切削液凈化處理方法及其裝置

 近幾年的研究表明，如將切削液中的雜質(zhì)(如碎屑、砂輪粉末等)從40µm降低到10µm以下，或砂輪壽命可延長1～3倍。目前的研究認(rèn)為，無論是精密加工，還是鉆、擴(kuò)、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(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。常用的切削液凈化方法有過濾法和分離法。實(shí)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(jié)構(gòu)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(chǔ)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(shí)，液壓泵6將切削液從儲(chǔ)液箱7內(nèi)抽出并壓入*級渦旋分離器5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4內(nèi)并產(chǎn)生高壓。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，切削液被壓入到第二級渦旋分離器) 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可輸向機(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(nèi)。經(jīng)過磁性分離器10，將其中含有切屑的雜質(zhì)進(jìn)行初步處理，然后再流回到儲(chǔ)液箱7。使用中，如需暫時(shí)切斷切削液的供給，只要關(guān)閉控制閥，切削液就會(huì)通過溢流閥3而流回儲(chǔ)液箱7內(nèi)。

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(jī)床的污液回送至過濾裝置中帶漏網(wǎng)的托盤! 內(nèi)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(guān))3的信號而移動(dòng)。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(jìn)入到下面的凈液箱7中。當(dāng)過濾紙的毛細(xì)孔被屑渣或油污漂浮物堵塞時(shí)，過濾能力下降，過濾紙上的液面將會(huì)升高，抬起浮子3接通發(fā)令器信號，啟動(dòng)鏈輪電機(jī)，帶動(dòng)過濾紙移動(dòng)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(fù)位，過濾紙帶的移動(dòng)停止，與此同時(shí)粘附有屑渣的過濾紙則掉入到污紙箱5內(nèi)。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(guān) 4.漏網(wǎng)托盤 5.污紙箱 6.傳動(dòng)鏈條 7.凈液箱
圖2 重力式紙帶過濾裝置

3. 負(fù)壓式紙帶過濾裝置

圖3所示為負(fù)壓式紙帶過濾裝置。來自機(jī)床的污液經(jīng)入口8注入過濾箱7內(nèi)，在重力作用下經(jīng)過濾紙漏入柵板底下的負(fù)壓室6內(nèi)，而懸浮的污物則截留在紙帶上。啟動(dòng)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(chǔ)液箱。當(dāng)凈液抽出后，負(fù)壓室6內(nèi)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(shí)，形成渣餅，此時(shí)過濾速度下降，即使在負(fù)壓下過濾下來的液體仍漸漸少于抽出的液體，使室6內(nèi)的液面不斷下降，負(fù)壓增大，待負(fù)壓大至一定數(shù)值時(shí)壓力傳送器便發(fā)出信號，打開儲(chǔ)液箱3下面的閥，由儲(chǔ)液箱放液進(jìn)入負(fù)壓室6。當(dāng)注滿負(fù)壓室時(shí)，裝有刮板的傳動(dòng)裝置! 開始啟動(dòng)，帶動(dòng)過濾紙9移動(dòng)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(chǔ)液箱下面的閥關(guān)閉，進(jìn)入正常過濾狀態(tài)，繼續(xù)下一個(gè)負(fù)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(fù)壓，是一種較好的切削液過濾凈化裝置。

1.液壓泵 2.啟動(dòng)閥 3.儲(chǔ)液箱 4.傳動(dòng)裝置 5.污紙箱 6.真空(負(fù)壓)室 7.過濾箱 8.污液入口 9.過濾紙
圖3 負(fù)壓式紙帶過濾裝置

4. 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dòng)的切削液在通過變截面孔時(shí)具有較大壓力降和速度梯度的原理，故能獲得高度彌散細(xì)小的切削液，切削液中微粒可破碎成0.8～1.2µm。據(jù)稱，這是目前凈化切削液zui有效的一種裝置。

1.本體 2.渦流工作室 3.通道口 4.定子 5.轉(zhuǎn)子 6.小孔 7.進(jìn)口管 8.出口管
圖4 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子5等組成。工作時(shí)，從儲(chǔ)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(jìn)口管7進(jìn)入不斷回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子5的內(nèi)腔里，形成了較大的柱滴，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經(jīng)旋渦分離出粒徑30～40µm的微粒雜質(zhì)，然后液流穿過轉(zhuǎn)子上的小孔6 急速流向定子的通道口3內(nèi)，同時(shí)部分液流則進(jìn)入到轉(zhuǎn)子和定子組成的徑向間隙d內(nèi)，而將5～20µm細(xì)小微粒分離出來。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很高(達(dá)3000r/min)，所以從定子通道口3中噴出的液流將形成一股強(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2內(nèi)。此外，因高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子還能周期性地堵塞住定子出液孔的通道口3，從而達(dá)到脈動(dòng)供給切削液的要求，起激振破碎作用，促使切削液中微粒進(jìn)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(xì)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(jī)分散供給凈化方式，而近幾年在一些工業(yè)發(fā)達(dá)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(jī)床上各自獨(dú)立的切削液供給和凈化裝置，合并為一個(gè)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(zhì)切削液流 L2—凈化后切削液流 C—內(nèi)循環(huán) M1、M2……Mn—機(jī)床