切削液使用者的福音,系統(tǒng)統(tǒng)籌維護(hù)法助您合理使用切削液!
在機(jī)械加工過(guò)程中,應(yīng)用到水溶性切削液,俗稱(chēng)冷卻液,其主要作用是對(duì)工件進(jìn)行冷卻、潤(rùn)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(zhǎng)期以來(lái),切削液應(yīng)用過(guò)程產(chǎn)生的廢液成為影響節(jié)能減排、解決環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題的關(guān)鍵。在解決切削液的環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題方面存在三條路線:
第一 徹底摒棄切削液,采用干式切削技術(shù),其中包括冷卻風(fēng)切削、吹氧切割及液氮切割等;
·第二 改造傳統(tǒng)切削液,將其負(fù)面影響降低到最小程度,使之成為環(huán)境友好的,并能被保護(hù)生態(tài)環(huán)境的法規(guī)所接受;
·第三 采用干式切削技術(shù),主要指微量切削技術(shù)。
有鑒于此,我們對(duì)切削液的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行研究,提出了切削液的統(tǒng)籌維護(hù)方法,使切削液在使用過(guò)程中不集中排放廢液,向零排放更近一步。
常規(guī)切削液維護(hù)方案
一、 切削液的濃度
從切削液生產(chǎn)商出廠的產(chǎn)品,被稱(chēng)為原液,進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)后,需用水稀釋到一定比例后才能使用,一般稱(chēng)這種稀釋的液體為切削液。原液在應(yīng)用切削液中所占的百分比稱(chēng)為切削液的濃度,濃度范圍一般在5%~10%,在切削液質(zhì)量穩(wěn)定而加工要求不高的情況下,如某些粗加工過(guò)程中,有要求3%的,而在加工要求高,特別像拉削加工需要極壓性高、潤(rùn)滑性高的情況下,濃度可能要求達(dá)12%~14%。
切削液的濃度檢測(cè)方法一般是折光法、堿值測(cè)定法。
切削液應(yīng)在一定濃度下使用。若在不適當(dāng)?shù)臐舛认率褂,不僅不能發(fā)揮其應(yīng)有的效果,而且會(huì)引起各種各樣的問(wèn)題:濃度過(guò)高不僅引起成本提高,且易發(fā)泡、引發(fā)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(guò)濾器堵塞等;相反,如果使用濃度太低,首先容易產(chǎn)生的問(wèn)題是防銹性能不足而引起銹蝕、潤(rùn)滑性能不好而導(dǎo)致刀具磨損增加、加工質(zhì)量變壞等,然后是促進(jìn)微生物滋長(zhǎng)、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(guī)定的濃度是水基切削液管理的重要環(huán)節(jié)
二、 常規(guī)切削液維護(hù)流程
。1)新液配制
混配液:如果原液的自身的乳化性能好,只要把一定量的原液加入到稀釋用水中,充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯傻玫骄鶆虻娜榛,需要注意的是,配制乳化液時(shí),需要將原液加入到稀釋水中,如果反其道而行之,將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(zhì),之后很難再溶解開(kāi)來(lái)。
在具體的工業(yè)應(yīng)用中,一般是先將切削液原液通過(guò)混配器混配成一個(gè)較高濃度的混配液。在沒(méi)有混配器的條件下,可以在一個(gè)容器中加入一定量的水,再加入原液,需注意加入原液時(shí)務(wù)必、穩(wěn)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,不可將水加入原液中,只能是將原液加入水中。
微乳液和全合成液的配制,由于其本身是水溶性的,液態(tài)的原液本身就含有一定量的水,較易溶解,稀釋過(guò)程較簡(jiǎn)單,但也要遵循將原液加注到稀釋用水中的原則。
混配液加注:混配液制備好以后,根據(jù)系統(tǒng)要求濃度和容量計(jì)算出混配液的加注量,再將混配液加注到液箱中。加注前一定要保證液箱清洗干凈,有條件的情況下,可以用專(zhuān)用機(jī)床清洗劑或低濃度的切削液進(jìn)行清洗。
液體調(diào)整:加注的混配液濃度較高,不能達(dá)到容積要求,這時(shí)需要補(bǔ)水。補(bǔ)充的水可直接加入到液箱中的混配液中,以達(dá)到液箱容積要求為止。切削液在調(diào)整時(shí),要進(jìn)行系統(tǒng)液體的循環(huán)運(yùn)行,使液體處于流動(dòng)狀態(tài),以使切削液混合均勻。這個(gè)循環(huán)過(guò)程的時(shí)間要根據(jù)系統(tǒng)的循環(huán)流量確定,一般不少于2h。
。2)日常加注
在切削液的使用過(guò)程中,濃度會(huì)逐漸下降,需要定期進(jìn)行濃度檢測(cè),檢測(cè)方法一般是折光法或滴定法,依據(jù)檢測(cè)的濃度結(jié)果與要求的濃度控制要求對(duì)比,計(jì)算出需要補(bǔ)加的原液的量,再折合成混配液的量,做出補(bǔ)加計(jì)劃進(jìn)行加注。
。3)系統(tǒng)清理
當(dāng)切削液使用到一定時(shí)間以后,液體中的雜質(zhì)含量會(huì)增加,主要是加工過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)小顆粒、切削液本身的生成物、導(dǎo)軌油和液壓油等的泄漏及水中帶入成分的沉積等。這些雜質(zhì)或懸浮在液體中,或沉積到箱底、箱壁或在機(jī)床的內(nèi)表面。特別是懸浮在液體中的雜質(zhì),能影響到液體的化學(xué)指標(biāo),影響到切削液的潤(rùn)滑性、清洗性和防銹性,沉積的雜質(zhì)能引起細(xì)菌和真菌的孳生。大顆粒的雜質(zhì)會(huì)影響到工件的表面粗糙度,F(xiàn)在的切削液系統(tǒng),一般都帶有液體凈化裝置,如網(wǎng)式過(guò)濾、沉淀、離心分離、磁分離和網(wǎng)布過(guò)濾等。但其中的細(xì)小顆粒和懸浮雜質(zhì)不能全部?jī)艋コ,而在液體中積累。所以要定期進(jìn)行系統(tǒng)的清理,以去除系統(tǒng)的雜質(zhì)。
常用切削液系統(tǒng)清理步驟如圖1所示。
(4)換液
當(dāng)切削液使用到規(guī)定壽命后,冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防腐性能下降,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中可能發(fā)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(shuō)液體失去其本來(lái)的光澤。切削液各種控制指標(biāo)波動(dòng)大:濃度變動(dòng)大,pH值下降,細(xì)菌和真菌高發(fā),防銹性下降,若進(jìn)行攻絲轉(zhuǎn)矩或四球試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果可能發(fā)生突變。加注需求量明顯增加,加注量增大而相應(yīng)指標(biāo)不同步變化。加工質(zhì)量變化,特別是工件表面粗糙度和刀具壽命發(fā)生變化。
這時(shí)要及時(shí)換液,以防切削液突然惡化,影響正常的加工過(guò)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(guò)程中,切屑的排出依賴(lài)于刮屑鏈、濾紙和濾布等,在這個(gè)過(guò)程中,切削液會(huì)被帶出到切屑箱。這部分液體從切屑中瀝出后一般是按廢液處理。對(duì)于集中冷卻的大系統(tǒng),也有設(shè)計(jì)專(zhuān)用的回用裝置,通過(guò)凈化處理后返回到系統(tǒng)中應(yīng)用。
(2)加工中的蒸發(fā)
加工過(guò)程中的切削液,由于加工熱量、液體流動(dòng)和加壓泵等原因,溫度升高,使切削液蒸發(fā)加快,特別是利用了煙霧收集器后,汽化的切削液會(huì)被當(dāng)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(shí),作用部位產(chǎn)生局部高溫,切削液中的相關(guān)成分,如有些極壓添加劑等被消耗,產(chǎn)生切削液濃度的下降。
(4)到使用壽命后的換液
切削液壽命到期前要進(jìn)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(tǒng)排空后完全配加新的切削液。
。5)切削液原液的消耗量
以一條年產(chǎn)量為20萬(wàn)臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋生產(chǎn)線的統(tǒng)計(jì)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?梢钥闯觯饕那邢饕涸合氖侨粘<庸み^(guò)程消耗,而不是換液消耗。換液過(guò)程消耗量只占總消耗量的11%。
四、 切削液性能變化
。1)切削液使用壽命確定
項(xiàng)目期,依據(jù)切削液供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)推薦確定。正常生產(chǎn)階段,依據(jù)液體狀態(tài)變化趨勢(shì)、生產(chǎn)產(chǎn)量和生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間確定。優(yōu)化階段,依據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)、日常檢測(cè)分析和加工工件變化狀態(tài)等,合理優(yōu)化切削液的更換周期。
。2)切削液的性能變化可分為幾個(gè)階段
一般按切削液使用時(shí)間順序,將切削液的性能變化分為四個(gè)階段:新液階段、正常維護(hù)階段、清理后維護(hù)階段和換液前維護(hù)階段。清理時(shí)機(jī),一般在使用壽命一半的時(shí)間;換液前維護(hù)階段,有時(shí)需要適當(dāng)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(lài)!在加工條件較差的情況下,如高溫、高濕等環(huán)境中,在換液前維護(hù)階段還要增加防銹劑、殺菌劑和pH調(diào)整劑等添加劑。
切削液統(tǒng)籌維護(hù)方案
1. 基本原理
當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的切削液使用到一定的時(shí)間(如使用壽命的一半)后,將其做為補(bǔ)加液分加到其他系統(tǒng),而本系統(tǒng)配制新液。這樣既保證了各系統(tǒng)的添加混配液良好,也使各系統(tǒng)都在一定的時(shí)間之內(nèi)換液。前提條件:一是冷卻液抗菌性和穩(wěn)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(jié)果是液體隨著使用過(guò)程消耗掉,而不產(chǎn)生集中排放的廢液。
2. 技術(shù)研究的特點(diǎn)
在保證常規(guī)切削液性能和有效的過(guò)濾技術(shù)的基礎(chǔ)之上,進(jìn)行切削液應(yīng)用過(guò)程的研究。在切削液的應(yīng)用過(guò)程中,切削液主要是被加工過(guò)程消耗掉,而沒(méi)有被集中排放掉。【金屬加工微信,內(nèi)容不錯(cuò),值得關(guān)注!】
3. 實(shí)施過(guò)程
。1)劃分切削液系統(tǒng)統(tǒng)籌維護(hù)單元。統(tǒng)籌維護(hù)單元?jiǎng)澐衷瓌t:切削液型號(hào)相同、切削液系統(tǒng)容積相近、加工工件材質(zhì)相同、設(shè)備的位置相對(duì)集中。
。2)實(shí)施步驟。以每個(gè)統(tǒng)籌維護(hù)單元為維護(hù)單位。對(duì)于每一個(gè)切削液系統(tǒng),使用到一定時(shí)間后,進(jìn)行切削液的更換。原用液不排至污水站,而是進(jìn)行凈化處理,之后,作為混配液加注到同一維護(hù)單元的其它系統(tǒng)中,而本切削液系統(tǒng)配制新的切削液。
清洗系統(tǒng)用液,可以配制一個(gè)低濃度的切削液,如1%~2%切削液。清洗后也經(jīng)過(guò)凈化處理,與原用切削液都作為混配液補(bǔ)加到同一維護(hù)單元的其他它系統(tǒng)中。清洗過(guò)程使用低濃度切削液是為了增加清洗效果且增加防銹性、降低泡沫的產(chǎn)生。清洗過(guò)程不加入機(jī)床清洗劑。
冷卻液和清洗后的液體的凈化處理,一般可采用如下方法:①沉降法。在容器中放置一定時(shí)間,撇除上部漂浮雜質(zhì),去除底部顆粒雜質(zhì)。②離心法:去除密度大的顆粒和密度小的油類(lèi)。③過(guò)濾法。用濾紙或?yàn)V袋過(guò)濾其大顆粒的雜質(zhì)。
4. 實(shí)施案例
某汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廠的一條缸蓋加工生產(chǎn)線,共有加工中心28臺(tái),采用單機(jī)切削液供液系統(tǒng)。常規(guī)方案如圖3所示:
統(tǒng)籌維護(hù)方案如圖4所示:
方案實(shí)施過(guò)程對(duì)比(見(jiàn)表1):表 1
5. 效果
。1)項(xiàng)目效果評(píng)價(jià)方式,如表2所示。
。2)實(shí)施效果總結(jié)
① 切削液技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià):濃度每天檢測(cè),指標(biāo)變化平穩(wěn);pH每天檢測(cè),指標(biāo)變化平穩(wěn);抗菌性每月檢測(cè),沒(méi)有細(xì)菌和真菌的發(fā)生;防銹性每月檢測(cè),指標(biāo)平穩(wěn),在控制范圍之內(nèi);硬度每周檢測(cè),指標(biāo)有增加趨勢(shì),原因是添加的自來(lái)水硬度較高,但不影響切削液性能。若使用RO水,硬度指標(biāo)會(huì)更加平穩(wěn)。②切削液成本費(fèi)用評(píng)價(jià)。按換液費(fèi)用所占比例計(jì)算,切削液的費(fèi)用節(jié)約約為10%。③廢液減排評(píng)價(jià)。按切削液的換液過(guò)程統(tǒng)計(jì),每次換液清理時(shí),會(huì)有較臟廢液的排放,如液體表面含有浮油的液、液箱底部沉積物中的液以及進(jìn)行切削液再生處理時(shí)排出的廢油液,這部分廢液約占被處理液的10%~20%,即換液過(guò)程排放的廢液減少80%。