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切削液使用者的福音,系統統籌維護法助您合理使用切削液!

轉載請标明出自:東德油業    添加人:切削液廠家    添加時間:2017/06/26 15:21:12

在機械加工過程中,應用到水溶性切削液,俗稱冷卻液,其主要作用是對工件進行冷卻、潤滑、清洗和防腐。一般按組成分為乳化液、半合成液和合成液。


  長期以來,切削液應用過程産生的廢液成為影響節能減排、解決環境衛生問題的關鍵。在解決切削液的環境衛生問題方面存在三條路線:

第一 徹底摒棄切削液,采用幹式切削技術,其中包括冷卻風切削、吹氧切割及液氮切割等;

·第二 改造傳統切削液,将其負面影響降低到最小程度,使之成為環境友好的,并能被保護生态環境的法規所接受;

·第三 采用幹式切削技術,主要指微量切削技術。

 有鑒于此,我們對切削液的應用過程進行研究,提出了切削液的統籌維護方法,使切削液在使用過程中不集中排放廢液,向零排放更近一步。


常規切削液維護方案


  一、 切削液的濃度


  從切削液生産商出廠的産品,被稱為原液,進入生産現場後,需用水稀釋到一定比例後才能使用,一般稱這種稀釋的液體為切削液。原液在應用切削液中所占的百分比稱為切削液的濃度,濃度範圍一般在5%~10%,在切削液質量穩定而加工要求不高的情況下,如某些粗加工過程中,有要求3%的,而在加工要求高,特别像拉削加工需要極壓性高、潤滑性高的情況下,濃度可能要求達12%~14%。

  切削液的濃度檢測方法一般是折光法、堿值測定法。

  切削液應在一定濃度下使用。若在不适當的濃度下使用,不僅不能發揮其應有的效果,而且會引起各種各樣的問題:濃度過高不僅引起成本提高,且易發泡、引發皮炎、降低冷卻性能,還可能因雜油的混入形成淤渣,造成切削液混濁和過濾器堵塞等;相反,如果使用濃度太低,首先容易産生的問題是防鏽性能不足而引起鏽蝕、潤滑性能不好而導緻刀具磨損增加、加工質量變壞等,然後是促進微生物滋長、工作液早期腐敗。工作液濃度的變化往往是加工性能和理化性能下降的直接原因。所以,保持規定的濃度是水基切削液管理的重要環節

 二、 常規切削液維護流程


  (1)新液配制

  混配液:如果原液的自身的乳化性能好,隻要把一定量的原液加入到稀釋用水中,充分攪拌均勻即可得到均勻的乳化液,需要注意的是,配制乳化液時,需要将原液加入到稀釋水中,如果反其道而行之,将稀釋水加入到原液之中,在有些特殊情況下(如在較低溫度下),可能生成膠狀物質,之後很難再溶解開來。


  在具體的工業應用中,一般是先将切削液原液通過混配器混配成一個較高濃度的混配液。在沒有混配器的條件下,可以在一個容器中加入一定量的水,再加入原液,需注意加入原液時務必、穩流且緩慢,邊加入邊用工具攪拌,使原液充分地與水混合。切記,不可将水加入原液中,隻能是将原液加入水中。


  微乳液和全合成液的配制,由于其本身是水溶性的,液态的原液本身就含有一定量的水,較易溶解,稀釋過程較簡單,但也要遵循将原液加注到稀釋用水中的原則。


  混配液加注:混配液制備好以後,根據系統要求濃度和容量計算出混配液的加注量,再将混配液加注到液箱中。加注前一定要保證液箱清洗幹淨,有條件的情況下,可以用專用機床清洗劑或低濃度的切削液進行清洗。


  液體調整:加注的混配液濃度較高,不能達到容積要求,這時需要補水。補充的水可直接加入到液箱中的混配液中,以達到液箱容積要求為止。切削液在調整時,要進行系統液體的循環運行,使液體處于流動狀态,以使切削液混合均勻。這個循環過程的時間要根據系統的循環流量确定,一般不少于2h。


  (2)日常加注

  在切削液的使用過程中,濃度會逐漸下降,需要定期進行濃度檢測,檢測方法一般是折光法或滴定法,依據檢測的濃度結果與要求的濃度控制要求對比,計算出需要補加的原液的量,再折合成混配液的量,做出補加計劃進行加注。


  (3)系統清理

  當切削液使用到一定時間以後,液體中的雜質含量會增加,主要是加工過程中産生的細小顆粒、切削液本身的生成物、導軌油和液壓油等的洩漏及水中帶入成分的沉積等。這些雜質或懸浮在液體中,或沉積到箱底、箱壁或在機床的内表面。特别是懸浮在液體中的雜質,能影響到液體的化學指标,影響到切削液的潤滑性、清洗性和防鏽性,沉積的雜質能引起細菌和真菌的孳生。大顆粒的雜質會影響到工件的表面粗糙度。現在的切削液系統,一般都帶有液體淨化裝置,如網式過濾、沉澱、離心分離、磁分離和網布過濾等。但其中的細小顆粒和懸浮雜質不能全部淨化去除,而在液體中積累。所以要定期進行系統的清理,以去除系統的雜質。

  常用切削液系統清理步驟如圖1所示。

(4)換液

  當切削液使用到規定壽命後,冷卻、潤滑、清洗和防腐性能下降,現場應用中可能發生如下情況:切削液的外觀變化,有變黃、變黑的,也有變混濁的,總的說液體失去其本來的光澤。切削液各種控制指标波動大:濃度變動大,pH值下降,細菌和真菌高發,防鏽性下降,若進行攻絲轉矩或四球試驗,試驗結果可能發生突變。加注需求量明顯增加,加注量增大而相應指标不同步變化。加工質量變化,特别是工件表面粗糙度和刀具壽命發生變化。

  這時要及時換液,以防切削液突然惡化,影響正常的加工過程。常用切削液換液步驟如圖2所示。

三、 切削液的消耗


  (1)加工中的切屑帶出

  在加工過程中,切屑的排出依賴于刮屑鍊、濾紙和濾布等,在這個過程中,切削液會被帶出到切屑箱。這部分液體從切屑中瀝出後一般是按廢液處理。對于集中冷卻的大系統,也有設計專用的回用裝置,通過淨化處理後返回到系統中應用。


  (2)加工中的蒸發

  加工過程中的切削液,由于加工熱量、液體流動和加壓泵等原因,溫度升高,使切削液蒸發加快,特别是利用了煙霧收集器後,汽化的切削液會被當作加工煙霧排出。


  (3)加工中的有效成分消耗

  刀具與工件作用時,作用部位産生局部高溫,切削液中的相關成分,如有些極壓添加劑等被消耗,産生切削液濃度的下降。


  (4)到使用壽命後的換液

  切削液壽命到期前要進行切削液的更換,是集中消耗。原用液體全部作為廢液處理,系統排空後完全配加新的切削液。


  (5)切削液原液的消耗量

  以一條年産量為20萬台的發動機缸蓋生産線的統計為例,每年更換一次冷卻液的原液消耗為4?200kg,每年加注的混配液中的原液量為34?440kg。可以看出,主要的切削液原液消耗是日常加工過程消耗,而不是換液消耗。換液過程消耗量隻占總消耗量的11%。


  四、 切削液性能變化


  (1)切削液使用壽命确定

  項目期,依據切削液供應商的經驗推薦确定。正常生産階段,依據液體狀态變化趨勢、生産産量和生産停機時間确定。優化階段,依據曆史經驗、日常檢測分析和加工工件變化狀态等,合理優化切削液的更換周期。


  (2)切削液的性能變化可分為幾個階段

  一般按切削液使用時間順序,将切削液的性能變化分為四個階段:新液階段、正常維護階段、清理後維護階段和換液前維護階段。清理時機,一般在使用壽命一半的時間;換液前維護階段,有時需要适當增加切削液的濃度,如整體提高控制濃度1%或按上限控制等;金屬加工微信傾力打造,值得信賴!在加工條件較差的情況下,如高溫、高濕等環境中,在換液前維護階段還要增加防鏽劑、殺菌劑和pH調整劑等添加劑。


切削液統籌維護方案


  1. 基本原理

  當一個系統的切削液使用到一定的時間(如使用壽命的一半)後,将其做為補加液分加到其他系統,而本系統配制新液。這樣既保證了各系統的添加混配液良好,也使各系統都在一定的時間之内換液。前提條件:一是冷卻液抗菌性和穩定性良好,二是切削液的消耗主要是日常添加混配液,換液消耗原液量占總消耗量的比例小于20%,結果是液體随着使用過程消耗掉,而不産生集中排放的廢液。


  2. 技術研究的特點

  在保證常規切削液性能和有效的過濾技術的基礎之上,進行切削液應用過程的研究。在切削液的應用過程中,切削液主要是被加工過程消耗掉,而沒有被集中排放掉。【金屬加工微信,内容不錯,值得關注!】


  3. 實施過程

  (1)劃分切削液系統統籌維護單元。統籌維護單元劃分原則:切削液型号相同、切削液系統容積相近、加工工件材質相同、設備的位置相對集中。

  (2)實施步驟。以每個統籌維護單元為維護單位。對于每一個切削液系統,使用到一定時間後,進行切削液的更換。原用液不排至污水站,而是進行淨化處理,之後,作為混配液加注到同一維護單元的其它系統中,而本切削液系統配制新的切削液。

  清洗系統用液,可以配制一個低濃度的切削液,如1%~2%切削液。清洗後也經過淨化處理,與原用切削液都作為混配液補加到同一維護單元的其他它系統中。清洗過程使用低濃度切削液是為了增加清洗效果且增加防鏽性、降低泡沫的産生。清洗過程不加入機床清洗劑。

  冷卻液和清洗後的液體的淨化處理,一般可采用如下方法:①沉降法。在容器中放置一定時間,撇除上部漂浮雜質,去除底部顆粒雜質。②離心法:去除密度大的顆粒和密度小的油類。③過濾法。用濾紙或濾袋過濾其大顆粒的雜質。


  4. 實施案例

  某汽車發動機廠的一條缸蓋加工生産線,共有加工中心28台,采用單機切削液供液系統。常規方案如圖3所示:


統籌維護方案如圖4所示:

方案實施過程對比(見表1):表 1

5. 效果

  (1)項目效果評價方式,如表2所示。

 (2)實施效果總結

  ① 切削液技術指标評價:濃度每天檢測,指标變化平穩;pH每天檢測,指标變化平穩;抗菌性每月檢測,沒有細菌和真菌的發生;防鏽性每月檢測,指标平穩,在控制範圍之内;硬度每周檢測,指标有增加趨勢,原因是添加的自來水硬度較高,但不影響切削液性能。若使用RO水,硬度指标會更加平穩。②切削液成本費用評價。按換液費用所占比例計算,切削液的費用節約約為10%。③廢液減排評價。按切削液的換液過程統計,每次換液清理時,會有較髒廢液的排放,如液體表面含有浮油的液、液箱底部沉積物中的液以及進行切削液再生處理時排出的廢油液,這部分廢液約占被處理液的10%~20%,即換液過程排放的廢液減少80%。