合成切割液供给系统的优化设计

切削液供给系统的优化设计

（1）合理使用多种型式、多个数量的喷嘴

传统的切削液供给系统由低压泵、管路系统和喷嘴组成。由泵送出的切削液经喷嘴流出浇注到刀具、工件和切屑上，然后对切屑进行过滤分离后又回到供液箱。为了更有效地发挥切削液的润滑、冷却、冲洗作用，可同时使用多种型式、多个数量的喷嘴。如在车削加工中，安装一个喷嘴时，必须保证供液量充足，才可使切削液从侧面渗入刀尖附近。若安装两个喷嘴，则可使切削液更容易渗入切削区，更好地发挥润滑、冷却作用。在铣削加工中也可设置两个喷嘴，右侧喷嘴的切削液对切削区进行润滑、冷却，左侧喷嘴的切削液则用于冲洗切屑。当刀具宽度较窄时，可选用普通的圆形喷嘴；若刀具较宽时，则选用扇形喷嘴更为有效。

（2）采用外部喷雾冷却润滑系统和细微喷淋技术

外部喷雾冷却润滑方式是将悬浮在空气中的合成切割液雾滴（尺寸仅为纳米级）连续不断地喷注到加工刀具上，对刀具起到冷却和润滑作用。该方法的切削液使用量少于50ml/h，而传统的浇注法供液方式的切削液使用量则超过6000ml/min。细微喷淋技术是通过喷嘴将少量(10～100ml/h)高质量切削液（如植物油、合成油）喷淋于刀具与工件接触处，该方法可有效延长刀具使用寿命。如对主轴结构进行一定改进，还可通过主轴或刀具中的孔道将气雾剂或润滑油直接输送至切削刃，以获得更好的冷却润滑效果。

（3）设计小润滑系统

小润滑技术主要包括气雾外部润滑和气雾内部冷却两种方式：①气雾外部润滑方式：将切削液送入高压喷射系统并与气体混合雾化，然后通过一个多头喷嘴将雾滴尺寸达毫微米级的气雾连续不断地喷射到加工刀具表面，对刀具进行冷却和润滑；②气雾内冷却方式：通过主轴和刀具中的孔道直接将冷却气雾送至切削区域，进行冷却和润滑。根据加工需要，可将两种冷却润滑方式配合使用，以获得冷却润滑效果。小润滑技术的优点是可使切削区域外的刀具、工件和切屑保持干燥，并可避免处理大量切削废液的难题。小润滑技术主要用于在铸铁、钢、铝合金等材料上进行钻孔、铰孔和攻丝加工，以及深孔钻削、铝合金端面铣削等。由于切削液用量很小，因此切削液供给系统结构简单、体积小，易布局，可集成设计于主轴电机中，切削液流量由CNC程序控制。采用小润滑系统的加工单元可在6.5秒时间内钻削10个φ8mm、中心距为20mm的孔，加工1小时仅需一杯润滑液（大部分被蒸发消耗），切屑中的切削液含量很少，回收处理费用大幅度下降。