技術文章
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,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(chǎn)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*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(chǎn)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(jīng)過上述凈化處理后的切削液可輸向機床工作區(qū)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(chǎn)生的沉淀物則通過接收器12的錐體流入到過濾箱11內。經(jīng)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。
2. 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(wǎng)的托盤! 內并流到過濾紙上,而過濾紙座落在鋼絲網(wǎng)上,后者由鏈輪鏈條根據(jù)發(fā)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(fā)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(yè)廠生產(chǎn),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(guī)格。
1.過濾紙 2.濾液箱 3.浮子開關 4.漏網(wǎng)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
3. 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(jīng)入口8注入過濾箱7內,在重力作用下經(jīng)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(qū),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(chǎn)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(shù)值時壓力傳送器便發(fā)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(tài),繼續(xù)下一個負壓過濾工作循環(huán)。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。
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
4. 轉子-定子式切削液凈化處理裝置
圖4所示為國外研制出的一種利用轉子-定子系統(tǒng)凈化切削液的裝置(俄羅斯發(fā)明號No1503895),其原理是根據(jù)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(jù)稱,這是目前凈化切削液zui有效的一種裝置。
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
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(jīng)過液壓泵抽上來的切削液被輸送到裝置中或依靠重力經(jīng)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(chǎn)生的離心力作用下,它們將迅速沿徑向帶走并經(jīng)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,故zui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(tǒng)
生產(chǎn)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(yè)發(fā)達國家里已使用集中供給與凈化系統(tǒng),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(tǒng),如圖5所示。
L—切削液集中供給凈化裝置 L1—含雜質切削液流 L2—凈化后切削液流 C—內循環(huán) M1、M2……Mn—機床