數控機床冷卻金屬切削液的6種方法

數控機床加工中，當使用以潤滑為主的切削液（如切削油）時，應將其輸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卻液（如水基切削液），則應使切削液靠近刀具的切削刃。在這種情況下，切削液通常通過加壓的方法進入切削區域，以消除刀具、工件和切屑的摩擦和變形產生的熱量。

連續使用切削液優于間歇使用切削液。

斷斷續續地使用切削液會導致熱循環，從而導致硬脆刀具材料（如硬質合金刀具）開裂和剝落。斷斷續續地使用切削液不僅縮短了刀具壽命，而且使工件表面粗糙不平。

正確使用切削液的另一個好處是有效去除切屑，這也有助于延長刀具壽命。

適當放置切削液噴嘴，可防止銑刀、鉆頭排屑槽被切屑堵塞或切屑。

對于一些大型工件的加工，或大進給的強力切割和磨削，采用兩排或兩排以上的冷卻液噴嘴進行充分冷卻，有利于提高加工效率，保證加工質量。

1.切削液冷卻-手動加油

固體或糊狀潤滑劑可用毛筆或刷子（主要是攻絲螺紋、模套螺紋）涂抹或滴到工具或工件上。最近，還開發了一種便攜式液體分配器。潤滑劑通過加壓霧化并噴到工具和工件上。在沒有冷卻系統的機器上，如果孔或分接頭的數量不大，手動加油是一種有效的方法。當在同一臺機器上執行兩個不同的過程時，手動加油可與機器上的溢流冷卻系統一起使用。

2.切削液冷卻-溢流法

使用切削液最常用的方法是溢流法。切削液通過低壓泵進入管道，通過安裝在切削區域附近的閥門流出噴嘴。切削液流經切削區域后，流向機床的不同部位，然后被收集在集油盤中，然后切削液從集油盤流回切削液罐中循環使用。因此，切削液罐應具有足夠的容積，以允許切削液冷卻，并允許細碎屑和磨粒沉降。

根據加工類型的不同，切削液罐的容積約為20-200L，其他單獨加工的容積較大。如鉆深孔、強磨等，切削液罐可達到500-1000L以上。集油盤內應設粗濾器，防止大的巖屑進入切削液罐，泵吸入口設細濾器。對于磨削、精加工和深孔鉆、深孔鏜孔等機床，由于被加工工件表面質量高，需要去除較細的磨屑、砂輪顆粒和切削顆粒。如槍鉆深孔加工，需要用10um濾紙進行過濾。使用過濾設備可以避免切削液中的過多污染或過多金屬顆粒，有助于保持切削液的清潔，延長切削液的使用壽命。現代自動機床一般都配有切削液過濾、分離和凈化裝置。

溢流法使切削液不斷地流到切削區域，沖走切屑。切削液的流量需要更大，以便刀具和工件被切削液淹沒。除了向切削區域提供適當的切削液外，還必須有足夠的切削液，以防止溫度異常升高。在深孔鉆井中，如果切削液罐太小，切削液的溫度會迅速升高。當油溫超過60℃時，切削無法繼續，因此深孔鉆機一般都配備大型冷卻油箱。

切削液的分布直接影響切削液的效率。噴嘴的位置應確保切削液不會因離心力而從刀具或工件上脫落。最好使用兩個或多個噴嘴，一個用于將切削液輸送到切削區域，另一個用于幫助冷卻和沖洗切屑。車削和鏜孔要求切削液直接送到切削區域，使切削液覆蓋刀具的切削刃和工件起到良好的冷卻作用。

實踐證明，切削液噴嘴內徑至少為車刀寬度的四分之三。對于重型車削和鏜孔，需要另一個噴嘴沿刀具底部供應切削液。由下噴嘴供應的切削液可以在刀具和工件之間順暢地傳輸，而不會產生切削障礙，這有助于在低速時潤滑。

水平鉆孔和鉸孔時，最好通過空心刀具的內孔將切削液送至切削區域，以保證切削刃有足夠的切削液，并將切屑沖出孔外。因為鉆頭的螺旋槽（排屑）必須從切削區域排出切削液，即使是立式鉆頭，進入切削區域的切削液也很少，只有空心鉆頭才能解決這個問題。

3.切削液冷卻-高壓

對于某些加工，如深孔鉆、套管鉆等，通常采用高壓（壓力0.69-13.79MPa）切削液系統供油。深孔鉆削使用單刃鉆頭，類似于鉆孔，只是鉆頭內有切削液的路徑。套筒鉆削是在工件上鉆一個圓柱形孔，但留下一個實心圓柱體的一種方法。當刀具進入工件時，鉆好的實心圓柱體通過空心圓柱形刀盤，并使用壓力泵將切削液輸送到刀具周圍，迫使切屑從刀具中心流出。套筒鉆削用切削液必須具有良好的極壓性和抗燒結性，粘度必須很低，才能在刀具周圍自由流動。它還應具有良好的油性，以減少刀具和工件之間以及刀具和切屑之間的摩擦系數。

深孔鉆削的主要問題是如何在切削區保持足夠的切削液流量。一種方法是使用切屑槽作為切削液的路徑。切削液壓力為0.35～0.69mpa，通過旋轉密封套流入鉆頭，直接進入切削區。從孔中流出的切削液有助于去除切屑。在深孔鉆削中，采用油孔鉆削比溢流鉆削有了很大的改進，鉆頭的使用壽命和生產率都有了很大的提高。高壓法便于切削液到達切削區域，有時也用于其它機床。研磨使高壓噴嘴便于清潔砂輪。

4.切削液冷卻-噴涂

切削液可以氣載油霧的形式噴在刀具和工件上。切削液通過一個小噴嘴，用壓力為0.069-0.552兆帕的壓縮空氣將切削液分散成小液滴，噴入切削區域。

在這種情況下，水基切削液優于油基切削液，因為油基切削液中的油霧污染環境，對健康有害，并且容易形成較大的油滴。噴射法最適用于高切削速度和低切削面積的加工（如端銑）。采用冷卻性能好的切削液，小液滴與熱刀具、工件或切屑接觸，可迅速蒸發散熱。噴霧冷卻不需要防濺板、油底殼和回油管。它只用一個小球，而且工件是干燥的，即使有一點油，也很容易干燥。

噴涂具有以下優點

1） 刀具壽命比干切削長；

2） 當無溢流系統或溢流系統不合適時，可采用溢流系統提供冷卻效果；

3） 切削液可以到達其他方法無法到達的地方；

4） 切削液在工件與刀具之間的流速高于溢流法。冷卻效率按相同體積切削液計算，比溢流法高出數倍；

5） 在一定條件下可以降低成本；

6） 你可以看到工件被切割。

噴霧的缺點是冷卻能力有限和需要通風。

三種噴涂裝置

1） 吸引人的類型：

原理與家用噴霧器相同，主要采用細腰管原理。壓縮空氣將切削液從槽中抽出，并在氣流中混合和霧化。它有一個壓縮空氣管和一個虹吸切削液管，并連接到混合接頭。適用于噴涂低粘度切削油和乳化液。

2） 氣壓式（加壓方式）：

其原理是將切削液裝入密封的液缸內，用0.2-0.4MPa壓縮空氣加壓。當電磁閥打開時，切削液被壓出并與壓縮氣流混合，通過混合閥霧化。本裝置適用于噴涂水基合成液體和乳液，但水溶液和乳液不得含有脂肪油或懸浮固體。霧化混合比可通過混合閥和調壓閥調節。

3） 噴霧類型：

其原理是用齒輪泵對切削液加壓，通過混合閥將切削液直接噴入壓縮氣流中霧化。該裝置適用于透明冷卻水和低粘度切削油的霧化。可應用于端銑、車削、自動機床加工、數控機床加工。電磁閥控制的噴霧裝置適用于數控機床上攻絲、鉸孔。

5.切削液冷卻-冷卻液法

冷卻液體的方法有很多種，如氮氣、氬氣、二氧化碳等氣體可以壓縮成液體并放置在鋼瓶中。氟利昂氣體可以通過機械裝置壓縮成液體，并在使用過程中釋放出來。

通過調節閥，將噴嘴直接注入切削區域，通過氣化和吸熱對刀具、工件和切屑進行冷卻。

該方法具有很好的冷卻效果，適用于不銹鋼、耐熱鋼、高強度合金鋼等難加工材料的切削，可大大提高刀具的耐久性。

6.切削液冷卻——切削液集中供應系統

對于大中型機械加工廠，在可能的情況下，應考慮采用集中循環系統向多臺機床供應切削液，但每臺機床必須使用相同的切削液。多臺研磨機可通過連接的輸送系統處理磨屑。集中加工被切削液潤濕的細屑和磨料，可以減少人工加工，改善工作條件。集中的切削液供應系統使工廠能夠更好地維護切削液。切削液集中在一個大的池中。通過定期抽檢，根據檢測結果定期補充原液或水，便于控制切削液濃度。還可以減少抽檢次數，以便多檢查項目，確保切削液在使用過程中的質量。

與許多單獨設置的多切削液供給系統相比，降低了切削液的維護成本，成本相對降低。

       集中供給系統的主要優點是能有效地通過離心去除切削液中的浮油和金屬顆粒。同時，切削液中一半的細菌被去除（因為細菌很容易在切削液浮油和金屬顆粒之間的界面上生長）。

       連續清除這些污垢，定期進行質量檢查，以及根據這些檢查結果系統地使用添加劑或儲備溶液，這些都是使集中系統非常有效地延長切削液使用壽命的重要因素。這也減少了水溶性切削液的廢物處理。