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不同润滑条件对切削加工性能影响 　　摘要：切削液在金属切削加工过程中起着非常重要的作用，合理地选择切削液可以有效地提高生产效率，降低生产成本。文章通过测量车削加工过程中切削力、刀具磨损及工件加工表面粗糙度等参数的变化，考察3种切削条件，包括干切削、1＃润滑油润滑及2＃润滑油润滑条件下对车削加工性能的影响。结果表明，含有油性剂和含氯极压剂的切削油可以有效地降低切削力、降低后刀面的磨损、提高工件的表面加工精度。 　　关键词：切削液；车削；磨损；精度 　　中图分类号：TE626.39　文献标识码：A 　　0、引言 　　在金属切削加工过程中，切削液对提高工件的加工精度、降低表面粗糙度以及提高刀具的耐用度都起着非常大的作用。合理地选用切削液可以减少切削摩擦、降低切削温度和切削力，提高刀具耐用度，从而提高工件的表面质量和加工精度，节约能源，降低生产成本。 　　在金属切削过程中，切削液起着润滑、冷却、清洗等作用，切削液渗透到切削区，润滑切屑、前刀面及后刀面、工件，降低了金属间的摩擦和切削力，减少摩擦热的生成。金属切削的摩擦和金属的塑性变形生成大量的热，切削液渗透到切削区，可以迅速将产生的热量带走，降低工具及工件的温度，从而避免工件烧伤，提高工具的使用寿命。这些结果都是切削液在切削过程中所能表现出来的效能，它直接与切削加工效果有关。这些效果包括加工质量、加工效率、刀具损耗、切屑处理等几个主要方面，其中加工质量包括加工精度和已加工表面完整性(表面粗糙度、表面变质层、残留应力)，并综合体现在工序成本中。本文通过具体的车削加工来考察不同润滑条件下切削液的加工性能。 　　 　　1、仪器与设备 　　试验设备：车削力测量试验台，车床型号：c－620。 　　测试系统：YDCB－Ⅲ05压电式多功能切削力测试系统，包括YDCB－Ⅲ05压电式多功能切削力仪、YE5850B电荷放大器、PCI－9118DG／L信号采集卡、计算机及其相应采集软件。 　　形貌仪：三丰表面粗糙度测量仪，型号：sJ20l。 　　2、试验部分 　　工件材料：45＃钢(4个长棒料，直径100 mm)。 　　刀具型号：硬质合金机夹可转位刀片。不同的切削液用不同的45＃钢棒料，相应的刀具也随之更换，以保证后续对工件表面质量的测试需求。 　　试验工况：采用正交方法，共计27个工况，试验切削参数见表1。结合机床实际转速和进给量，以数据最接近为原则选取。 　　 　　试验用切削液：1＃样品为含5％油性剂的纯油型切削油，40℃黏度在30 mm2／S左右；2＃样品为在1＃样品的基础上添加5％的氯化石蜡极压剂而形成的极压型切削油，40℃黏度在30 mm2／s左右。 　　试验条件：改变切削速度ν、进给量厂和背吃刀量ap等试验参数，考察干切削、1＃切削油和2＃切削油润滑的条件下对切削力及工件表面粗糙度的影响。试验操作：每个工件夹持到机床后，对其进行矫正，保证对心。用车刀对外圆进行光整切削，保证所有直径相同。按照先大切深后小切深的方式，保证已加工表面不被破坏，以便后续进行表面粗糙度测量。 　　试验记录：按照测力仪使用规范操作软件、放大器，保证数据线连接正确，每次记录数据前，要对电荷放大器复位，然后放置在工作位置。采用高速测试方式存储数据，记录每个工况条件下的切削力参数，包括Fx、Fy和Fz三个方向力。车削结束后，用形貌仪对工件的表面粗糙度进行测量，用显微镜进行后刀面磨损量的测量。 　　3、结果与讨论 　　在3种润滑条件下，即干切削、1＃切削油和2＃切削油润滑的条件下，使用硬质合金刀具对45＃钢进行车削，监测切削力的变化情况及不同润滑条件下对工件表面质量及刀具磨损的影响。 　　 　　3.1　各种切削条件下切削力的变化规律 　　3.1.1　进给切深转速顺序变化规律 　　图1为按照进给一切深一转速顺序考察切削力的变化情况。从图1中可以看出，明显有3个相同规律的大的曲线段，而每个大曲线段又有3个近似线性段。大的曲线段是进给量相同，可见，进给量增加，切削力一定程度上增加；每个大曲线段的三个线性段总体上近乎3个台阶，说明切深是影响切削力最明显的因素，随着切深增加，切削力明显增大；每个线性段是相同进给和切深条件下，主轴转速对切削力影响规律，随着转速增加，切削力微弱减小。因此，对于影响切削力大小切削参数，当固定其他2个参数时，进给量增加，切削力一定幅度上增大，转速增加，切削力一定程度上减小，随着切深增加，切削力明显增大。 　　3.1.2　切深进给转速顺序变化规律 　　图2为按照切深－进给－转速顺序考察切削力的变化情况。从图2中可以看出，切削力呈现逐渐上升的规律，从左到右，每3个点形成近似线性段。整体上升曲线段是切深分3个数值从小到大变化，很明显，随着切深增加，切削力明显增大，其