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          1. 切削、磨削方案

            Cutting and grinding scheme

            切削液供液方法

            1、射流供液法

                    所謂射流供液,是指供液通道并不直接與切削區相連,切削液在高壓驅使下,通過供液通道后要經過一段空間距離才到達切削區。此時,切削液依靠其動能射向切削削加工時從外部向前刀面高壓射流切削液的供液狀況示意圖。由于鋁合金、不銹鋼等塑性材料極易產生連續帶狀切屑,在自動機床、自動生產線等無人管理機床的場合,時常造成切屑纏繞導致廢品和事 故之類的問題。該方法旨在利用高壓切削液的動能產生使切屑卷曲的力矩,從而起到斷屑作用。

            1.1報告指出:

            (1)設定適當射流壓力可將切屑完全切斷;

            (2)切屑卷曲剛度愈大,所需的射流壓力愈大;

            (3)即使在同樣的切削條件下,射流壓力不同時,被切斷的切屑的尺寸和形狀均有顯著的區別;

            (4)射流壓力愈高,被切斷的切屑的卷曲半徑越小。由此可知,高壓射流起到了斷屑器的作用。

            (5)與常規供液相比,高壓射流供液對刀具壽命、已加工表面粗糙度無不良影響;切削力略有降低。

            2、噴霧供液法與微量切削液加工:

            2.1噴霧供液法簡介 :噴霧供液法是將切削液霧化后滲入切削區的供液方法。

            2.2噴霧供液法優點:

            (1)可大幅度減少切削液使用量,有利于減少廢液排放量和處理量;

            (2)切削液分子霧化后滲透能力增強,容易進入切削區,并以汽化熱的形式把切削熱帶走,吸熱效率大大提高,對切削區局部的潤滑、冷卻效果優異;

            (3)無需切削液過濾裝置、循環裝置和回收處理設施,節約設備投入;對沒有供液系統的機械或輕便型機械供給切削液很方便;

            (4)工件上被切削液濕潤的表面積小,可減免后續工序的清洗作業。 噴霧供液法可應用于車削、端銑、自動機床加工、數控機床加工以及操作者不接近機床的各種自動化加工場合。

                    由于噴霧供液法具有一些特殊優點,近十余年來,在潔凈化加工技術中得到應用。這就是所謂的MQL加工。其主要目的是在保證加工效果的前提下大幅度減少切削液的使用量并且避免產生殘留廢液。這其實就是噴霧供液法的繼承和發展。因為油霧引起的安全衛生和環境問題未能很好解決,噴霧供液法曾長期受到冷落;可是由于它的許多優點,在切削液的安全衛生和環境問題日益嚴峻的今天,又重新受到學術界和產業界的重視。

            2.3微量切削液的種類:

                  (1)純油性體系 純油性體系的微量切削液與常規 切削油一樣,是由基礎油加各種添加劑配合而成??捎米魑⒘壳邢饕旱幕A油主要有植物油、合成酯、合成烴、聚醚等。早期直接用這幾種類型的基礎油,尤其以合成酯用得較多;后來配以適當的添加劑,發展出一些更為成熟的商品油。

                  (2)油水混合體系 純油體系潛在著火災隱患、冷卻 性差、油霧量大。日本的研究人員在1999年前后開發了純油和水混合體系的微量切削液加工技術,稱為油膜附水滴加工。水的來源豐富,冷卻性能好(熱容量大、導熱系數大、蒸發潛熱大),無毒無味,無生態環境。

                    危害:其主要缺點是潤滑性差、 容易引起銹蝕等。油水混合的微量切削液能較好地兼顧油和水各自的優點。因此,近十年來出現了一些研究報告和應用實例,成為開發研究的一大熱點。 關于微量切削液加工的切削液用量問題,并無統一說法。普遍認為純油噴霧為4 ̄100mL/h;油水混合供給時為油10mL/h、水1000 ̄2000mL/h。

            2.4微量切削液加工的供液方式和裝置

                  (1)油-氣兩相混合供液 先期的微量切削液系統多為油-氣兩相流,主要有外部供液和內部供液兩種方式。一種是外部供液,指從刀具外部通過噴嘴向加工區供液,空氣的界面上,形成油膜附水滴。當其被噴射到加工區時,被切削熱汽化或蒸發,很容易進入刀屑、刀工件界面;這時,油膜發揮其潤滑效果,水分則主要帶走切削熱,起冷卻作用。

            2.5微量切削液的加工效果與適用范圍

                   迄今為止,微量切削液加工技術已經在許多切削加工領域的研究中顯示出誘人的效果。但成功應用的領域主要還是在各種材料的孔加工,如鉆孔、鉸孔、攻螺紋等,還有鋁合金、銅合金等有色金屬的鋸切、銑削等,并且正在不斷擴展。

            3、其它供液法

            3.1手工供液法

                   用毛刷、油壺等供液是最簡單的方法,主要用于沒有供液裝置的機床上進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋。最近,代替油壺和毛刷涂布,出現了手提式噴霧供液器。與家庭用的噴灑殺蟲劑或發油的原理同樣,是一種使切削液霧化的裝置,在美國主要用于攻絲加工。

            3.2程序控制供液法

                   隨著計算機控制技術在機床中的應用日趨廣泛,利用程序控制切削液使用的也多了起來。因為攻螺紋需要使用高濃度切削液甚至原液,而機床的儲液箱中只有稀釋液,這時,可以在工作臺的某一固定位置放置一個盛有高濃度切削液或者切削液原液的油盤。將油盤位置和給油時間輸入機床控制器,攻螺紋前按照程序讓絲錐先浸入油盤,然后再回到加工位置攻螺紋。當刀具的工作位置變動時,安裝在主軸頭上的切削液自動控制裝置可以使噴嘴角度隨之變化,使切削液始終正確地澆注到刀具工作部位并隨刀具移動。

            3.3組合機床及自動生產線上切削液的供給

                    組合機床是以大批量生產為目的的高效生產裝備,在汽車、摩托車、拖拉機等制造業中被廣泛使用。由多臺組合機床和傳送裝置聯接可組成自動生產線,完成某種產品的各種加工作業。一般情況下,在各個不同的工位中都從統一的液箱供液。從組合機床排出的大量切屑混雜在切削液中流出去,再由切屑輸送機帶走。在組合機床加工中,除冷卻、潤滑作用外,切削液既要輔助排除切屑,又要沖洗定位面、 防止產生定位誤差,因此,供液量大。一般情況,鉆頭、鉸刀加工是10~20L/min;鉆孔加工是30~50L/min;為了到達洗凈的目的,每工位需要100~ 150L/min;如果是沖流式運送切屑,每個沖洗噴嘴需要100L/min;供液出口壓力需要0.25~0.3MPa。必須要有與供液量相匹配的儲液箱。此外,大量切削液需要快速凈化,一般需使用壓力過濾裝置。

            3.4固體潤滑劑

                    固體潤滑是指某些固體粉末、薄膜或整體材料,它們被用來減少作相對運動的表面間的摩擦與磨損并保護表面免于損傷。在固體潤滑過程中,固體潤滑劑和周圍介質與摩擦表面發生物理、化學反應生成固體潤滑膜,降低摩擦磨損。切削加工中使用的固體潤滑劑主要是二硫化鉬、石墨、紅丹粉等類物質的粉末及其脂或膏。使用時直接涂抹在刀具或工件表面上。一般用于低速加工,如攻螺紋、套螺紋、拉削等。

            3.5集中供液系統

                   一臺機床自備一套獨立的切削液供給系統;而切削液集中供給系統則是以車間、工廠為單位,一個車間或一家工廠設置一個大容量的切削液供給系統,有統一的儲液池、供液泵、切屑處理單元、過濾裝置、切削液輸送管路等,從一個切削液池統一對該車間或工廠的所有使用切削液的設備供液,每臺設備只設有簡單的進出液管路、閥門和噴嘴,沒有儲液箱和過濾裝置。切削液集中供給系統可使工廠更好地管理和維護切削液。由于管理和維護專職化,耗費勞力少,成本相對較低。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供液系統為多臺機床供應切削液。

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