2.3 切削液的維護(hù)
    
大型機(jī)械加工車間常采用集中冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)。這類循環(huán)系統(tǒng)的冷卻液不停地循環(huán)使用，油池壽命十分重
　　zui常見的使用切削液的方法是溢流法。用低壓泵把切削液打入管道中，經(jīng)過閥門從噴嘴流出，噴嘴安裝在接近切削區(qū)域。切削液流過切削區(qū)后再流到機(jī)床的不同部件上，然后匯集到集油盤內(nèi)，再從集油盤流回到切削液箱中，循環(huán)使用。因此，切削液箱應(yīng)有足夠的容積，使切削液有時(shí)間冷卻并使細(xì)的切屑及磨粒等沉降。視加工種類的不同，切削液箱的容積約為20-200L，個(gè)別加工則更大，如鉆深孔及強(qiáng)力磨削等，切削液箱可達(dá)500-1000L或更大。在集油盤內(nèi)應(yīng)設(shè)有粗的過濾器，防止大的切削進(jìn)入切削液箱，并在泵的吸油口裝有一個(gè)精細(xì)過濾器。對(duì)于磨削、衍磨和深孔鉆、深孔鏜等機(jī)床，由于加工的工件表面質(zhì)量要求高，必須去除更細(xì)的磨屑、砂輪顆粒和切削微粒，如槍鉆深孔加工，要用10um的濾紙進(jìn)行過濾。采用過濾設(shè)備可以避免切削液中含有過多的污染物或過多的金屬顆粒，有助于保持切削液的清潔和延長(zhǎng)切削液的使用周期。現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)床一般都設(shè)有切削液過濾、分離、凈化裝置。
用溢流法可使切削液連續(xù)不斷地流到切削區(qū)域并沖走切屑。切削液的流量要大一些，才能使刀具和工件被切削液所淹沒。除了向切削區(qū)提供適當(dāng)?shù)那邢饕和猓€要有足夠的切削液來防止不正常的溫升。在深孔鉆加工中，切削液箱如太小，切削液的溫升很快，當(dāng)油溫超過60℃時(shí)，切削便不能繼續(xù)進(jìn)行，所以深孔鉆床一般都配有較大的冷卻油箱。
下面為美國機(jī)械加工切削手冊(cè)推薦的典型切削液用量：車削，切削液的流量19L/min；螺紋切削，直徑25mm切削液的流量132L/min，直徑50mm切削液的流量170L/min，直徑75mm切削液的流量227L/min；銑削，小銑刀切削液的流量19l/min（刀具），大銑刀切削液的流量227（刀具）L/min；鉆孔、鉸孔,濾紙，直徑25mm的切削液的流量7.6-11L/min，大鉆頭鉆孔的切削切削液的流量 0.3-0.43L/min（直徑/mm）；深孔鉆削，外排屑型直徑4.6-9.4mm切削液的流量7.6-23L/min，9.4-19mm的切削液流量19-64L/min，19-32mm的切削液流量38-151L/min，32-38mm的切削液流量64-189L/min，內(nèi)排屑型7.9-9.4mm的切削液流量19-30L/min，9.4-19mm的切削液流量30-98L/min，19-30mm的切削液流量98-250L/min，30-60mm的切削液流量250-490L/min，要求用精密濾網(wǎng)，孔愈深、直徑愈大，所用的流量也愈大（對(duì)同一系列中的鉆頭來說）；套孔鉆削，外排屑型，直徑51-89mm的切削液流量30-182L/min，89-152mm的切削液流量61-303L/min，152-203mm的切削液流量121-394L/min，內(nèi)排屑型60-152mm的切削液流量416-814L/min，152-305mm的切削液流量814-1287L/min，305-475mm的切削液流量1287-1741L/min，475-610mm的切削液流量1741-2158L/min，要求用精密濾網(wǎng)，在同一系列鉆頭中，直徑較大和孔較深的用較大的流量；衍磨，小孔的切削液流量11L/min（每孔），大孔的切削液流量19L/min（每孔），要求用精密濾網(wǎng)；拉削，小孔的切削液流量 38L/mm（行程），大孔的切削液流量0.45L/mm（行程）*切削長(zhǎng)度；無心磨削，小工件的切削液流量76L/min，大工件的切削液流量151L/min，其他磨削（砂輪寬度/mm）的切削液流量0.75L/min，要求用精密濾網(wǎng)。
切削液流的分布方式直接影響到切削液的效率。噴嘴應(yīng)當(dāng)安置在使切削液不會(huì)因受離心力的作用而拋離刀具或工件之外的位置。是用二個(gè)或多個(gè)噴嘴，一個(gè)把切削液送到切削區(qū)域，而其他的則用于輔助冷卻和沖走切屑。
車削和鏜削時(shí)要求把切削液直接送到切削區(qū)域，使切削液覆蓋刀具的刃部和工件而起到良好的冷卻作用。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，切削液的噴嘴內(nèi)徑至少相當(dāng)于車刀寬度的四分之三。
對(duì)于重負(fù)荷的車削和鏜削，需要有第二個(gè)噴嘴沿刀具的下側(cè)面供給切削液。較低噴嘴供給的切削液可以不受切削阻擋順利送到刀具和工件之間，有助于在低速時(shí)起潤(rùn)滑作用。
水平鉆孔和鉸孔時(shí)，是通過空心刀具內(nèi)孔把切削液送到切削區(qū)域，保證刃部有足夠的切削液并把切屑從孔中沖出來。由于鉆頭的螺旋槽（為了排出切屑）要起到把切削液從切削區(qū)往外排出的作用，因此即使是立鉆，進(jìn)入切削區(qū)的切削液也很少，只有空心鉆頭才能解決這一問題。目前，我國大多數(shù)鉆孔都采用麻花鉆，切削液的進(jìn)入與排屑方向相反，所以切削液很難進(jìn)入刀刃上，影響了切削液的冷卻潤(rùn)滑效果，以致造成鉆頭容易燒傷，磨損嚴(yán)重，耐用度低。如何改善切削液的供給方法是值得研究的問題。
銑削時(shí)有二個(gè)噴嘴將切削液輸送到銑刀的進(jìn)刀和出刀側(cè)，一個(gè)噴嘴流出的切削液被銑刀齒送到切削區(qū)域，另一個(gè)噴嘴流出的切削液則把切屑從刀具中沖出來。窄的銑刀用標(biāo)準(zhǔn)的圓形噴嘴即可，寬的刀具要用扁平的噴嘴，其寬度至少為刀具寬度的3/4，才能有良好的覆蓋率。
對(duì)于平面銑削，用有許多小孔的管子制成的環(huán)形噴液器較好。這樣可以把切削液送到各個(gè)刃口，使刀具*浸在切削液中，起到均勻的冷卻作用。如果經(jīng)常用某種特定尺寸的端面銑刀，是帶有扇形的環(huán)形噴射器，其開口處的曲線與刀具的半徑相配。
磨削時(shí)采用低壓大流量的磨削液，一般可以收到良好的效果。但流量過大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生不必要的噴濺，特別是對(duì)消泡性能較差的合成切削液，更易引起磨削液的溢出，可以采用安裝防濺板和加入消泡劑的辦法解決。
磨削時(shí)如用一般噴灑方法效果就很差，在磨削熱向整個(gè)工件擴(kuò)散之前磨削液幾乎不能帶走什么熱量，這是因?yàn)樯拜啽砻嫠俣群芨撸瑖@砂輪的表面上始終帶有一層空氣膜，有礙于切削液滲透到切削區(qū)域。應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一種特殊的噴嘴，迫使切削液通過空氣膜送到砂輪上，這種噴嘴應(yīng)當(dāng)盡量靠近工件，以防因砂輪離心力的作用而使切削液*流失掉。另外一種克服砂輪上產(chǎn)生空氣膜的方法是靠近噴嘴安裝一塊擋板以阻斷空氣流，這樣可在砂輪與工件的交接面之間形成部分真空而吸入磨削液。
3、高壓法：
　　對(duì)于某些加工，如深孔鉆和套孔鉆削，常用高壓（壓力為0.69-13.79MPa）切削液系統(tǒng)供油。深孔鉆用的是單刃鉆頭，與鏜孔相似，只是鉆頭內(nèi)部有切削液的通路。套孔鉆削是一種在工件上鉆一個(gè)圓柱形孔但留下一個(gè)實(shí)心圓柱體的鉆孔法。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入工件時(shí)，鉆出的實(shí)心圓柱體就通過空心的圓柱形刀頭，用壓力泵把切削液送到刀具周圍，迫使切屑從刀具中心流出。套孔鉆削用的切削液必須有良好的極壓性和抗燒結(jié)性，粘度應(yīng)當(dāng)很低，才能在刀具周圍自由流動(dòng)，還應(yīng)具有良好的油性，以降低刀具與工件，刀具與切屑間的摩擦系數(shù)。
深孔鉆削的主要問題是如何在切削區(qū)域維持足夠的切削液流量。一種辦法是利用鉆屑槽作為切削液的通路，切削液壓力為0.35-0.69MPa，經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)的密封套流入鉆頭，然后直接進(jìn)入切削區(qū),屏風(fēng)，從孔中流出來的切削液幫助排除切屑。在深孔鉆削時(shí)，采用油孔鉆與溢流法相比是一個(gè)大的進(jìn)步，鉆頭壽命和生產(chǎn)率都有較大幅度的提高。
高壓法有利于切削液到達(dá)切削區(qū)域，有時(shí)也在其他機(jī)床上使用。磨削使高壓噴嘴有利于砂輪的清洗。
4、噴霧法：
　 切削液可以用氣載油霧的形式噴到刀具與工件上。切削液經(jīng)一個(gè)小的噴嘴，使用壓力為0.069-0.552MPa的壓縮空氣將切削液分散成很小的液滴噴入切削區(qū)。在這種情況下，用水基切削液比用油基切削液好些，因?yàn)橛突邢饕旱挠挽F污染環(huán)境，有礙健康，且易于集成較大的油滴。噴霧法于切削速度高而切削區(qū)域低（如端銑）的加工。選用冷卻性能好的切削液，細(xì)小的液滴與熱的刀具、工件或切屑接觸，能迅速蒸發(fā)把熱帶走。噴霧冷卻不需用防濺板、集油盤和回油管，只用很小的球形，而且工件是干的，即使有一點(diǎn)油液也容易擦干。
用噴霧法有如下優(yōu)點(diǎn)：1）刀具壽命比干切削長(zhǎng)；2）在沒有或不宜使用溢流系統(tǒng)時(shí)，可用它來提供冷卻作用；3）切削液可以到達(dá)其他方法無法接近的地方,棉紗；4）在工件與刀具之間，切削液的流速高于溢流法，冷卻效率按同體積的切削液計(jì)算，比溢流法高出許多倍；5）在某些條件下可以降低成本；6）可以看見被切削的工件。噴霧法的缺點(diǎn)是冷卻能力有限，并且還需要通風(fēng)。
噴霧裝置有三種方式：1）吸引式，其原理與家用噴霧器一樣，主要利用細(xì)腰管原理，壓縮空氣把切削液吸引出液罐而混合霧化于氣流中。它有一個(gè)通壓縮空氣的管和另一個(gè)虹吸切削液的管，并聯(lián)接于混合接頭上，它適合于低粘度切削油和乳化液的噴霧。2）氣壓式（加壓法），其原理是切削液裝于密封液筒內(nèi)，用0.2-0.4MPa的壓縮空氣加壓，當(dāng)電磁閥打開時(shí)，切削液就被壓出，通過混合閥與壓縮空氣氣流混合霧化。這種裝置適合于水基合成液和乳化液的噴霧，但水溶液和乳化液中不得含有脂肪油或懸浮的固體物質(zhì)。霧化混合比可由混合閥和調(diào)壓閥調(diào)整。3）噴射式，其原理是用齒輪泵把切削液加壓，通過混合閥直接噴射于壓縮空氣氣流中使其霧化。這種裝置適用于將透明冷卻水和低粘度切削油霧化。
噴霧化可應(yīng)用于端銑、車削、自動(dòng)機(jī)床加工、數(shù)控機(jī)床加工。帶有電磁閥控制的噴霧裝置適用于在數(shù)控機(jī)床上攻螺紋、鉸孔。
5、制冷液體降溫法：
　 制冷液體降溫法種類很多，如氮、氬、二氧化碳等氣體均可壓縮成液體放于鋼瓶中，氟昂氣體可用機(jī)械裝置壓縮成液體，使用時(shí)放出，經(jīng)過調(diào)節(jié)閥，由噴嘴直接注射于切削區(qū)，靠氣化吸熱來冷卻刀具、工件和切屑。這種方法冷卻效果非常好，適用于不銹鋼、耐熱鋼、高強(qiáng)度合金鋼等難加工材料的切削加工，可以大大提高刀具耐用度。
6、切削液的集中供給系統(tǒng)：
　 對(duì)于大、中型機(jī)械加工廠，在可能的情況下，都應(yīng)當(dāng)考慮采用集中循環(huán)系統(tǒng)為多臺(tái)機(jī)床供應(yīng)切削液，但必須各臺(tái)機(jī)床是采用同一種切削液。幾臺(tái)磨床可以用聯(lián)結(jié)在一起的輸送系統(tǒng)處理磨屑。集中處理被切削液潤(rùn)濕的細(xì)切屑和磨屑，可以減少人力處理，改善勞動(dòng)條件。
切削液集中供給系統(tǒng)可使工廠更好地維護(hù)切削液。切削液集中在一個(gè)大池中，通過定期抽樣檢查，按照檢查結(jié)果定期補(bǔ)充原液或水，便于控制切削液的濃度。可以減少抽樣檢查的次數(shù)，從而進(jìn)行更多項(xiàng)目的檢查，保證切削液在使用期的質(zhì)量。同分開設(shè)置的許多單獨(dú)的多切削液供給系統(tǒng)相比，由于切削液的維護(hù)工作減少，成本也相對(duì)降低。
集中供給系統(tǒng)zui主要的優(yōu)點(diǎn)是能通過離心處理的方法，可有效去除切削液中的浮油和金屬顆粒，同時(shí)也去掉了切削液中的一半的細(xì)菌（因?yàn)榧?xì)菌很容易在切削液的漂浮油與金屬顆粒之間的界面上生長(zhǎng)）。連續(xù)去除這些臟物，定期檢驗(yàn)質(zhì)量并根據(jù)這些檢查結(jié)果，有計(jì)劃地使用添加劑或加入原液，這都是使集中有效地延長(zhǎng)切削液使用壽命

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