切削液與
微量潤(rùn)滑的滲透機(jī)理是相同的，而采用
微量潤(rùn)滑比采用切削液在節(jié)能、高效、環(huán)保上更有優(yōu)越性，因此我們從切削液入手進(jìn)行分析。切削液在金屬切削中能否充分發(fā)揮有效的冷卻潤(rùn)滑作用，其滲透能力強(qiáng)弱是一個(gè)重要的因素且是潤(rùn)滑合理性的關(guān)鍵參數(shù)。在常規(guī)的濕式加工切削中，切削液滲透效率偏低，特別是在高速加工中效率更低，使冷卻潤(rùn)滑效果受到限制，無法實(shí)現(xiàn)要求的結(jié)果。對(duì)于切削液的滲透機(jī)理，各國(guó)學(xué)者有多種不同的理解與假設(shè)，比較普遍而被認(rèn)知的觀點(diǎn)是毛細(xì)現(xiàn)象原理。由于前刀面上存在著微觀的凹凸現(xiàn)象，使刀面存在表面粗糙度，在切屑液沿前刀面流出的過程中，前刀面與切屑底面的滑擦和耕犁作用使刀-屑接觸區(qū)形成了大量的毛細(xì)管，通過虹吸作用，會(huì)使切削液滲透到切削區(qū)起到冷卻潤(rùn)滑作用。可見毛細(xì)管的存在對(duì)切削液的滲透具有重要影響。關(guān)于切削液滲透切削區(qū)的過程，WillimasJA和TaborD認(rèn)為，在切削過程中，刀具與切屑接觸面間存在大量的毛細(xì)管，切削液可通過這些毛細(xì)管滲透到切削區(qū)。俄羅斯學(xué)者GodlveskiVA等人又提出了切削液滲透毛細(xì)管過程的“微滴蒸發(fā)”潤(rùn)滑模型。此外，毛細(xì)管之間還存在一些橫縱交錯(cuò)形成的毛細(xì)管網(wǎng)，這些毛細(xì)管網(wǎng)的存在更易于切削液的滲透。WillimasJA和TaborD通過試驗(yàn)研究，提出了切削區(qū)單個(gè)毛細(xì)管的幾何模型假設(shè)。他們認(rèn)為，由于刀具前刀面與切屑底面的滑擦和耕犁作用，切削區(qū)內(nèi)形成的毛細(xì)管幾何形狀是規(guī)則的小長(zhǎng)方體，如圖1所示。GodelvskiyVA等也提出了切削區(qū)單個(gè)毛細(xì)管幾何模型的假設(shè)。認(rèn)為切削區(qū)內(nèi)部形成的毛細(xì)管是微小的圓柱體，如圖2所示
國(guó)內(nèi)也有學(xué)者進(jìn)行了這方面的研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的韓榮第教授及其課題組對(duì)水蒸氣作綠色冷卻潤(rùn)滑劑的作用機(jī)理進(jìn)行研究，證實(shí)了在切屑液沿前刀面流出的過程中，前刀面與切屑底面的滑擦和耕犁作用使刀-屑接觸區(qū)形成了大量的毛細(xì)管，通過虹吸作用，使切削液滲透到切削區(qū)，如圖3所示。同時(shí)比較了切削液以流體及蒸氣形式的滲透時(shí)間，結(jié)果表明，切削液以較小直徑的霧粒形式可以更迅速滲透至加工表面。
微量潤(rùn)滑系統(tǒng)中形成的潤(rùn)滑劑是以微米級(jí)霧粒存在的，在一定壓力氣流作用下以高速射至加工區(qū)，由于霧粒的體積小、速度大，更利于高速進(jìn)入毛細(xì)管，滲透性大大增強(qiáng)，且噴射方位可任意選取，可從多個(gè)方面向刀具前刀面滲透，所以較容易到達(dá)刀-屑的接觸面，實(shí)現(xiàn)更好的潤(rùn)滑效果。其滲透性與切削參數(shù)（切削速度、進(jìn)給量和切削深度）、油霧參數(shù)（霧滴密度、速度、大?。?、噴霧方向等多種因素有關(guān)。
