擦的影响。 切削加工中的摩擦与热对切削加工的各方面有许多不利影响，采取适当的措施降低切削 区的摩擦，减少切削热，改善切削加工过程，成为重要的研究内容。而切削液成为改善切削 区摩擦的有效方法，切削液在加工过程中起到润滑、冷却和清洗作用，从而带走加工中产生 的热量、降低摩擦和刀具磨损、排除切削等。 在金属加工中切削热主要来源于金属的塑性