切削液供给、净化与回收处理技术新进展

在切削加工过程中，必须合理使用切削液。切削液的使用效果除与正确地选用切削液的品种和牌号有关外，还与它的供给与净化处理方法有关。正确的供给和净化处理不但可提高切削液的使用效果，而且可降低工件加工表面的粗糙度和提高工件加工精度，延长刀具使用寿命。而使用过的废切削液中含有大量矿物油料及表面活性剂（乳化剂），过去由于对它的危害性认识不足，所以都采取直接排放。随着工业的迅速发展，这种含油污水的排放量与日俱增。据不完全统计，中国大陆仅机械工业废切削液的日排放量已达2亿多吨。含油污水造成的环境污染日益严重，大至江河、小至溪流，几乎都受到不同程度的污染，严重地影响了水生动植物的生长、农业灌溉和人们的生活用水。此外，废弃切削液中的表面活性剂由于其作用是使矿物油料高度分散在水中，所以更难清除，而且不少乳化剂有增加致癌物的副作用，其危害性比分散的油污更为严重。因此，未经处理的废切削液不得任意排放。废切削液的回收处理，既符合环保要求，又可节约能源，降低生产成本。

切削液供给方法及其改进如下

目前生产中常用的切削液供给方法有浇注法和内冷却法两种。前者是利用齿轮泵或低压泵（0.1～）通过管道和喷嘴将切削液直接浇注到刀具前刀面与切屑、刀具后刀面与工件接触区的界面上。此法最为简单，但供液效果差，且切削液消耗大。内冷却法多用于油孔钻、深孔钻、喷吸钻、套料刀和单刃镗铰刀等孔加工刀具上，需在刀体内作出供液孔，然后将高压（1～10MPa）、高速的切削液流引入刀体内部，射向切削表面，此法的供液效果好，但需有一套专门的切削液供给系统，使用受到局限。

现在的研究表明，切削液采用近乎干式切削的“汽束”喷雾冷却法最为有效，而且切削液消耗少，加工成本低。众所周知，采用湿式切削时切削液的使用与回收费用在机械加工中占有相当大的比重。据德国一项统计资料表明，在高生产率的工业部门，切削液及其管理费用加在一起，要占加工费用的16%，而刀具费用仅占4%，在与切削液有关的总费用中，有22%是切削液的处理费用，而采用干式切削就节省了这部分的开支。

“汽束”喷雾冷却是以一定压力（0.3～）的空气使切削液雾化，并以很高的速度喷向切削区域，使在该区域高温下呈雾化状的切削液滴很快汽化。由于液体在汽化时会吸收大量热量，因而可使切削区域内的温度大幅度下降，同时切削液还能带走切削区域和空间的热量和粉末，改善作业环境。实践证明，在使用等量切削液情况下，“汽束”喷雾冷却在相同时间内所吸收的热量是浇注法的1000倍。所以，它不但可提高刀具使用寿命，而且可使切削液的消耗大大减少。据德国格林（Guhring）公司试验证实，在一些汽车生产线上采用“汽束”喷雾冷却，每班只需耗用半杯油，并且可使用廉价的工厂派生油。“汽束”喷雾冷却既适用于自动生产线上，也适用于一般的金属切削加工中。一种在普通钻床上利用“汽束”供给切削液的装置由贮液箱（包括工作部和溢流部）、过滤器、集液盘、喷嘴、箱盖、喷吸器、气阀、节气阀、水管及管道等组成。工作时，开动气阀，压缩空气将以Pc=的压力从管路中压出，产生高压气流。高压气流在水管的上部通过时会产生负压，而将切削液从贮液箱中吸出，并击成雾滴状。上述高压气流带着微小液滴的切削液渗透到切削区，在高温下会迅速汽化，吸收大量热量，从而能有效地降低切削温度。而在集液盘中收集的废液经过滤器过滤后可流回贮液箱继续使用。节气阀是用来改变管路中的压力，以便调整切削液的流量。而气阀则可利用电信号（通过直流电压U=24V）操纵。使用表明，该装置结构简单，使用方便。

美国一家汽车制动器厂在自动生产线上使用一种靠重力排屑的“汽束”冷却钻削新方法。它将工件翻过来安装，采取钻头从下往上钻的方法，使切屑靠重力落下，同时利用“汽束”喷雾冷却刀具和工件。据 道，此法比用切削液高压冲洗法好，可使刀具有较长的使用寿命。

据 道，俄罗斯“罗士技术”科研生产公司已经开发出在30多个国家获得专利发明的静电冷却干式切削（风冷的一种）生态净化工艺，并已在美国、德国、日本、和瑞士等工业发达国家中应用。静电冷却干切技术的实质在于向切削区域输送经过放电处理的空气，它可以在许多情况下取代切削液的使用。在进行切削加工时，产生的热电流通过切削区域，并导致工件与刀具的硬度降低。在正确选择装置工作规范情况下，可减小通过刀具的电流（可减至零），而扩大通过工件的电流（扩大一倍）。这样，便可减小刀具硬度的降低，加大工件被切削层硬度的下降，从而可提高刀具的寿命（可提高1.5～4倍）和改善工件加工表面的质量。在切削不锈钢和钛合金等难加工材料时，这一效果尤为显著。