关于深孔加工机床的冷却液处理装置的技术研究

李小龙，李斌杰

摘要：随着机械切削加工技术的发展和提高、冷却液的过滤技术也得到了应有的重视和取得了长足的进步,已经由普通、单一的过滤发展到精密多级的过滤系统,并在生产中发挥了很大的作用。目前，数控机床在回收切削液时，通过过滤网对切削液中的铁屑进行过滤，为了防止过滤网堆积过多铁屑影响过滤效果需要即时对过滤网进行清理。本文通过冷却液过滤的研究，设计了一款用于解决目前加工机床的切斜液回收装置的过滤速度较慢，滤网容易堵塞、损坏问题的用于深孔加工机床的冷却液处理装置。

关键词：深度过滤 分离高效 切削液 输送带

引言

在企业加工过程中,解决冷却液质量稳定的方法有很多。对于大型加工企业通常采用集中供液的方法来解决质量问题。但对于中小加工企业来说,集中供液的改造成本高,常用人工方式来保证切削液的质量,这种方法效率低,效果还是很不好。为此研发一种多用途、适应性强、成本低、可移动、适合中小企业使用的冷却液质量稳定设备,是十分有必要的。机械零件的精密切削加工有精磨、 抛光、超级加工、研磨和街磨等工序，在这些工序中都要使用冷却液。

1.机械加工行业的发展历史

新的技术革命是现代化机械加工技术的发展动力动力，国内的机械加工技术在国际化的大背景下正在发生着翻天覆地的改变。随着电子技术，信息和生产制造技术等科技的高速发展，现代化机械加工产业作为我国现代经济的支柱产业之一已经越来越受到国内外的关注。从国内现代化机械加工技术的发展来看，由于近十几年来在高端科技方面的高速发展，其发展势头变化多样，强劲有力。

中国机械行业的特点是利润空间不大，受宏观经济的影响大，对生产的持续性和可控性要求逐步增加，对环保的要求加大，成本增高。需要逐步注重质量控制以及工艺要求增高，内部成本管理要求比重在增高，同时研发的要求在增高，而使用冷却液可以提高加工精度和表面质量，带走加工切屑，进一步提高机床寿命和产量，减少震动和局部发热对加工质量的影响，提高机床对较难加工材料的适应性。

  冷却液在机械加工中起相当大的作用，最基本的要求是提高加工精度、减少刀具砂轮的磨损，同时还必须具有防锈性、防霉性、清洗性，现在又增加了环保性。而切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。

2.冷却液处理装置的介绍

现有技术制作的用于深孔加工机床的冷却液处理装置，如下图一所示，包括机床基座（1），在基座上安装有可排水的安装基台（2），同时在基台的下方安装有集水槽（11），在最低处开设有排液口（12），于集水槽的下方安装有输送带（3），在带上安装有过滤组件（5），包括若干过滤单元，其中含有安装架和若干滤芯，由若干碳纤维丝组成，组成滤芯的碳纤维丝底部集束且固定在安装架上，滤芯顶部呈放射状、且相邻两个滤芯的上部靠拢，位于输送带上端和下端平面区域中相邻两个安装架上的滤芯的上部靠拢。机床基座内于输送带一端的切线方向倾斜安装有拨板（6），下方安装有梳理辊（7）与输送带传动连接，拨板的下方安装有收集框（4），并且输送带的下方安装有蓄水槽。

                              图一

为了减少在过滤时损坏滤网，在辊轴的圆周上设有多组梳齿，每组所述梳齿均沿辊轴的轴线方向螺旋分布。与碳纤维丝接触的梳齿数量较少，使梳理辊能更容易嵌入碳纤维丝内，同时沿轴线方向相邻的梳齿之间间距较小能较为彻底的完成对碳纤维丝的清理。拨板靠近输送带的一端设有拨刃，用于减小拨板端部的厚度，避免拨板端部顶压碳纤维丝造成碳纤维丝弯折变形或断裂。同时拨板的下方开设有与梳理辊相对应的预留槽，使梳理辊能沿水平方向更靠近拨板，可改变梳理辊对碳纤维丝的清理范围。蓄水槽上还安装有过滤网，通过设置过滤网避免被清理的过滤组件仍残留的极少量金属屑意外掉入蓄水槽，确保回收的切削液的具备较高的洁净程度。机床基座一侧开设有安装槽，收集框自安装槽穿设于机床基座内，基座内安有拉环。通过拉环可直接将收集框拉出，便于清理收集。本产品还于基座内收集框上安装滚轴，收集框位于滚轴上。通过滚轴减小摩擦阻力使收集框能更容易拉动。同时将输送带倾斜设置，输送带靠近收集框一端的高度高于另一端的高度，保证了淋到过滤组件的切削液在输送带上不易形成积液。

3.过滤处理装置的流程

为了解决目前加工机床的切斜液回收速率过慢，本产品将组成滤芯（52）的碳纤维丝底部集束且固定在安装架（51）上，将顶部设置呈放射状，且相邻两个滤芯的上部靠拢，位于输送带上端和下端平面区域中相邻两个安装架上的滤芯的上部靠拢，使输送带上方区域中的滤芯的碳纤维丝相互靠拢，从而确保过滤组具备较好的过滤效果，防止切屑液中的金属屑落到输送带上，同时由于过滤组件由碳纤维丝组成，过滤速度较快。拨板（6）靠近输送带的一端设有拨刃，减小拨板端部的厚度，避免拨板端部顶压碳纤维丝造成碳纤维丝弯折变形或断裂。其中，拨板的下方开设有与梳理辊相对应的预留槽，使梳理辊能沿水平方向更靠近拨板，可改变梳理辊对碳纤维丝的清理范围。蓄水槽上安装有过滤网，通过设置过滤网避免被清理的过滤组件仍残留的极少量金属屑意外掉入蓄水槽，确保回收的切削液的具备较高的洁净程度。

在使用时，加工工件时的混合金属屑的切斜液自安装基台流到集水槽上，最终自排液口流出淋到过滤组件上，淋到过滤组件上的切斜液在碳纤维丝的作用下过滤出其中混合的金属屑，在输送带的作用下过滤组件处于移动状态将被滤出的金属屑向收集框输送，再由拨板（6）拨动滤芯（52）的碳纤维丝使部分金属屑脱离，同时被拨动后的部分碳纤维丝与梳理辊（71）接触，通过梳理辊对分离出的碳纤维丝进行梳理剔除碳纤维丝上附着的剩余的金属屑，使滤芯可重复使用。

               图二                               图三

4.新型过滤装置的优点

位于输送带上方的滤芯上部靠拢使构成滤芯的碳纤维丝将输送带的上部平面完全遮挡，自排液口流下的切削液淋到过滤组件上后在碳纤维丝的作用下可快速分离出切削液中金属屑，分离速度快，分离效果较好，不会造成过滤组件堵塞，过滤组件不易损坏；被分离出的金属屑随输送带移动，由拨板可拨动滤芯的碳纤维丝使部分金属屑脱离，同时隔离出部分碳纤维丝由梳理辊对分离出的碳纤维丝进行梳理剔除碳纤维丝上附着的剩余的金属屑。本产品通过设置过滤装置，使得工作人员能够在需要的时候通过简单的操作将收集筒移动至过滤箱外，从而方便了工作人员对过滤出的碎屑等杂质进行收集，进而提高了处理装置的实用性。

结语

随着加工质量要求的不断提高,人们对冷却液在加工中的作用的认识也不断加深。由于精加工后要求获得较好的尺寸精度与表面质量，人们不但从提高加工技术入手，同时也从积极发挥冷却液的功能作用方面努力，因为冷却液在机械加工中确有不可代替的作用。新型的深孔加工机床的冷却液处理装置在提高加工效率、加工精度，减少加工成本和环境污染方面取得了显著的效益。如何减降废冷却液的产生，保持冷却液较长时期内处丁一个非常低的污染程度，减少废品率，延长冷却汉和更换周期，冷液的更换成本，减少废冷却液处理处置成本，成了机械加工行业面临的共同挑战。相信随着人们对过滤技术认识的提高和机械切削加工对冷却液过滤要求的进一步发展，多级过滤技术必将会得到更迅速的普及和发展，在生产上发挥出越来越大的作用。

参考文献

[1]防冻冷却液在发动机上的使用.吕洪镇;金银东.化学工程师,2018(06)

[2]不同冷却介质对发动机性能影响研究[J].杜双飞.科技展望,2017(24)

[3]机械加工中切削液及排泄物的无害化处理研究[J].王晓燕;陈向阳;刘志红;冯均利东莞理工学院学报,2010(03)

[4]机械加工废冷却液减量技术与模式探讨[J].张新奇:左晓萌.机械工业标准化与质量,2014(11)

[5]超滤清洗液位异常情况分析及对策[J].郭伯娇 冶金动力,2023(01)

[6]切削液净化处理方法及其装置[J].叶伟昌,梁萍,叶毅 机械工艺师,2001(01)