精密加工冷卻液過濾技術(shù)

機(jī)槭制造過程中的精密加工有精磨、拋光、超精加

工、研磨、珩磨及精鏜鉸等工序，在這些加工中部要使

用冷卻潤滑液。在使用中注意保持冷卻液的固有特性

是很重要的，這就要依靠過濾了。

一

、過濾精度的測定

冷卻液的過濾精度一般是以過濾后的凈液中殘存

屑渣的粒徑或份量來度量的，測量的方法，前者是將沉

積在凈液槽底的屑渣移置到濾紙上(或用濾紙過濾一

定量的凈液)；烘干后用顯微鏡觀察其屑渣粒徑的大小

來確定的。可取5個(gè)Zui大粒徑的平均值，將它們放

大拍成照片保存。

還有常用的簡易方法，如ppm (每百萬份中占多

少份)與mpl (mg／l)法，即凈液中殘存的固體粒子

重量與液體重量之比或兩者之體積比。

mpl的測量方法是取1升過濾后的凈液經(jīng)濾紙

過濾，屑粒留在紙上，烘干后稱出其重量(mg)，如屑

粒重為50mg， 則mpl一50，也可用百分?jǐn)?shù)表示。

ppm 的測量方法是將過濾后的凈液伊j入較長的

直道玻璃管內(nèi)，靜置沉淀，然后量出屑渣沉積的高度與

液面的高度，求出兩者之比值。如屑渣高度為0．5cm，

液面度度為50cm，則0．5／50—1 (按體積)。即將液

中的屑渣含量為1000ppm 。

二、常用過濾方法

1．精密加工冷卻液的特點(diǎn)

(1)研磨、珩磨、拋光和超精加工的切屑為極微細(xì)

的顆粒，通常懸浮在冷卻液中。若工件為鑄鐵材料，切

屑中合有石墨而使冷卻液呈現(xiàn)墨黑色液體，采用一般

的過濾療怯很準(zhǔn)過濾干凈和澄清。

(2)鑄件加工冷卻液屑粒較微細(xì)而均勻，且含有

石墨，如有機(jī)油混入其中，易產(chǎn)生漂浮物或形成石墨鐵

粉泥漿，景易堵塞過濾器。

(3)黑色金屬加工冷卻液 其中的屑粒較微細(xì)，也

可能是大的條狀，

(4)有色金屬加工，屑粒一般是大的條狀，也夾雜

著較細(xì)的粉末。

一

2．常用的過濾方法

過濾器的選擇。通常是根據(jù)在冷卻潤滑液中所要

求屑渣微粒的大小和荏單位時(shí)間內(nèi)所要求過濾凈化的

量來決定的。下面介紹常用的幾種過濾方法的特點(diǎn)。

(1)沉淀法可以采用沉淀箱或沉淀池，要求有較

大的面積和較長的沉淀時(shí)間，所以容器一般呈長方形，

中間分成數(shù)個(gè)沉淀池。容器不宜過深，否則屑粒很準(zhǔn)沉

入池底。冷卻液回水管要放置在容器的一頭并伸至液

面中部，而抽水泵要放置在另一頭的凈液倉。沉淀過濾

是Zui簡易和Zui粗的過濾方法， 適用于大多數(shù)粗加工。

(2)磁性分離是用數(shù)片高能圓形磁鐵或磁

滾對準(zhǔn)冷卻液回流狹窄區(qū)域不停地旋轉(zhuǎn)，捕捉流體中

的鐵磁性粒子，也能帶走一些非磁性粒子，如砂粒等，

形成屑渣泥漿從刮板上流出。可分離的顆粒大小為8o

～ 100／微米，宜用于機(jī)械加工中含有鐵磁性屑渣的冷卻

液過濾。

(3)漩渦分離 是一種帶有渦流形成面及圓錐外

形導(dǎo)向頭的過濾器，用過的冷卻液通過泵壓從過濾器

頭部切線方向泵入， 由壓力產(chǎn)生渦流的離心力將污物

粒子與液體分開，并使屑粒沿著圓錐管壁沉入底部，干

凈的液體從管的中部上溢至凈液箱，大約有1～3%的

液體伴著屑粒沿管底小孔流出， 因此過濾裝置要合理

布置才能收到較好的效果。這樣可以使過

濾后的渣液經(jīng)過沉淀后仍可回收一部分液體，同時(shí)，污

液與凈液箱隔開而不致兩者混淆。

這種過濾器的過濾精度為20-40微米，適用于一般

精加工，但不宜過濾長條形屑?；虮戎剌^輕的諸如鑄

鐵中的石墨、鋁屑和磨削加工中所產(chǎn)生的絨毛狀屑

渣，影響其過濾效果和堵塞排渣小孔。

 (4)離心分離   工作過的冷卻液回流至高速旋轉(zhuǎn)

的轉(zhuǎn)筒中，由于離心力的作用迫使液體中的重粒子附

在筒的外壁上，干凈的液體從簡心上方溢出，過濾精度

在1o～20微米，問題是需每班清理筒壁屑渣，但國外也

有自動(dòng)排渣機(jī)。系統(tǒng)的容量較小，過濾能力為2o～

90l／min，適用于精密加工冷卻液的小流量過濾。

(5)鏈板輸送沉淀槽冷卻液工作后回流至沉淀

箱，箱內(nèi)加上一些隔板分成數(shù)個(gè)沉淀槽，但各個(gè)沉淀槽

底是相通的。鏈條帶動(dòng)鏈板通過槽底并刮掉底面上的

沉渣送到容屑箱，較好地解決了沉淀箱的清理問題，適

用于一般磨削或機(jī)械加工。

(6)濾芯濾袋式可以制成各種尺寸、形式，以滿

足冷卻液過濾的需要，其去屑方法有反吹式或更換濾

芯濾袋式。容器較大，生產(chǎn)線上使用不多。

，

三、過濾技術(shù)的Zui新發(fā)展

由于加工技術(shù)在不斷進(jìn)步，人們對精密加工冷卻

液的過濾作用的認(rèn)識(shí)也不斷加深。切削冷卻液的過濾

不僅要清除其中的屑渣，使流體殘存的屑粒達(dá)到預(yù)定

的工藝要求。茄且還應(yīng)能排除液面浮油或漂浮物，散掉

冷卻液從加工區(qū)吸入的熱量，保持冷卻液的干凈、清澈

和室溫，因此冷卻液的過濾技術(shù)也有了景新發(fā)展。例如

現(xiàn)在國外已大量使用的紙帶過濾機(jī)。國內(nèi)也有*

造廠家。

1．重力式紙帶過濾機(jī)

它的特點(diǎn)是利用紙作為過濾介質(zhì)，紙是用無機(jī)纖

維制成的，也稱無紡布或不織布，利用它的毛細(xì)孔進(jìn)行

冷卻液的過濾。它的特點(diǎn)是適用性廣，不受過濾物質(zhì)的

限制，可以根據(jù)不同過濾精度的要求而選用不同密度

的過濾紙，容易達(dá)到較高的過濾精度。

冷卻液從工作系

統(tǒng)回流至過濾機(jī)上的漏網(wǎng)托盤，流至過濾紙上，過濾紙

座落在鋼絲網(wǎng)上，鋼絲網(wǎng)由鏈輪鏈條根據(jù)發(fā)令器的訊

號(hào)而移動(dòng)．冷卻液在重力的作用下滲透過濾紙漏入下

面的凈液箱，而把屑渣或漂浮物留在紙上，同時(shí)紙也吸

去一部分浮油。當(dāng)過濾紙的毛細(xì)孔被屑渣或油污漂

浮物堵塞，過濾能力下降，過濾紙上的液面升高，抬起

浮予接通發(fā)令器訊號(hào)，便啟動(dòng)鏈輪電機(jī)，帶動(dòng)過濾紙移

動(dòng)一段距離，約200 300mm。新的過濾紙參加了工

作，冷卻液面很快下降，浮子復(fù)位，過濾紙移動(dòng)停止，

附有屑渣的過濾紙掉入屑箱。

這種過濾機(jī)對冷卻液具有較好的散熱、排屑和吸

油作用，適用于各種精密加工的中小流量的冷卻液過

濾。其流量規(guī)格有25、5o、75、100、150、200l／min，

其過濾精度取決于過濾紙密度。在選擇過濾紙時(shí)，除了

要根據(jù)過濾機(jī)的寬度而選擇無紡布的規(guī)格外，還要根

據(jù)工藝需要的過濾精度選擇無紡布的密度(g／m。)。

2．負(fù)壓式紙帶過濾機(jī)

負(fù)壓式紙帶過濾的工作原理是將要過

濾的冷卻液通過污液入口注入過濾箱，過濾箱底部鋪

著過濾介質(zhì)一無紡布過濾紙。它由不銹鋼柵板支襯，由

鏈條帶動(dòng)的輸送刮板擱在過濾紙上，可壓著過濾紙一

起移動(dòng)。冷卻液進(jìn)入過濾箱后，首先在重力的作用下經(jīng)

過濾紙漏入柵板底下的負(fù)壓室，把懸浮固體截留在紙

上。紙上屑渣堆積到一定厚度，形成濾餅，更有助于過

濾精度的提高，因?yàn)闉V餅也起到了過濾作用。啟動(dòng)抽水

泵后，把負(fù)壓室里的凈液抽出的大部分送工作地點(diǎn)，小

部分輸入貯液箱。當(dāng)負(fù)壓室的凈液被抽出，液面下降，

便開始產(chǎn)生負(fù)壓，提高了過濾能力與效率。待濾餅增加

到一定厚度，此時(shí)過懣速度下降，即使在負(fù)壓作用下，

過濾下來的液體漸漸少于抽出的液體。于是負(fù)壓室液

面逐漸下降，負(fù)壓逐漸升高，待增加到一定值時(shí)壓力傳

感器發(fā)出訊號(hào)，貯液箱下面閥門打開，由貯液箱放液進(jìn)

入負(fù)壓室。當(dāng)注滿負(fù)壓室時(shí)，輸送刮板傳動(dòng)裝置啟動(dòng)，

帶動(dòng)過濾紙移動(dòng)一段距離(約200"~400mrn)。新進(jìn)入

的過濾紙進(jìn)行過濾，過濾速度增大，貯液箱的閥¨

關(guān)關(guān)閉，進(jìn)入正常過濾狀態(tài)，繼續(xù)進(jìn)入下個(gè)過濾借環(huán)。

本過濾機(jī)不需真空泵能自然形成負(fù)壓．比重力式

過濾機(jī)提高了過濾能力和過濾精度．是當(dāng)今一種較為

先進(jìn)的過濾方法。

3．多級(jí)過濾系統(tǒng)

為了提高冷卻液的過濾效率和過濾精度，往往一次過濾很難達(dá)到兩者兼顧的目的．常在冷卻液過慮系

統(tǒng)中組合使用粗過濾器與精過濾

器。即首先使用粗過濾器去除冷卻液中大量輯渣，然后用精過濾器達(dá)

到需要的過濾精度，甚至還使用一

些輔助設(shè)施去除冷卻液中的漂浮物

或浮油。

多級(jí)過濾系統(tǒng)就是利用兩種或

三種過濾器串聯(lián)起來實(shí)行粗精過

濾，例如，漩渦分離一紙帶過濾、鏈

條鏈板一沉淀槽一紙帶過濾或磁力

分離一紙帶過濾一沉淀箱等型式

現(xiàn)在的精密加工設(shè)備

已大量應(yīng)用這種過濾裝置。