金屬切削加工過程中，必須合理使用切削液。切削液的使用效果除與正確地選用切削液的品種和牌號(hào)有關(guān)外，還與它的供給與凈化處理方法有關(guān)。正確的供給和凈化處理不但可提切削液的使用效果，而且可降低工件加工表面的粗糙度和提工件加工精度，延長使用壽命。而使用過的廢切削液中含有量礦物油料及表面活性劑（乳化劑），過去由于對它的危害性認(rèn)識(shí)不足，所以都采取直接排放。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，這種含油污水的排放量與日俱增。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，中國陸僅機(jī)械工業(yè)廢切削液的日排放量已達(dá)2億多噸。含油污水造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，至江河、小至溪流，幾乎都受到不同程度的污染，嚴(yán)重地影響了水生動(dòng)植物的生長、農(nóng)業(yè)灌溉和人們的生活用水。此外，廢切削液中的表面活性劑由于其作用是使礦物油料度分散在水中，所以更難清除，而且不少乳化劑有增加致癌物的副作用，其危害性分散的油污更為嚴(yán)重。因此，未經(jīng)處理的廢切削液不得任意排放。廢切削液的回收處理，既符合環(huán)保要求，又可節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。

切削液供給方法及其改進(jìn)

一、常用供給方法及其改進(jìn)

現(xiàn)在的研究表明，切削液采用近乎干式切削的“汽束”噴霧冷卻法zui為有效，而且切削液消耗少，加工成本低。*，采用濕式切削時(shí)切削液的使用與回收費(fèi)用在機(jī)械加工中占有相當(dāng)?shù)闹亍?jù)德國一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)資料表明，在生產(chǎn)率的工業(yè)部門，切削液及其管理費(fèi)用加在一起，要占加工費(fèi)用的16%，而費(fèi)用僅占4%，在與切削液有關(guān)的總費(fèi)用中，有22%是切削液的處理費(fèi)用，而采用干式切削就節(jié)省了這部分的開支。

“汽束”噴霧冷卻是以一定壓力（0.3～1.0MPa）的空氣使切削液霧化，并以很的速度噴向切削區(qū)域，使在該區(qū)域溫下呈霧化狀的切削液滴很快汽化。由于液體在汽化時(shí)會(huì)吸收量熱量，因而可使切削區(qū)域內(nèi)的溫度幅度下降，同時(shí)切削液還能帶走切削區(qū)域和空間的熱量和粉末，改善作業(yè)環(huán)境。實(shí)踐證明，在使用等量切削液情況下，“汽束”噴霧冷卻在相同時(shí)間內(nèi)所吸收的熱量是澆注法的1000。所以，它不但可提使用壽命，而且可使切削液的消耗減少。據(jù)德國格林（Guhring）公司試驗(yàn)證實(shí)，在一些汽車生產(chǎn)線上采用“汽束”噴霧冷卻，每班只需耗用半杯油，并且可使用廉價(jià)的工廠派生油。“汽束”噴霧冷卻既適用于自動(dòng)生產(chǎn)線上，也適用于一般的金屬切削加工中。一種在普通鉆床上利用“汽束”供給切削液的裝置由貯液箱（包括工作部和溢流部）、過濾器、集液盤、噴嘴、箱蓋、噴吸器、氣閥、節(jié)氣閥、水管及管道等組成。工作時(shí)，開動(dòng)氣閥，壓縮空氣將以Pc=0.4MPa的壓力從管路中壓出，產(chǎn)生壓氣流。壓氣流在水管的上部通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，而將切削液從貯液箱中吸出，并擊成霧滴狀。上述壓氣流帶著微小液滴的切削液滲透到切削區(qū)，在溫下會(huì)迅速汽化，吸收量熱量，從而能有效地降低切削溫度。而在集液盤中收集的廢液經(jīng)過濾器過濾后可流回貯液箱繼續(xù)使用。節(jié)氣閥是用來改變管路中的壓力，以便調(diào)整切削液的流量。而氣閥則可利用電信號(hào)（通過直流電壓U=24V）操縱。使用表明，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

美國一家汽車制動(dòng)器廠在自動(dòng)生產(chǎn)線上使用一種靠重力排屑的“汽束”冷卻鉆削新方法。它將工件翻過來安裝，采取鉆頭從下往上鉆的方法，使切屑靠重力落下，同時(shí)利用“汽束”噴霧冷卻和工件。據(jù)報(bào)道，此法用切削液壓沖洗法好，可使有較長的使用壽命。

據(jù)報(bào)道，俄羅斯“羅士技術(shù)”科研生產(chǎn)公司已經(jīng)開發(fā)出在30多個(gè)獲得發(fā)明的靜電冷卻干式切削（風(fēng)冷的一種）生態(tài)凈化工藝，并已在美國、德國、日本、和瑞士等工業(yè)發(fā)達(dá)中應(yīng)用。靜電冷卻干切技術(shù)的實(shí)質(zhì)在于向切削區(qū)域輸送經(jīng)過放電處理的空氣，它可以在許多情況下取代切削液的使用。在進(jìn)行切削加工時(shí)，產(chǎn)生的熱電流通過切削區(qū)域，并導(dǎo)致工件與的硬度降低。在正確選擇裝置工作規(guī)范情況下，可減小通過的電流（可減至零），而擴(kuò)通過工件的電流（擴(kuò)一）。這樣，便可減小硬度的降低，加工件被切削層硬度的下降，從而可提的壽命（可提1.5～4）和改善工件加工表面的質(zhì)量。在切削不銹鋼和鈦合金等難加工材料時(shí)，這一效果尤為顯著。

二、切削液集中供給方法

目前一些工業(yè)發(fā)達(dá)已有將切削液采用集中供給的方式。所謂集中供給就是將多臺(tái)濕式加工的、相同的切削方式和材料的，每臺(tái)機(jī)床上各自獨(dú)立的切削液供給裝置，合并為一個(gè)供給系統(tǒng)。

集中供液由于采用了循環(huán)、流量、行程液體回流，所以切削液的熱量散發(fā)快，供液系統(tǒng)溫度低，并且在周末和節(jié)假日等停工期間還設(shè)有內(nèi)循環(huán)，使流量的切削液能不間斷地流動(dòng)，有效地抑制了細(xì)菌的生長，同時(shí)也易于對切削液的性能指標(biāo)（如PH酸堿值、濃度以及泡沫等）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，確保切削液的質(zhì)量。此外，集中供液也便于污液的集中凈化處理，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。中國上海眾汽車有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)廠對切削液采用集中供液后，使切削液的平均壽命單機(jī)分散供液時(shí)提了2.5，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但集中供液一次性投入的成本較。

切削液凈化處理及其裝置

一、切削液凈化重要性及其處理方法

過去人們認(rèn)為，只有在精密加工，例如滾壓和研磨時(shí)，才須使用經(jīng)過精細(xì)過濾凈化的切削液，但近幾年來研究表明，如將切削液中的雜質(zhì)（如碎屑、砂輪粉末等）從40μm降低到10μm，耐用度可延長1～3。由于人們的肉眼看不見小于40μm的微粒，所以切削液中的雜質(zhì)，當(dāng)其尺寸小于20μm，尤其是2～10μm的微粒常被人們所忽視，然而這些不可見的雜質(zhì)對金屬切削加工有著不可低估的影響，因?yàn)樵谇邢骷庸r(shí)，它們將進(jìn)入到前刀面與切屑以及后刀面與工件接觸區(qū)的界面上，由此而產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，使切削溫度增加，并使耐用度降低，同時(shí)使加工表面質(zhì)量變差。因此，目前的研究認(rèn)為，無論是精密加工，還是在鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔和鏜孔等普通加工中，為了提耐用度和可靠性，改善零件加工質(zhì)量，均應(yīng)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。

切削液的凈化處理就是將它在工作中帶入的碎屑、砂輪粉末等雜質(zhì)及時(shí)去除。常用的凈化方法有：過濾法和分離法。過濾法是使用多孔材料，如銅絲網(wǎng)、布質(zhì)網(wǎng)、泡沫塑料等制成過濾器，以除去在工作時(shí)切削液產(chǎn)生的雜質(zhì)；分離法是應(yīng)用重力沉淀、慣性分離、磁性分離等裝置，除去在工作時(shí)切削液產(chǎn)生的雜質(zhì)。實(shí)際生產(chǎn)中常將幾種方法綜合使用。

二、切削液凈化處理裝置

以一種切削液多級過濾凈化裝置為例，它不僅制造簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，并且過濾效果好，能保證切削液有較的清潔度。該裝置由液壓泵、旋渦分離器（粗濾和精濾）、磁性分離器、壓密封箱、過濾箱、貯液箱、溢流閥、控制閥等組成。工作時(shí)，液壓泵將切削液從貯液箱內(nèi)抽出并壓入到*級旋渦分離器內(nèi)，使切削液中10～25μm的雜質(zhì)被分離出來，然后充滿整個(gè)密封箱并使箱內(nèi)產(chǎn)生壓。當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，切削液被壓入到第二級旋渦分離器內(nèi)，進(jìn)行精濾凈化處理，并將5～10μm的細(xì)小微粒分離出來。經(jīng)過上述凈化處理后的切削液便可引向機(jī)床工作區(qū)使用。而使用過的含雜質(zhì)較多的切削液，以及從旋渦分離器中產(chǎn)生的沉淀物則通過回收器的錐體流入到過濾箱內(nèi)。經(jīng)過磁性分離處理，將其中含有切屑的雜質(zhì)進(jìn)行初步處理，然后再流回到貯液箱內(nèi)繼續(xù)使用。使用中，如需暫時(shí)切斷切削液的供給（例如要更換加工零件），只要關(guān)閉控制閥，切削液就會(huì)通過溢流閥而流回到貯液箱內(nèi)，使整個(gè)過濾凈化系統(tǒng)不中斷工作。

俄羅斯出一種利用轉(zhuǎn)子－定子系統(tǒng)作為基礎(chǔ)的切削液凈化處理裝置（俄羅斯發(fā)明號(hào)NO1503895），其原理是根據(jù)流動(dòng)的切削液在通過變截面的孔時(shí)具有較壓力降和速度梯度聲空現(xiàn)象，它能獲得度彌散細(xì)小的切削液，切削液中的微粒可破碎成0.8～1.2μm。據(jù)稱，這是目前凈化切削液zui有效的一種裝置。

該裝置由本體、定子和轉(zhuǎn)子等組成。工作時(shí)，從貯液箱里經(jīng)液壓泵抽上來的切削液被輸送到裝置中或依靠重力經(jīng)裝置中進(jìn)口管進(jìn)入到不斷回轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子的內(nèi)腔，形成了較的柱滴，在液流壓力和轉(zhuǎn)子盤所產(chǎn)生的離心力作用下，它們將迅速沿徑向帶走并旋渦分離出粒徑為30～40μm的微粒雜質(zhì)，然而液流穿過轉(zhuǎn)子上的小孔急速流向定子的信道孔內(nèi)，同時(shí)部分液流則進(jìn)入到定子和轉(zhuǎn)子組成的徑向間隙內(nèi)，而將5～20μm細(xì)小微粒分離出來。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速很（達(dá)3000r/min），所以從定子信道孔中噴出的液流形成一股強(qiáng)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內(nèi)。此外，因?yàn)樗倩剞D(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子還能周期性地堵塞住定子的進(jìn)液通道孔，從而達(dá)到脈動(dòng)供給切削液的要求，起激振破碎的作用，促使切削液中微粒進(jìn)一步分裂，故zui終從渦流工作室的出口端流出的切削液將是度彌散細(xì)小的潔凈切削液。經(jīng)上述多次旋渦處理過的切削液可引向機(jī)床工作區(qū)使用。

切削液中油料的回收處理

使用過的廢切削液中含有量礦物油料，例如配制一噸乳化油需用機(jī)械油600～800kg。為了節(jié)約能源，必須回收處理。由于油一般都是懸浮在切削液的液面上，故可采用回收裝置。它是利用浸在液體中旋轉(zhuǎn)著的甩油盤來實(shí)現(xiàn)的。浮油黏附在盤上，利用刮板把油刮下來并沿著斜槽流聚到油罐中，然后用活塞泵再將油從罐中抽出并輸送到容器中，甩油盤的旋轉(zhuǎn)是通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。

從使用過的廢乳化液中回收油料的一種裝置是由貯液箱、貯油罐、電子浮選裝置、管狀超濾器（超級濾網(wǎng)）、液壓泵、以及循環(huán)容器等組成。工作時(shí)，將使用過的乳化液通入到貯液箱內(nèi)，在箱內(nèi)應(yīng)加入少量的破乳劑，以去除乳化液中的表面活性物質(zhì)（乳化劑），破壞乳化液的穩(wěn)定性，促使油水分離。部分懸浮在貯液箱表面上的油層導(dǎo)入到貯油罐內(nèi)，經(jīng)處理后的部分乳化液進(jìn)入循環(huán)容器內(nèi)，部分乳化液則由液壓泵輸送到超濾裝置內(nèi)，經(jīng)過半滲透的薄膜進(jìn)行超濾。其中水和被溶解的低分子物質(zhì)可通過薄膜上面的空隙而流入到循環(huán)容器內(nèi)，以供再循環(huán)使用或排到工廠凈化池中去，而油等分子物質(zhì)則送入到電子浮選裝置內(nèi)。其中油料將成懸浮凝結(jié)狀被分離出來，并將它引入到貯油罐內(nèi)備用。而電子浮選裝置中另一部分液體則仍流回循環(huán)容器繼續(xù)循環(huán)處理。采用這種裝置經(jīng)過6～8小時(shí)工作循環(huán)即可把使用過的乳化液中油料回收。這些油料可作為工廠輔助產(chǎn)品，例如可提供給建材部門作為多孔燒結(jié)粘土的原料，也可代替重油或在燃料燃燒時(shí)作為添加的輔助原料。