實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí),切削液的噴嘴內(nèi)徑至少相稱于車刀寬度的四分之三。這種裝置合用于將透明冷卻水和低粘度切削油霧化。這種方法冷卻效果非常好,合用于不銹鋼、耐熱鋼、高強(qiáng)度合金鋼等難加工材料的切削加工,可以大大進(jìn)步刀具耐費(fèi)用。因此,切削液箱應(yīng)有足夠的容積,使切削液有時(shí)間冷卻并使細(xì)的切屑及磨粒等沉降。這樣可以把切削液送到各個(gè)刃口,使刀具完全浸在切削液中,起到平均的冷卻作用。噴嘴應(yīng)當(dāng)安頓在使切削液不會(huì)因受離心力的作用而拋離刀具或工件之外的位置。在深孔鉆削時(shí),采用油孔鉆與溢流法比擬是一個(gè)大的提高,鉆頭壽命和出產(chǎn)率都有較大幅度的進(jìn)步。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入工件時(shí),鉆出的實(shí)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附近,迫使切屑從刀具中央流出。因?yàn)殂@頭的螺旋槽(為了排出切屑)要起到把切削液從切削區(qū)往外排出的作用,因此即使是立鉆,進(jìn)入切削區(qū)的切削液也很少,只有空心鉆頭才能解決這一題目。
高壓法有利于切削液到達(dá)切削區(qū)域,有時(shí)也在其他機(jī)床上使用。現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)床一般都設(shè)有切削液過濾、分離、凈化裝置。
水平鉆孔和鉸孔時(shí),最好是通過空心刀具內(nèi)孔把切削液送到切削區(qū)域,保證刃部有足夠的切削液并把切屑從孔中沖出來(lái)。目前,我國(guó)大多數(shù)鉆孔都采用麻花鉆,切削液的進(jìn)入與排屑方向相反,所以切削液很難進(jìn)入刀刃上,影響了切削液的冷卻潤(rùn)滑效果,以致造成鉆頭輕易燒傷,磨損嚴(yán)峻,耐費(fèi)用低。它有一個(gè)通壓縮空氣的管和另一個(gè)虹吸切削液的管,并聯(lián)接于混合接頭上,它適合于低粘度切削油和乳化液的噴霧。幾臺(tái)磨床可以用聯(lián)結(jié)在一起的輸送系統(tǒng)處理磨屑。
深孔鉆削的主要題目是如何在切削區(qū)域維持足夠的切削液流量。
銑削時(shí)最好有二個(gè)噴嘴將切削液輸送到銑刀的進(jìn)刀和出刀側(cè),一個(gè)噴嘴流出的切削液被銑刀齒送到切削區(qū)域,另一個(gè)噴嘴流出的切削液則把切屑從刀具中沖出來(lái)。
用噴霧法有如下長(zhǎng)處:1)刀具壽命比干切削長(zhǎng);2)在沒有或不宜使用溢流系統(tǒng)時(shí),可用它來(lái)提供冷卻作用;3)切削液可以到達(dá)其他方法無(wú)法接近的地方,棉紗;4)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(jì)算,比溢流法高出很多倍;5)在某些前提下可以降低本錢;6)可以看見被切削的工件。噴霧法最適合于切削速度高而切削區(qū)域低(如端銑)的加工。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(zhì)。如何改善切削液的供應(yīng)方法是值得研究的題目。噴霧法的缺點(diǎn)是冷卻能力有限,并且還需要透風(fēng)。
集中供應(yīng)系統(tǒng)最主要的長(zhǎng)處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(shí)也去掉了切削液中的一半的細(xì)菌(由于細(xì)菌很輕易在切削液的漂浮油與金屬顆粒之間的界面上生長(zhǎng))。
噴霧法:
切削液可以用氣載油霧的形式噴到刀具與工件上。深孔鉆用的是單刃鉆頭,與鏜孔相似,只是鉆頭內(nèi)部有切削液的通路。
切削液流的分布方式直接影響到切削液的效率。
下面為美國(guó)機(jī)械加工切削手冊(cè)推薦的典型切削液用量:車削,切削液的流量19L/min;螺紋切削,直徑25mm切削液的流量132L/min,直徑50mm切削液的流量170L/min,直徑75mm切削液的流量227L/min;銑削,小銑刀切削液的流量19l/min(刀具),大銑刀切削液的流量227(刀具)L/min;鉆孔、鉸孔,濾紙,直徑25mm的切削液的流量7.6-11L/min,大鉆頭鉆孔的切削切削液的流量 0.3-0.43L/min(直徑/mm);深孔鉆削,外排屑型直徑4.6-9.4mm切削液的流量7.6-23L/min,9.4-19mm的切削液流量19-64L/min,19-32mm的切削液流量38-151L/min,32-38mm的切削液流量64-189L/min,內(nèi)排屑型7.9-9.4mm的切削液流量19-30L/min,9.4-19mm的切削液流量30-98L/min,19-30mm的切削液流量98-250L/min,30-60mm的切削液流量250-490L/min,要求用精密濾網(wǎng),孔愈深、直徑愈大,所用的流量也愈大(對(duì)統(tǒng)一系列中的鉆頭來(lái)說);套孔鉆削,外排屑型,直徑51-89mm的切削液流量30-182L/min,89-152mm的切削液流量61-303L/min,152-203mm的切削液流量121-394L/min,內(nèi)排屑型60-152mm的切削液流量416-814L/min,152-305mm的切削液流量814-1287L/min,305-475mm的切削液流量1287-1741L/min,475-610mm的切削液流量1741-2158L/min,要求用精密濾網(wǎng),在統(tǒng)一系列鉆頭中,直徑較大和孔較深的用較大的流量;衍磨,小孔的切削液流量11L/min(每孔),大孔的切削液流量19L/min(每孔),要求用精密濾網(wǎng);拉削,小孔的切削液流量 38L/mm(行程),大孔的切削液流量0.45L/mm(行程)*切削長(zhǎng)度;無(wú)心磨削,小工件的切削液流量76L/min,大工件的切削液流量151L/min,其他磨削(砂輪寬度/mm)的切削液流量0.75L/min,要求用精密濾網(wǎng)。 2)氣壓式(加壓法),其原理是切削液裝于密封液筒內(nèi),用0.2-0.4MPa的壓縮空氣加壓,當(dāng)電磁閥打開時(shí),切削液就被壓出,通過混合閥與壓縮空氣氣流混合霧化。在深孔鉆加工中,切削液箱如太小,切削液的溫升很快,當(dāng)油溫超過60℃時(shí),切削便不能繼承進(jìn)行,所以深孔鉆床一般都配有較大的冷卻油箱。
切削液集中供應(yīng)系統(tǒng)可使工廠更好地維護(hù)切削液。窄的銑刀用尺度的圓形噴嘴即可,寬的刀具要用扁平的噴嘴,其寬度至少為刀具寬度的3/4,才能有良好的籠蓋率。在集油盤內(nèi)應(yīng)設(shè)有粗的過濾器,防止大的切削進(jìn)入切削液箱,并在泵的吸油口裝有一個(gè)精細(xì)過濾器。帶有電磁閥控制的噴霧裝置合用于在數(shù)控機(jī)床上攻螺紋、鉸孔。
磨削時(shí)采用低壓大流量的磨削液,一般可以收到良好的效果。選用冷卻機(jī)能好的切削液,細(xì)小的液滴與熱的刀具、工件或切屑接觸,能迅速蒸發(fā)把熱帶走。連續(xù)去除這些臟物,按期檢修質(zhì)量并根據(jù)這些檢查結(jié)果,有計(jì)劃地使用添加劑或加入原液,這都是使集中有效地延長(zhǎng)切削液使用壽命
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。但流量過大時(shí),將會(huì)產(chǎn)生不必要的噴濺,特別是對(duì)消泡機(jī)能較差的合成切削液,更易引起磨削液的溢出,可以采用安裝防濺板和加入消泡劑的辦法解決。集中處理被切削液潤(rùn)濕的細(xì)切屑和磨屑,可以減少人力處理,改善勞動(dòng)前提。
大型機(jī)械加工車間常采用集中冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)。采用過濾設(shè)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(zhǎng)切削液的使用周期。
切削液的集中供應(yīng)系統(tǒng):
對(duì)于大、中型機(jī)械加工廠,在可能的情況下,都應(yīng)當(dāng)考慮采用集中輪回系統(tǒng)為多臺(tái)機(jī)床供給切削液,但必需各臺(tái)機(jī)床是采用統(tǒng)一種切削液。
對(duì)于平面銑削,用有很多小孔的管子制成的環(huán)形噴液器較好。切削液流過切削區(qū)后再流到機(jī)床的不同部件上,然后匯集到集油盤內(nèi),再?gòu)募捅P流回到切削液箱中,輪回使用。
用溢流法可使切削液連續(xù)不斷地流到切削區(qū)域并沖走切屑。
高壓法:
對(duì)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(tǒng)供油。較低噴嘴供應(yīng)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(shí)起潤(rùn)滑作用。切削液經(jīng)一個(gè)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(qū)。假如常常用某種特定尺寸的端面銑刀,最好是帶有扇形的環(huán)形噴射器,其啟齒處的曲線與刀具的半徑相配。另外一種克服砂輪上產(chǎn)生空氣膜的方法是靠近噴嘴安裝一塊擋板以阻斷空氣流,這樣可在砂輪與工件的交接面之間形成部門真空而吸入磨削液。同分開設(shè)置的很多單獨(dú)的多切削液供應(yīng)系統(tǒng)比擬,因?yàn)榍邢饕旱木S護(hù)工作減少,本錢也相對(duì)降低。套孔鉆削是一種在工件上鉆一個(gè)圓柱形孔但留下一個(gè)實(shí)心圓柱體的鉆孔法。最好是用二個(gè)或多個(gè)噴嘴,一個(gè)把切削液送到切削區(qū)域,而其他的則用于輔助冷卻和沖走切屑。對(duì)于磨削、衍磨和深孔鉆、深孔鏜等機(jī)床,因?yàn)榧庸さ墓ぜ砻尜|(zhì)量要求高,必需去除更細(xì)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(jìn)行過濾。用低壓泵把切削液打入管道中,經(jīng)由閥門從噴嘴流出,噴嘴安裝在接近切削區(qū)域。切削液集中在一個(gè)大池中,通過按期抽樣檢查,按照檢查結(jié)果按期增補(bǔ)原液或水,便于控制切削液的濃度。視加工種類的不同,切削液箱的容積約為20-200L,個(gè)別加工則更大,如鉆深孔及強(qiáng)力磨削等,切削液箱可達(dá)500-1000L或更大。套孔鉆削用的切削液必需有良好的極壓性和抗燒結(jié)性,粘度應(yīng)當(dāng)很低,才能在刀具附近自由活動(dòng),還應(yīng)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(shù)。除了向切削區(qū)提供適當(dāng)?shù)那邢饕和,還要有足夠的切削液來(lái)防止不正常的溫升。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(diǎn)油液也輕易擦干。
噴霧化可應(yīng)用于端銑、車削、自念頭床加工、數(shù)控機(jī)床加工。這類輪回系統(tǒng)的冷卻液不停地輪回使用,油池壽命十分重
最常見的使用切削液的方法是溢流法。在這種情況下,用水基切削液比用油基切削液好些,由于油基切削液的油霧污染環(huán)境,有礙健康,且易于集成較大的油滴。
磨削時(shí)如用一般噴灑方法效果就很差,閘式剪板機(jī)在磨削熱向整個(gè)工件擴(kuò)散之前磨削液幾乎不能帶走什么熱量,這是由于砂輪表面速度很高,圍繞砂輪的表面上始終帶有一層空氣膜,有礙于切削液滲透滲出到切削區(qū)域。
車削和鏜削時(shí)要求把切削液直接送到切削區(qū)域,使切削液籠蓋刀具的刃部和工件而起到良好的冷卻作用。 3)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?梢詼p少抽樣檢查的次數(shù),從而進(jìn)行更多項(xiàng)目的檢查,保證切削液在使用期的質(zhì)量。霧化混合比可由混合閥和調(diào)壓閥調(diào)整。磨削使高壓噴嘴有利于砂輪的清洗。
制冷液體降溫法:
制冷液體降溫法種類良多,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(jī)械裝置壓縮成液體,使用時(shí)放出,經(jīng)由調(diào)節(jié)閥,由噴嘴直接打針于切削區(qū),靠氣化吸熱來(lái)冷卻刀具、工件和切屑。
噴霧裝置有三種方式:1)吸引式,其原理與家用噴霧器一樣,閘式剪板機(jī)主要利用細(xì)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。
對(duì)于重負(fù)荷的車削和鏜削,需要有第二個(gè)噴嘴沿刀具的下側(cè)面供應(yīng)切削液。切削液的流量要大一些,才能使刀具和工件被切削液所沉沒。應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一種特殊的噴嘴,迫使切削液通過空氣膜送到砂輪上,這種噴嘴應(yīng)當(dāng)盡量靠近工件,以防因砂輪離心力的作用而使切削液完全流失掉。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(jīng)由滾動(dòng)的密封套流入鉆頭,然后直接進(jìn)入切削區(qū),屏風(fēng),從孔中流出來(lái)的切削液匡助排除切屑。