切削液降温的方式

国际金属加工网 2021年06月29日

机械切削加工中,要求切屑液能很快地被排出,带走切削热量,降低刀具切削温度。延长刀具使用寿命的最有效方法就是切削液的正确使用。在介绍几种常用冷却方法的基础上,探索出一种对冷却液加压、使其产生雾化的喷雾式冷却方法,不仅能有效降低刀具切削温度,还可以避免切屑堆积,对延长刀具寿命、提高零件的表面质量有着重要作用。

在机械行业的切削加工中,切削液的作用以冷却、润滑为主。因此,在使用切削液冷却时,应尽可能地接近刀具的刃部。切削液喷嘴位置的适当安放和冷却方法的选择,能有效提高加工效率,保证零件加工质量。

一、常用冷却方法

1.溢流冷却

在机械零件的加工中溢流冷却是最常见的一种冷却方法。通过低压泵把冷却液泵入冷却系统的管道,经过阀门从喷嘴流出,喷嘴的安装位置应接近切削区域。

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在深孔钻、深孔镗、衍磨和磨削等设备上,因被加工的零件表面质量要求很高,必须除去更细小的切削、磨削等微尘颗粒,如枪钻深孔加工,要用 10 μm 的滤纸进行过滤,采用过滤设备可以避免切削液中含有大量的污染物或大量的金属微颗粒,有助于保持切削液的清洁和延长切削液的使用周期。切削液的流量越大,才能淹没大部分被加工的零件和刀具,冷却效果更佳。

实践证明,切削液喷嘴的内孔径约为车刀宽度的 3/4,对于重负荷的车削或镗削加工,应有另一个喷嘴沿刀具的下侧侧面供给切削液,并避免切削液受到阻挡,使其顺利地被输送到刀具和工件之间,在低速时起润滑作用。

2.供给系统降温法

在条件允许的情况下,大、中型机械加工企业,如多台机械加工设备采用同样的冷却液,应考虑采用集中循环系统降温法对多台机械加工设备供应切削液,还可以集中处理废屑。例如,几台磨床可以用联结在一起的输送系统处理磨屑,采用这种集中处理细小磨粒的方法,不但能降低劳动强度,还可以改善生产车间的工作环境。

二、特殊设备高压降温法

在深孔钻削和套孔钻削的加工中,通常采用压力 0.69~13.8 MPa 的冷却系统供给切削液。在深孔钻削类似于镗孔加工,常用单刃内冷却钻头,而套孔钻削是在被加工零件上钻一个圆柱形孔,但中心会留下一个实心圆柱体的钻孔方法,当刀具进入工件时,钻出的实心圆柱体就通过空心的圆柱形刀头,用压力泵把切削液输送到刀具周围,迫使切屑从刀具中心流。

在深孔钻削时,采用油孔钻比溢流法效果更好,有助于延长钻头寿命、提高生产率。高压法有利于切削液充分到达切削区域,多应用于一些加工中产生较多微小废屑或排屑不畅的设备,如磨削加工中,采用高压降温法有利于砂轮的清洗。

三、压力喷雾式冷却法

切削液经过一个较小的喷嘴,使用压力 0.07~0.55 MPa 的压缩空气,将切削液分散成雾状液体喷入机械加工的切削区域水基切削液相对比使用油基切削液效果更佳,而且水基切削液不易污染环境、有益于操作者的身体健康。

喷雾冷却适用于在端铣等切削速度较高而切削区域较低的加工。切削液的冷却性能越好,雾状的液滴与工件、刀具和废屑的接触越充分,能够迅速蒸发并带走加工中产生的大部分热量。由于喷雾冷却喷出的是雾状液体,容易蒸发,也没有飞溅的液滴,所以不需用集油盘、回油管道、防溅隔板等。

喷雾式降温法的优点:①延长刀具切削时长和寿命;②切削液能够充分到达其他冷却方法不易到达的区域;③喷雾式降温法与溢流法相比较,切削液在工件与刀具之间,按相同体积的切削液计算,冷却效率和流速更高;④由于喷雾式降温法是雾状冷却,消耗的冷却液低于其他冷却法,因此有效降低了成本;⑤视线较好,可以及时监控工件的被加工状态。

4 .冷却方式

(1)吸引冷却。这种冷却方式的原理与家用喷雾器类似,主要利用细腰管原理,压缩空气把切削液吸入液罐,混合并雾化于气流中,一根管道通压缩空气(进气口),另一根管道供吸切削液(进油口),两根管道并联接于混合接头上,气量和油量的大小可以通过旋钮调节,它适合于低黏度乳化液和切削油的喷雾。

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(2)气压冷却(加压冷却)。这种冷却方法是切削液装在密封液体筒内,采用 0.2 ~0.4 MPa 的压缩空气对冷却液加压,当电磁阀打开时,切削液被压出并通过混合阀与压缩空气气流混合雾化。这种装置适用于水基合成冷却液和乳化液的喷雾,但水基合成冷却液和乳化液中不能含有悬浮的固体物质和油脂。

(3)喷射冷却。通常是将透明或黏度较低的冷却液雾化,多用在数控机床加工等自动化程度高较高设备的端铣、车削加工。带有电磁阀控制的喷雾装置,适用于在数控机床上铰孔、攻螺纹等加工。

为了更好地利用切削液,有条件的企业应将切削液集中在一个大容积的池中,建立切削液集中供给系统,通过定期抽样检查切削液的浓度比例,根据检查比例结果定期加注冷却液及水,以保证切削液在使用过程中的质量,从而减少切削液的维护工作量,降低生产成本。集中供给系统与其他切削液供给系统相比较,其优点是能通过离心处理的方法,可有效去除切削液中的浮油和微小金属颗粒,达到去除切削液表面的污物、消灭切削液内细菌的目的。

(刀具服务网)

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