切削液一般都由帶有特定功能助劑配伍而成,其種類繁多,在分類時(shí)一般按其組成的化學(xué)成分不同分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類兩大類。
摘要:切削液的合理選擇是提高產(chǎn)品綠色化程度的重要途徑之一。本文在簡(jiǎn)述了切削液的基礎(chǔ)上,分析了切削液的危害。并結(jié)合SG-3新型合成切削液的實(shí)例提出了模糊綜合評(píng)價(jià)方法。
關(guān)鍵詞:綠色切削液,決策方案,模糊綜合評(píng)價(jià)
1切削液概述
切削液是一種用在金屬切削加工過程中,用來潤(rùn)滑刀具和加工件,從而降低切削時(shí)刀具與工件間的摩擦力,在潤(rùn)滑的同時(shí)能夠?qū)ぜM(jìn)行冷卻、排屑、防銹、清洗、防腐蝕處理。從而帶走切削區(qū)的切削熱,降低切削溫度;減小刀具前刀面與切屑,后刀面與已加工表面間的摩擦,降低刀具磨損,延長(zhǎng)刀具使用壽命;由于潤(rùn)滑膜的存在,切削力、摩擦和功率消耗減少,加工效率得以提高,工件精度和表面質(zhì)量有所改善,提升了切削加工的經(jīng)濟(jì)性。切削技術(shù)的不斷進(jìn)步也推動(dòng)著切削液技術(shù)的發(fā)展。
2分類
在高速切削時(shí),油基切削液會(huì)因冷卻效果差導(dǎo)致發(fā)熱量大,使切削區(qū)的溫度過高,是工件產(chǎn)生熱變形,嚴(yán)重甚至導(dǎo)致煙霧、起火等現(xiàn)象。以含極壓添加劑的切削油為例,其一般使用在切削速度不超過60m/min的場(chǎng)合。乳化液集成了優(yōu)良的冷卻性、潤(rùn)滑性與防銹性,適用于發(fā)熱量的高速低壓切削。其使用加工范圍廣(可用于所有的輕、中等負(fù)荷的切削加工及多數(shù)重負(fù)荷加工),散熱好,易清洗,經(jīng)濟(jì)性佳,使用安全、衛(wèi)生。但其也存在易變質(zhì)、氣味不佳的缺點(diǎn),因此在使用時(shí)不得不加入少量殺菌劑,這也給機(jī)床操作人員的健康帶來隱患;瘜W(xué)合成切削液具備有與乳化油接近的的優(yōu)點(diǎn),而且比乳化油穩(wěn)定性和抗腐敗能力要強(qiáng)。但化學(xué)合成留下的殘留物容易使工件表面產(chǎn)生銹蝕。不銹鋼,在選用切削液時(shí)我們不但要考慮工件的材料還要考慮其加工形式和加工方法。比如在粗加工時(shí),以使用選用乳化液或極壓乳化液和硫化油為主,而精加工時(shí),選用極壓切削油或濃度則要大得多,還會(huì)使用礦物油+黑機(jī)油或煤油+油酸+植物油的組合。攻絲和鉸孔常用極壓乳化液、鉛油加機(jī)械油、等;而滾齒則用極壓乳化液或極壓切削油。若工件材料是高強(qiáng)度鋼多用極壓切削液。
以攻螺紋加工為例,若是俗稱“鉛油”的切削液,其生產(chǎn)效率低,油污不易清洗;若選用合成切削液,雖然冷卻、清洗效果好,但潤(rùn)滑性差,刀具易發(fā)生磨損,螺紋質(zhì)量得不到保證。但若選用微乳化液,它具備乳化液和合成切削液的優(yōu)點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短。而微乳化液恰恰是切削液發(fā)展的趨勢(shì)。
除了考慮到加工要素外,在切削液的選用過程中我們還要考慮到切削液對(duì)操作者健康和對(duì)外圍環(huán)境的影響。目前,市場(chǎng)使銷售的主流切削液大都還有一定毒性的添加劑,如毒性較大的苯酚(殺菌劑),低毒但卻被公認(rèn)的是強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝酸鈉(防銹劑),強(qiáng)刺激性的甲醛(殺菌劑),此外,不少切削液因礦物油、表面活性劑的脫脂作用,或因防腐殺菌劑的刺激性,及無機(jī)鹽、有機(jī)胺等堿性物質(zhì)的作用,易使皮膚產(chǎn)生皮炎。其產(chǎn)生的油霧對(duì)呼吸系統(tǒng)和眼睛也有一定的刺激性。另外切削液產(chǎn)生的油霧容易導(dǎo)致設(shè)備銹蝕,電器故障,滑動(dòng)面摩擦增大,難降解的礦物油會(huì)對(duì)水資源和土壤資源產(chǎn)生污染。
3切削液的發(fā)展趨勢(shì)
開發(fā)綠色切削液,推廣集中冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng),即把機(jī)械加工設(shè)備各自獨(dú)立的冷卻潤(rùn)滑裝置合并為一個(gè)冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng),使切削液維護(hù)管理上水平。研究干切削、最小量潤(rùn)滑切削和削液廢液處理成為研究的主方向。
4應(yīng)用實(shí)例
本文根據(jù)參考資料[3]針對(duì)SG—3新型合成切削液,按照二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)其綠色性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
權(quán)重集的確定采用層次分析(AHP)法中的1~9比例標(biāo)度法。對(duì)于健康指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)及安全指標(biāo)這3項(xiàng)而言,健康指標(biāo)比安全指標(biāo)重要,而環(huán)境指標(biāo)則介于兩方之間。
評(píng)價(jià)結(jié)果表明,切削液的綠色性好或一般的比例遠(yuǎn)大于差的比例,因此SG-3新型合成切削液是一種可以選擇的綠色切削液。
參考文獻(xiàn):
[1]楊金曉,鄭家敏,蘇曉峰.微乳化液的應(yīng)用.機(jī)械工人,2002.
[2]孫建國(guó),劉鎮(zhèn)昌.論綠色切削液的必要性和可行性.潤(rùn)滑與密封,2001.
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