图1切削过程示意图

1一工件；2一刀具；3一已加工表面；4一切屑；r₀一刀具的前角；a₀一刀具的后角；ф一切削角；μ一剪切角；a_p一切削深度

    在切削过程中，切削层在受到前刀面的挤压后产生以滑移为主的塑性变形，同时切屑以很大的压力({zg}可达2～3GPa)作用于前刀面上，并以较高的速度沿前刀面流出。已加工的表面也要经历一个塑性变形过程并伴随有一定弹性变形，以相当大的压力作用在后刀面上。切削区域大致可划分为三个变形区：A为{dy}变形区，在该区域存在着变形的种类及状态问题；8为第二变形区，即是切屑和刀具前刀面发生摩擦的区域，在此区域存在着摩擦、润滑和磨损的问题；C为第三变形区，即刀具后刀面与已加工表面发生摩擦的区域，在这里存在着工件的尺寸精度、加工表面粗糙度及变质层的问题。

    在过程中，刀具与工件间的摩擦生成热(取决于金属硬度)可能使加工区域温度上升到l000℃以上。刀具与表面凹凸不平之处相接触的接触点上的切削压力可以使该处表面负荷达到5000N／mm²。这样大的压力可以在切削时造成局部熔焊现象。如果金属摩擦系数较高而且表面又很干净(无氧化膜等)，这种局部熔焊现象将更为严重。在切削过程中，要使切削温度与切削力得到{zd0}限度的降低，合理地选用切削液是一个重要途径。一般来说，如能正确使用切削液，可使切削速度提高l5％～30％，切削区域的温度下降100～150℃；，切削力减少l0％～30％，刀具使用寿命延长4～5倍，产品表面粗糙度降低1～2级。

    金属切削液的历史始于l8世纪后期，当时金属切削以很低的速度进行。1883年，美国人F．M．Taylor发现将水浇注到切削区，可以提高切削速度、排除切屑。早期的切削液就是水。随着人们对金属切削加工质量的要求不断提高，人们开始采用动植物油作为切削液。它能在金属表面形成比较牢固的吸附膜，降低工件表面粗糙度，得到了广泛的。但其易氧化变质，使用周期短。人们逐渐改用脂肪油和矿物油形成的混合油。后来，含硫、氯、磷等有机化合物和其他的非活性极压油和活性极压油应运而生。它们与金属起化学反应，形成高熔点、低剪切强度的固体润滑膜，提高了切削液在高温、高压下降低摩擦和抗烧结的能力。随着切削速度和切削温度的不断提高，油基切削液不能xx满足切削要求，这时人们又开始重视水剂冷却的优点。把油的润滑与水的冷却结合起来，促使了乳化液的。之后又发展了合成和半合成切削液，且分别形成了系列产品。

    金属切削液按其类型大体上可分为油基切削液和水基切削液两大类。一般以水稀释而使用的称为水基切削液；不需用水稀释而直接使用的称为油基切削液。

1切削液的作用

    切削液的作用主要有以下四方面：润滑作用、冷却作用、清洗作用及防锈作用。

1．1冷却作用

    切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具、切屑和工件问的对流和汽化作用把切削热从固体(刀具、工件)处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。

    切削液主要靠热传导作用降低切削温度，因此它的冷却与导热系数、比热容、汽化热以及黏度等密切相关。表1中列出了水、油的对照值。从中可知，水的导热系数是油的3～5倍，比热容也比油大1倍以上，因此水基切削液的冷却要比油基切削液好。另外，切削液的冷却效果还与切削液的流速、流量、对切削区的渗透性及切削液的泡沫等有关。

表1水、油对照值

1．2润滑作用

    切削液的润滑作用是指其减少前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦、磨损及熔着、黏附的能力。在切削过程中良好的润滑状态可减小摩擦和功率消耗、刀具磨损，降低刀具摩擦部位的表面温度，获得较好的工件表面质量。当供给切削液后，在塑性变形下温度升高的切屑受到骤冷而收缩，使前刀面上的切屑与刀具的接触长度与接触面积减小，同时还使平面剪切应力降低，导致剪切角增大和切削力的减小，从而使工件材料的切削加工得到改善。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒，工件与磨粒一磨屑之间形成润滑膜，使这些界面的摩擦减轻，防止磨粒切削刃磨损和黏附切屑，从而降低磨削力、摩擦热，提高砂轮耐用度及工件表面质量。

1．3清洗作用

    在切削过程中产生细碎的切屑、金属粉末及砂轮的砂粒粉末(加工铸铁、珩磨、精磨时特别多)黏附在刀具、工件加工表面和机床的运动部件之间，从而造成机械擦伤和磨损，导致工件表面质量变坏，刀具寿命和机床精度降低。因此，要求切削液具有良好的清洗作用，在使用时往往给予一定的压力，以提高冲刷能力，及时将细碎切屑、砂粒、胶黏剂的粉末冲走。切削液清洗的好坏除与使用压力有关外，还与切削液的流动性(黏度)、流量和渗透性有关。而渗透性和流动性的好坏又与切削液的成分有关。对于油基切削液，黏度越低，清洗能力越强，尤其是含有柴油、煤油等轻组分的切削油，渗透性和清洗性更好。含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果良好。表面活性剂一方面能吸附在各种污染物粒子和油泥表面，并在工件表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥黏附在工件、刀具和砂轮上；另一方面能渗入到粒子和油泥黏附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走。

1．4防锈作用

在机械加工过程中，工件和机床易受周围介质如水分、氧气、手汗、酸性物质及空气中的灰尘侵袭而产生锈蚀。在高温、高湿季节或潮湿地区，这种锈蚀尤为突出。因此要求切削液本身不但对机床、刀具和工件不产生锈蚀，而且对金属制品应具有良好的防锈。切削液防锈作用的好坏取决于切削液的和其中防锈的。对于切削液防锈的选择，应根据机床的精密程度、行业特点(如轴承、仪表行业)、工艺条件、工件材质和其他要素综合考虑。

此外，切削液除具有以上四种作用外，还应具有减小环境污染、对人体无害、经济效益好、易配制、使用方便、贮存稳定性好、不易变质等特点。