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切削液凈化處理方法及其裝置

時間:2011-05-25 12:18:58 來源:未知
近幾年的研究表明，如將切削液中的雜質(如碎屑、砂輪粉末等)從40µm降低到10µm以下，刀具(或砂輪)壽命可延長1～3倍。目前的研究認為，無論是精密加工，還是鉆、擴、鉸、鏜孔等普通加工，為了提高刀具壽命及其可靠性，改善零件加工質量，均應使用凈化的切削液。此外，清潔的切削液還可防止微生物的生長。常用的切削液凈化方法有過濾法和分離法。實際生產中常將它們綜合使用。

一、切削液凈化處理裝置

  1. 切削液多級過濾凈化裝置 圖1所示是一種切削液的多級過濾凈化裝置，它制造簡單、結構緊湊、過濾效果好，能保證切削液有較高的清潔度。

1、8.控制閥 2、5.渦旋分離器 3.溢流閥 4.高壓密封箱 6.液壓泵 7.儲液箱 9.管路 10.磁性分離器 11.過濾箱 12.接收器
圖1 切削液多級過濾凈化裝置
工作時，液壓泵6將切削液從儲液箱7內抽出并壓入第一級渦旋分離器5內，使切削液中10～25µm的雜質被分離出來，然后充滿整個密封箱4內并產生高壓。當壓力達到一定值時，切削液被壓入到第二級渦旋分離器) 內，進行精濾凈化處理，并將5～10µm的細小微粒分離出來。經過上述凈化處理后的切削液可輸向機床工作區使用。而使用過的含雜質較多的切削液，以及從渦旋分離器2和5中產生的沉淀物則通過接收器12的錐體流入到過濾箱11內。經過磁性分離器10，將其中含有切屑的雜質進行初步處理，然后再流回到儲液箱7。使用中，如需暫時切斷切削液的供給，只要關閉控制閥，切削液就會通過溢流閥3而流回儲液箱7內。
  • 重力式紙帶過濾裝置 圖2所示為重力式紙帶過濾裝置，它以水基來凈化切削液。來自機床的污液回送至過濾裝置中帶漏網的托盤! 內并流到過濾紙上，而過濾紙座落在鋼絲網上，后者由鏈輪鏈條根據發令器(浮子開關)3的信號而移動。屑渣和浮油沉積在紙帶上，而凈化的切削液在重力作用下將滲透過濾紙，進入到下面的凈液箱7中。當過濾紙的毛細孔被屑渣或油污漂浮物堵塞時，過濾能力下降，過濾紙上的液面將會升高，抬起浮子3接通發令器信號，啟動鏈輪電機，帶動過濾紙移動一段距離(200～400mm)，于是新的過濾紙就參加工作，紙帶上液面很快下降，浮子復位，過濾紙帶的移動停止，與此同時粘附有屑渣的過濾紙則掉入到污紙箱5內。這種凈化裝置已有專業廠生產，過濾精度主要取決于所使用的濾紙密度，其流量有25、50、75、100、150、200L/min等多種規格。
    1.過濾紙 2.濾液箱 3.浮子開關 4.漏網托盤 5.污紙箱 6.傳動鏈條 7.凈液箱
    圖2 重力式紙帶過濾裝置
  • 負壓式紙帶過濾裝置 圖3所示為負壓式紙帶過濾裝置。來自機床的污液經入口8注入過濾箱7內，在重力作用下經過濾紙漏入柵板底下的負壓室6內，而懸浮的污物則截留在紙帶上。啟動液壓泵1，將凈化切削液的大部分抽送至工作區，小部分輸入儲液箱。當凈液抽出后，負壓室6內的液面下降，并產生真空，從而可提高過濾能力與效率。待紙帶上的屑渣聚積到一定厚度時，形成渣餅，此時過濾速度下降，即使在負壓下過濾下來的液體仍漸漸少于抽出的液體，使室6內的液面不斷下降，負壓增大，待負壓大至一定數值時壓力傳送器便發出信號，打開儲液箱3下面的閥，由儲液箱放液進入負壓室6。當注滿負壓室時，裝有刮板的傳動裝置! 開始啟動，帶動過濾紙9移動一段距離(200～400mm)，使新的過濾紙開始過濾，于是過濾速度加快，儲液箱下面的閥關閉，進入正常過濾狀態，繼續下一個負壓過濾工作循環。使用表明，這種裝置毋需用專門的真空泵就能自然形成負壓，是一種較好的切削液過濾凈化裝置。
  • 轉子-定子式切削液凈化處理裝置
    1.液壓泵 2.啟動閥 3.儲液箱 4.傳動裝置 5.污紙箱 6.真空(負壓)室 7.過濾箱 8.污液入口 9.過濾紙
    圖3 負壓式紙帶過濾裝置
    1.本體 2.渦流工作室 3.通道口 4.定子 5.轉子 6.小孔 7.進口管 8.出口管
    圖4 轉子-定子式切削液凈化處理裝置
    L—切削液集中供給凈化裝置 L1#p#分頁標題#e#—含雜質切削液流 L2—凈化后切削液流 C—內循環 M1、M2……Mn—機床
    圖5 切削液集中供給示意圖
    圖4所示為國外研制出的一種利用轉子-定子系統凈化切削液的裝置(俄羅斯發明專利號No1503895)，其原理是根據流動的切削液在通過變截面孔時具有較大壓力降和速度梯度的原理，故能獲得高度彌散細小的切削液，切削液中微?？善扑槌?.8～1.2µm。據稱，這是目前凈化切削液最有效的一種裝置。
    該裝置主要由本體1、定子4和轉子5等組成。工作時，從儲液箱里經過液壓泵抽上來的切削液被輸送到裝置中或依靠重力經裝置進口管7進入不斷回轉的轉子5的內腔里，形成了較大的柱滴，在液流壓力和轉子盤所產生的離心力作用下，它們將迅速沿徑向帶走并經旋渦分離出粒徑30～40µm的微粒雜質，然后液流穿過轉子上的小孔6 急速流向定子的通道口3內，同時部分液流則進入到轉子和定子組成的徑向間隙d內，而將5～20µm細小微粒分離出來。由于轉子轉速很高(達3000r/min)，所以從定子通道口3中噴出的液流將形成一股強烈的螺旋形渦流，并集中在本體和定子所組成的渦流工作室2內。此外，因高速回轉的轉子還能周期性地堵塞住定子出液孔的通道口3，從而達到脈動供給切削液的要求，起激振破碎作用，促使切削液中微粒進一步分裂，故最終從工作室出口管8中流出的切削液將是彌散度細小的切削液。

    • 二、切削液供給凈化系統

    生產中切削液一般采用單機分散供給凈化方式，而近幾年在一些工業發達國家里已使用集中供給與凈化系統，即把多臺溫式加工的、相同切削形式和材料的、每臺機床上各自獨立的切削液供給和凈化裝置，合并為一個供給系統，如圖5所示。
    該系統由于采用了大循環，大流量、大行程液體回流，切削液的熱量散發快，供液系統溫度低，并且在周末和節假日等停工期間還設有內循環(見圖5中C回路)，使大流量的切削液能不間斷地流動，有效地抑制了細菌的生長，同時也易于對切削液的性能指標(如PH酸堿值、濃度以及泡沫等)實現自動控制，確保切削液的質量。此外，集中供給也便于污液集中凈化處理，保護生態環境。據報導，上海大眾汽車有限公司發動機廠對切削液試用集中供給凈化系統后，使切削液的平均壽命比單機分散供液時提高了2.5倍。