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金屬切削液降溫方法

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金屬切削液降溫方法

發布日期:2021-04-10 作者:z 點擊:

選用以潤滑為主的切削液時,應當把它輸送到能在摩擦表面生成油膜的部位。相反,如果選用的切削液以冷卻為主,就應當使切削液接近刀具的刃部。這種條件下通常要用壓力法強迫切削液進入切削區域,從而把刀具、工件、切屑由于摩擦和變形所產生的熱量帶走。


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1、切削液降溫手工加油法

固體或膏狀潤滑劑可以用毛筆、刷子將潤滑劑涂或滴落到刀具或工件上(主要是攻螺紋、板牙套螺紋時)。最近還研制出手提式供液器,通過加壓將潤滑劑霧化,噴到刀具和工件上。 在沒有配量冷卻系統的機床上,如果鉆孔或攻螺紋的數量不多,用手工加油是有效的方法。當在同一機床上要完成兩種不同加工時,用手工油可以與機床上的溢流冷卻系統配合起來使用。

2、切削液降溫溢流法 

最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,經過閥門從噴嘴流出,噴嘴安裝在接近切削區域。切削液流過切削區后再流到機床的不同部件上,然后匯集到集油盤內,再從集油盤流回到切削液箱中,循環使用。因此,切削液箱應有足夠的容積,使切削液有時間冷卻并使細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,個別加工則更大,如鉆深孔及強力磨削等,切削液箱可達500-1000L或更大。在集油盤內應設有粗的過濾器,防止大的切削進入切削液箱,并在泵的吸油口裝有一個精細過濾器。對于磨削、衍磨和深孔鉆、深孔鏜等機床,由于加工的工件表面質量要求高,必須去除更細的磨屑、砂輪顆粒和切削微粒,如槍鉆深孔加工,要用10um的濾紙進行過濾。采用過濾設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切削液的使用周期。現代自動化機床一般都設有切削液過濾、分離、凈化裝置。 用溢流法可使切削液連續不斷地流到切削區域并沖走切屑。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。除了向切削區提供適當的切削液外,還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,當油溫超過60℃時,切削便不能繼續進行,所以深孔鉆床一般都配有較大的冷卻油箱。

切削液流的分布方式直接影響到切削液的效率。噴嘴應當安置在使切削液不會因受離心力的作用而拋離刀具或工件之外的位置。最好是用二個或多個噴嘴,一個把切削液送到切削區域,而其他的則用于輔助冷卻和沖走切屑。 車削和鏜削時要求把切削液直接送到切削區域,使切削液覆蓋刀具的刃部和工件而起到良好的冷卻作用。

實踐經驗證明,切削液的噴嘴內徑至少相當于車刀寬度的四分之三。 對于重負荷的車削和鏜削,需要有第二個噴嘴沿刀具的下側面供給切削液。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,有助于在低速時起潤滑作用。 水平鉆孔和鉸孔時,最好是通過空心刀具內孔把切削液送到切削區域,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往外排出的作用,因此即使是立鉆,進入切削區的切削液也很少,只有空心鉆頭才能解決這一問題。

3、切削液降溫高壓法

對于某些加工,如深孔鉆和套孔鉆削,常用高壓(壓力為0.69-13.79MPa)切削液系統供油。深孔鉆用的是單刃鉆頭,與鏜孔相似,只是鉆頭內部有切削液的通路。套孔鉆削是一種在工件上鉆一個圓柱形孔但留下一個實心圓柱體的鉆孔法。當刀具進入工件時,鉆出的實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性,粘度應當很低,才能在刀具周圍自由流動,還應具有良好的油性,以降低刀具與工件,刀具與切屑間的摩擦系數。 深孔鉆削的主要問題是如何在切削區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,經過轉動的密封套流入鉆頭,然后直接進入切削區,從孔中流出來的切削液幫助排除切屑。在深孔鉆削時,采用油孔鉆與溢流法相比是一個大的進步,鉆頭壽命和生產率都有較大幅度的提高。 高壓法有利于切削液到達切削區域,有時也在其他機床上使用。磨削使高壓噴嘴有利于砂輪的清洗。

4、切削液降溫噴霧法

切削液可以用氣載油霧的形式噴到刀具與工件上。切削液經一個小的噴嘴,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。在這種情況下,用水基切削液比用油基切削液好些,因為油基切削液的油霧污染環境,有礙健康,且易于集成較大的油滴。噴霧法最適合于切削速度高而切削區域低(如端銑)的加工。選用冷卻性能好的切削液,細小的液滴與熱的刀具、工件或切屑接觸,能迅速蒸發把熱帶走。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,即使有一點油液也容易擦干。

用噴霧法有如下優點:

刀具壽命比干切削長;

在沒有或不宜使用溢流系統時,可用它來提供冷卻作用;

切削液可以到達其他方法無法接近的地方;

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算,比溢流法高出許多倍;

在某些條件下可以降低成本;

可以看見被切削的工件。噴霧法的缺點是冷卻能力有限,并且還需要通風。

噴霧裝置有三種方式:

吸引式,其原理與家用噴霧器一樣,主要利用細腰管原理,壓縮空氣把切削液吸引出液罐而混合霧化于氣流中。它有一個通壓縮空氣的管和另一個虹吸切削液的管,并聯接于混合接頭上,它適合于低粘度切削油和乳化液的噴霧。

氣壓式(加壓法),其原理是切削液裝于密封液筒內,用0.2-0.4MPa的壓縮空氣加壓,當電磁閥打開時,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。霧化混合比可由混合閥和調壓閥調整。

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。 噴霧化可應用于端銑、車削、自動機床加工、數控機床加工。帶有電磁閥控制的噴霧裝置適用于在數控機床上攻螺紋、鉸孔。

5、切削液降溫制冷液體降溫法 

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,氟昂氣體可用機械裝置壓縮成液體,使用時放出,經過調節閥,由噴嘴直接注射于切削區,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、切削液降溫切削液的集中供給系統

對于大、中型機械加工廠,在可能的情況下,都應當考慮采用集中循環系統為多臺機床供應切削液,但必須各臺機床是采用同一種切削液。幾臺磨床可以用聯結在一起的輸送系統處理磨屑。集中處理被切削液潤濕的細切屑和磨屑,可以減少人力處理,改善勞動條件。


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切削液集中供給系統可使工廠更好地維護切削液。切削液集中在一個大池中,通過定期抽樣檢查,按照檢查結果定期補充原液或水,便于控制切削液的濃度。可以減少抽樣檢查的次數,從而進行更多項目的檢查,保證切削液在使用期的質量。同分開設置的許多單獨的多切削液供給系統相比,由于切削液的維護工作減少,成本也相對降低。 集中供給系統最主要的優點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,同時也去掉了切削液中的一半的細菌(因為細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)。連續去除這些臟物,定期檢驗質量并根據這些檢查結果,有計劃地使用添加劑或加入原液,這都是使集中系統十分有效地延長切削液使用壽命的重要因素。這樣也減少了水溶性切削液的廢液處理。


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