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数控机床冷却金属切削液的6种方法

发布日期:2021-02-08 12:29:13浏览次数:57

数控机床加工中,当使用以润滑为主的切削液(如切削油)时,应将其输送到摩擦表面能形成油膜的部位。相反,如果使用的切削液主要是冷却液(如水基切削液),则应使切削液靠近刀具的切削刃。在这种情况下,切削液通常通过加压的方法进入切削区域,以消除刀具、工件和切屑的摩擦和变形产生的热量。

连续使用切削液优于间歇使用切削液。

断断续续地使用切削液会导致热循环,从而导致硬脆刀具材料(如硬质合金刀具)开裂和剥落。断断续续地使用切削液不仅缩短了刀具寿命,而且使工件表面粗糙不平。

正确使用切削液的另一个好处是有效去除切屑,这也有助于延长刀具寿命。

适当放置切削液喷嘴,可防止铣刀、钻头排屑槽被切屑堵塞或切屑。

对于一些大型工件的加工,或大进给的强力切割和磨削,采用两排或两排以上的冷却液喷嘴进行充分冷却,有利于提高加工效率,保证加工质量。

1.切削液冷却-手动加油

固体或糊状润滑剂可用毛笔或刷子(主要是攻丝螺纹、模套螺纹)涂抹或滴到工具或工件上。最近,还开发了一种便携式液体分配器。润滑剂通过加压雾化并喷到工具和工件上。在没有冷却系统的机器上,如果孔或分接头的数量不大,手动加油是一种有效的方法。当在同一台机器上执行两个不同的过程时,手动加油可与机器上的溢流冷却系统一起使用。

2.切削液冷却-溢流法

使用切削液最常用的方法是溢流法。切削液通过低压泵进入管道,通过安装在切削区域附近的阀门流出喷嘴。切削液流经切削区域后,流向机床的不同部位,然后被收集在集油盘中,然后切削液从集油盘流回切削液罐中循环使用。因此,切削液罐应具有足够的容积,以允许切削液冷却,并允许细碎屑和磨粒沉降。

根据加工类型的不同,切削液罐的容积约为20-200L,其他单独加工的容积较大。如钻深孔、强磨等,切削液罐可达到500-1000L以上。集油盘内应设粗滤器,防止大的岩屑进入切削液罐,泵吸入口设细滤器。对于磨削、精加工和深孔钻、深孔镗孔等机床,由于被加工工件表面质量高,需要去除较细的磨屑、砂轮颗粒和切削颗粒。如枪钻深孔加工,需要用10um滤纸进行过滤。使用过滤设备可以避免切削液中的过多污染或过多金属颗粒,有助于保持切削液的清洁,延长切削液的使用寿命。现代自动机床一般都配有切削液过滤、分离和净化装置。

溢流法使切削液不断地流到切削区域,冲走切屑。切削液的流量需要更大,以便刀具和工件被切削液淹没。除了向切削区域提供适当的切削液外,还必须有足够的切削液,以防止温度异常升高。在深孔钻井中,如果切削液罐太小,切削液的温度会迅速升高。当油温超过60℃时,切削无法继续,因此深孔钻机一般都配备大型冷却油箱。

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切削液的分布直接影响切削液的效率。喷嘴的位置应确保切削液不会因离心力而从刀具或工件上脱落。最好使用两个或多个喷嘴,一个用于将切削液输送到切削区域,另一个用于帮助冷却和冲洗切屑。车削和镗孔要求切削液直接送到切削区域,使切削液覆盖刀具的切削刃和工件起到良好的冷却作用。

实践证明,切削液喷嘴内径至少为车刀宽度的四分之三。对于重型车削和镗孔,需要另一个喷嘴沿刀具底部供应切削液。由下喷嘴供应的切削液可以在刀具和工件之间顺畅地传输,而不会产生切削障碍,这有助于在低速时润滑。

水平钻孔和铰孔时,最好通过空心刀具的内孔将切削液送至切削区域,以保证切削刃有足够的切削液,并将切屑冲出孔外。因为钻头的螺旋槽(排屑)必须从切削区域排出切削液,即使是立式钻头,进入切削区域的切削液也很少,只有空心钻头才能解决这个问题。

3.切削液冷却-高压

对于某些加工,如深孔钻、套管钻等,通常采用高压(压力0.69-13.79MPa)切削液系统供油。深孔钻削使用单刃钻头,类似于钻孔,只是钻头内有切削液的路径。套筒钻削是在工件上钻一个圆柱形孔,但留下一个实心圆柱体的一种方法。当刀具进入工件时,钻好的实心圆柱体通过空心圆柱形刀盘,并使用压力泵将切削液输送到刀具周围,迫使切屑从刀具中心流出。套筒钻削用切削液必须具有良好的极压性和抗烧结性,粘度必须很低,才能在刀具周围自由流动。它还应具有良好的油性,以减少刀具和工件之间以及刀具和切屑之间的摩擦系数。

深孔钻削的主要问题是如何在切削区保持足够的切削液流量。一种方法是使用切屑槽作为切削液的路径。切削液压力为0.35~0.69mpa,通过旋转密封套流入钻头,直接进入切削区。从孔中流出的切削液有助于去除切屑。在深孔钻削中,采用油孔钻削比溢流钻削有了很大的改进,钻头的使用寿命和生产率都有了很大的提高。高压法便于切削液到达切削区域,有时也用于其它机床。研磨使高压喷嘴便于清洁砂轮。

4.切削液冷却-喷涂

切削液可以气载油雾的形式喷在刀具和工件上。切削液通过一个小喷嘴,用压力为0.069-0.552兆帕的压缩空气将切削液分散成小液滴,喷入切削区域。

在这种情况下,水基切削液优于油基切削液,因为油基切削液中的油雾污染环境,对健康有害,并且容易形成较大的油滴。喷射法最适用于高切削速度和低切削面积的加工(如端铣)。采用冷却性能好的切削液,小液滴与热刀具、工件或切屑接触,可迅速蒸发散热。喷雾冷却不需要防溅板、油底壳和回油管。它只用一个小球,而且工件是干燥的,即使有一点油,也很容易干燥。

喷涂具有以下优点

1) 刀具寿命比干切削长;

2) 当无溢流系统或溢流系统不合适时,可采用溢流系统提供冷却效果;

3) 切削液可以到达其他方法无法到达的地方;

4) 切削液在工件与刀具之间的流速高于溢流法。冷却效率按相同体积切削液计算,比溢流法高出数倍;

5) 在一定条件下可以降低成本;

6) 你可以看到工件被切割。

喷雾的缺点是冷却能力有限和需要通风。

三种喷涂装置

1) 吸引人的类型:

原理与家用喷雾器相同,主要采用细腰管原理。压缩空气将切削液从槽中抽出,并在气流中混合和雾化。它有一个压缩空气管和一个虹吸切削液管,并连接到混合接头。适用于喷涂低粘度切削油和乳化液。

2) 气压式(加压方式):

其原理是将切削液装入密封的液缸内,用0.2-0.4MPa压缩空气加压。当电磁阀打开时,切削液被压出并与压缩气流混合,通过混合阀雾化。本装置适用于喷涂水基合成液体和乳液,但水溶液和乳液不得含有脂肪油或悬浮固体。雾化混合比可通过混合阀和调压阀调节。

3) 喷雾类型:

其原理是用齿轮泵对切削液加压,通过混合阀将切削液直接喷入压缩气流中雾化。该装置适用于透明冷却水和低粘度切削油的雾化。可应用于端铣、车削、自动机床加工、数控机床加工。电磁阀控制的喷雾装置适用于数控机床上攻丝、铰孔。

5.切削液冷却-冷却液法

冷却液体的方法有很多种,如氮气、氩气、二氧化碳等气体可以压缩成液体并放置在钢瓶中。氟利昂气体可以通过机械装置压缩成液体,并在使用过程中释放出来。

通过调节阀,将喷嘴直接注入切削区域,通过气化和吸热对刀具、工件和切屑进行冷却。

该方法具有很好的冷却效果,适用于不锈钢、耐热钢、高强度合金钢等难加工材料的切削,可大大提高刀具的耐久性。

6.切削液冷却——切削液集中供应系统

对于大中型机械加工厂,在可能的情况下,应考虑采用集中循环系统向多台机床供应切削液,但每台机床必须使用相同的切削液。多台研磨机可通过连接的输送系统处理磨屑。集中加工被切削液润湿的细屑和磨料,可以减少人工加工,改善工作条件。集中的切削液供应系统使工厂能够更好地维护切削液。切削液集中在一个大的池中。通过定期抽检,根据检测结果定期补充原液或水,便于控制切削液浓度。还可以减少抽检次数,以便多检查项目,确保切削液在使用过程中的质量。

与许多单独设置的多切削液供给系统相比,降低了切削液的维护成本,成本相对降低。

       集中供给系统的主要优点是能有效地通过离心去除切削液中的浮油和金属颗粒。同时,切削液中一半的细菌被去除(因为细菌很容易在切削液浮油和金属颗粒之间的界面上生长)。

       连续清除这些污垢,定期进行质量检查,以及根据这些检查结果系统地使用添加剂或储备溶液,这些都是使集中系统非常有效地延长切削液使用寿命的重要因素。这也减少了水溶性切削液的废物处理。