磨削加工是軸承機械加工（gōng）的Z後工序，對軸承成品的精度、性能和使用壽（shòu）命有直（zhí）接影響，而加工過程（chéng）中冷卻（què）液對於（yú）防止工件燒傷、改善工件表（biǎo）麵精（jīng）度和粗糙度、提高工件及機床的（de）防鏽能力、延長刀具和機床的使用壽命有著非常重要的作用。因此合理使用和維護磨削液（yè）在軸承加工（gōng）過程中至關（guān）重要。

　　1. 切削液的作用

　　在（zài）軸承加工過程中采用濕式（shì）加工，可以大大提高刀具切削能力和使用壽（shòu）命，提高產品精度，降低廢品率（lǜ）。濕式（shì）加工采用切削液的主要（yào）優點（diǎn）是

　　1） 潤滑作用：切削液可以潤滑刀具，提高（gāo）刀具的切削能力；
　　2） 冷卻作用：一（yī）定流量的切削液（yè），可以將切削熱帶走，從（cóng）而（ér）降低了刀（dāo）具的溫度；
　　3） 衝屑作用：切屑液可以將（jiāng）切屑衝刷掉，掉入排屑溝排走（zǒu），同時溝槽內排屑也可（kě）以用（yòng）切削液來（lái）實現水力排屑；
　　4） 提高工件表麵粗糙度：切削液將加工麵的鐵屑衝走，鐵屑不致劃（huá）傷加工麵，從而提高了粗糙度；
　　5） 減少鏽蝕：選用（yòng）合適的（de）切（qiē）削液，可以防止工件、機床導軌的鏽蝕；

　　2. 切削液的（de）合理使用

　　切削液按成份大致（zhì）可以分為油基切削液（yè）和水基切削液兩大類（lèi）。油（yóu）基（jī）切削液如軸承（chéng）廠的（de）超精加工（gōng）使用的以煤油為主（zhǔ）添加少（shǎo）量機械油的切削液。油基切削液通過加工部位後一般隻含有磨粒、切屑等固體雜質（zhì），實用中隻需要分離掉（diào）固體雜質就能獲得清（qīng）潔的切削液，因此其處理相對比較簡單。另一類是水（shuǐ）基切削液，以乳化液為代表，在乳（rǔ）化液中細微（wēi）的油滴（dī）高度分（fèn）散地分布在水（shuǐ）中，乳化液中還含有各種表麵活性（xìng）劑及防鏽劑等添加劑（jì）。乳化液通過加工部（bù）位（wèi）後除含有磨粒、切屑等固體雜質外，還容易滋生（shēng）微生物。微生物包括細菌、黴菌、真菌等，這些都是影響乳化液品質的主要因素，正常的乳（rǔ）化液含菌量不超過1000個/mg，當含菌量達到 10000～100000個/mg時，乳（rǔ）化液就會變（biàn）黑（hēi）發臭，冷卻潤滑效果迅速下降，發出令人不愉快的氣味，腐蝕設備，甚至菌體會將過濾器堵塞，這（zhè）時必須更換全部（bù）乳化液並徹底清洗循環係統。

　　3. 細菌在切削液中滋生的機理

　　乳化液中的（de）細菌可以分為親氧菌和（hé）厭氧菌（jun1）兩類。其中厭氧菌是造成乳化（huà）液黑臭（chòu）的罪魁禍首。乳化液中總是含有一定量的不溶氧，因此總有親氧菌在這種環境下（xià）繁殖生長，同時消耗掉（diào）乳化液中的不溶氧，造成水（shuǐ）體缺（quē）氧，這時厭氧菌就會趁機繁衍增生，厭氧（yǎng）菌以乳化液（yè）中的有機成分和鹽類為營養，同（tóng）時分解出（chū）氨、硫化氫等難聞刺鼻的氣體，厭氧菌分解出的有機酸使乳化液的PH值下（xià）降並與鐵（tiě）反應，使乳（rǔ）化液呈（chéng）現出灰黑色，這一過程在（zài）一定溫（wēn）度和（hé）一定雜質量的“死水”環境中進行的相當（dāng）快，乳化液處理係統的目的就是要設法延緩這一過程。

　　4. 切削（xuē）液的使用（yòng）和維護

　　4.1配置（zhì）（稀釋） 切削液的（de）配置就是按一定比例加（jiā）水稀釋。水基切削液（yè）特別是乳化液在稀（xī）釋時注意以下幾點：

　　1)水（shuǐ）質一般情（qíng）況下不宜使用超過推薦硬度的水，因為高硬度（dù）的水中所含有的鈣、鎂離子（zǐ）會使陰離子表（biǎo）麵活性劑失效，乳液分解，出現不溶於水（shuǐ）的金屬皂。即使乳化液是用非離子表麵活（huó）性劑製成，大量的金屬離子也可以使膠束（shù）聚集，從（cóng）而影響乳化液的（de）穩定。太軟的水也不宜使用，用太軟的水配（pèi）置的乳化液在使（shǐ）用（yòng）過程中易產生大量泡沫。

　　2)稀（xī）釋切削液的稀釋關係到乳化液的穩定。切（qiē）削液使用前，要先確定稀釋的比例和所需乳化液（yè）的體積，然後算（suàn）出所使（shǐ）用切（qiē）削液原液量和水量。在稀釋時（shí），要選取潔（jié）淨的容器，將所需的全部水（shuǐ）倒（dǎo）入容器內，然（rán）後在低速攪拌下加入原液（yè），配置時，原液（yè）的加入速度以不出現未乳化原液為準。注意原液和水的加入程序不能顛（diān）倒。

　　4.2維護

　　延長乳化液的使用壽命除了選擇合適的冷卻液的質量和合理使用外，切削液的維護（hù）也是非常重要的因素。切削液的維護工作主要包括以下幾項：

　　⑴ 確保液體循環線路的暢（chàng）通及時排除循環線路的金屬屑、金（jīn）屬粉末、黴（méi）菌粘液、切削液本身的分解物、砂輪灰等，以免造成堵塞（sāi）。
　　⑵ 抑菌 切削液（特別是乳化液）抑菌生長至關重要，在切（qiē）削液的使用過程中，要定期檢查細菌含量，及時采取相應措施（shī）。
　　⑶ 淨化（huà） 要及時除掉切削液中的金屬粉末等切屑及飄浮（fú）油，消除（chú）細（xì）菌滋生環境。
　　⑷ 定時檢查（chá）切削液PH值，有較大（dà）變化，及時采取相應措施。
　　⑸ 及時補加切（qiē）削液，由（yóu）於（yú）切（qiē）削液在循環使用過程中因（yīn）飛濺、霧化、蒸發以及加工材料和切（qiē）屑的攜帶，會不斷消耗，因此要及時補加（jiā）新液，以滿足係（xì）統的循（xún）環（huán）液總量不變。

　　5. 切削液的淨化

　　切削液的過濾淨化即將切削液中一定比例（lì）、相對較大的固（gù）體顆粒，從切削液中去除的過程。經過過濾淨（jìng）化後（hòu）的切削液能夠再用於機械加工中達到（dào）循環使用（yòng）的目的。對切削液過（guò）濾淨化（huà）的優點主（zhǔ）要表現在以下幾個方（fāng）麵：

　　1） 延長切削液的更換周期：根據我廠的實踐證明，經過濾淨化後的切削液的更換周期可以大大（dà）加長（zhǎng）。
　　2） 提高刀具及砂輪的使用壽命（mìng）：近幾年的研究表明（míng），如將切削液中的雜（zá）質（如碎屑、砂輪粉末（mò）等）從40μm降低到10μm以下，刀具（或砂輪）壽命可（kě）延長1-3倍。
　　3） 提高工件表麵粗糙度，降低廢品率。
　　4） 延長管路及泵組使用壽命，切削液中（zhōng）的（de）固體顆粒等切屑（xiè）會加速管路及泵等部件（jiàn）的磨損。

　　6. 切削液的過濾淨化型式

　　對切削液的過濾（lǜ）淨化大致可（kě）以分為過濾和（hé）分（fèn）離兩大類，但在實際生產中常（cháng）將他們（men）結合使用。

　　6.1 分離裝置：

　　1） 沉澱箱：如圖1，在沉澱箱內（nèi）設有隔除懸浮汙物（wù）和（hé）浮油的分離擋板和隔板，切屑和固體（tǐ）汙物（wù）則沉澱於箱底（dǐ）。經沉澱和（hé）隔離浮懸（xuán）物和浮油（yóu）的淨（jìng）化液，流過隔板上方流入沉澱（diàn）箱（xiāng）的淨液存儲部分。這種裝置適用於淨化（huà）各種切削液的切（qiē）屑（xiè）和磨屑，特別適應切屑大和比重大（dà）的切（qiē）屑（xiè）分離。圖2是（shì）另一種沉澱箱，它帶有（yǒu）刮板鏈，可將（jiāng）沉澱於（yú）箱底的細切屑和固（gù）體汙物刮出箱（xiāng）外，落入汙（wū）物（wù）箱。它適合於水基切削液的集中冷卻係統，特別適合於淨化磨削鑄鐵（tiě）時的磨削液，沉澱箱對切屑細（xì）末、細粒子和高粘（zhān）度（dù）的切削油的分離效果不好。

圖1 沉澱箱

 

圖（tú）2 刮板式沉澱箱
 

　　2）磁性分離器：磁性分離（lí）器早已應用於磨削加工過程淨化磨削液，它利（lì）用磁性吸附原理（lǐ），依靠連續轉（zhuǎn）動的磁鼓清除鐵屑和其他（tā）導磁金屬末。分（fèn）離過程：當髒的磨削液流過緩慢旋轉的磁鼓吸附區域時，在磁場（chǎng）作用下磁性（xìng）的固體粒子被磁化，吸附到磁鼓表麵，並被帶出磨削液流動區，經橡膠壓輥擠壓脫水（shuǐ），然後依靠貼著磁鼓（gǔ）的刮板把磁鼓上的磨屑刮下。這種磁性分離器在分離出（chū）磁性的固體顆粒的同時，也能清除部分其他非磁性雜質。見圖3。它適用於乳化液、水基合成液（yè）和低粘度切削油的淨化。

 

　　3）離心分離器：離心式分離器是依（yī）據冷卻（què）潤滑液和切屑的比重差，通過分離器的高速（sù）回轉（zhuǎn）產生離心力來分離切屑的。同樣依據不同液體的比重差來（lái）分離油（yóu）和水。其淨化過程是（shì）帶細（xì）末粒子的冷卻潤滑（huá）液由汙液管進入轉子內（nèi）部，並隨轉（zhuǎn）子一起（qǐ）高速旋轉，靠旋轉而產生的離心力，促使細末粒子拋向壁周，淨（jìng）液由頂（dǐng）部溢（yì）出。當分離器轉子內部切屑積聚過多（duō）時，要停止過濾，清理轉子。見圖4。分離器的（de）性能是由其回轉數、回轉半徑所決定。手動卸料和半自動卸料離心分離器可用於乳化（huà）液、合成（chéng）液及低粘度（dù）切削油的淨化。離心式分離器分離精度高，但高速回轉易發生氣泡（pào），故不適合大容量分（fèn）離。

  

　　４）渦旋分離器：它能分離出切屑（xiè）細末（mò）和（hé）細粒子，但不能分離出輕的汙物和浮油。渦旋分離器原理如（rú）圖5。其淨化過程是：帶細末粒子的冷卻潤滑液沿著圓柱段內壁切向（xiàng）壓入，並（bìng）在圓柱段充分旋（xuán）轉，順著內壁盤旋而下進入（rù）圓錐段分離（lí）區，在分離區其盤旋強度（dù）愈往下愈快（kuài），靠盤旋而產生的離心力，促使細末粒子拋向壁周，而後細末（mò）粒（lì）子順著內壁下落（luò），由（yóu）底流（liú）口流出。作用（yòng）於細末粒子的離心力往往大於（yú）細末粒子身重量的幾倍至幾十倍（bèi），所以細末粒子很易拋出。圓錐體中心由於盤旋而形成一個空氣柱，並在（zài）此（cǐ）相（xiàng）鄰處出現低壓（yā）區，促使淨化（huà）過的切削液上升，由頂端的溢流口流出。這種分離器一般（bān）供給壓力（lì）為（wéi）0.25~0.4Mpa，出口壓力為 0.04~0.06Mpa。用來（lái）分離含切（qiē）屑量大或含大切屑的切液時，為了防止圓錐體底流口被堵塞，必須預先把（bǎ）切（qiē）削液作重力沉澱或磁性分離處（chù）理後才能進行（háng）。這種分（fèn）離器適用於高速磨削、強力磨削、一般精磨加工中（zhōng）淨化合成液、乳化（huà）液和低（dī）粘度油基切削液（yè）。

  

　　各種沉澱箱和分離（lí）器在選擇時可以合並使用以提高淨（jìng）化率和淨化程度，例如沉澱箱與磁性分離器（qì）並用，可以（yǐ）清除浮油、磨屑、切屑和砂（shā）輪末，磁（cí）性分離器、沉澱箱和渦旋分離器串聯（lián）使用，可獲（huò）得10μm左右的精度。但（dàn）這種方式隻適合單機小流（liú）量（liàng）的工況，處理量一般（bān）不大。

　　6.2 過濾裝置

　　1）重力（lì）式紙帶過濾（lǜ）機：如圖6，用於軸承磨削加（jiā）工中對磨削液淨化處理（lǐ）的單（dān）機循環係統。該係統（tǒng）采用磁性分離器與重力式紙帶過濾機，過（guò）濾機（jī）過濾介質采用（yòng）無紡布，過濾精度20μm。來自機床的汙液自然回流至磁性分離（lí）器，經過磁性分離器的初級過濾，其（qí）中大部分磁性顆粒被吸附出來，然後由磁性分離器出水口流入（rù）過濾機帶漏網的接水盤中，並流到過濾紙上，過濾紙鋪設在輸送網上，輸送網根據液位（wèi）開關的開關信號自動輸送汙紙。乳化液經過（guò）過（guò）濾紙進入過濾（lǜ）機下部的淨水（shuǐ）箱，而雜質和汙油則被截留到過濾紙上表麵。當（dāng）過濾紙被（bèi）堵塞後，液位開關的浮球升起，接通液位開關，驅動輸送鏈網輸出髒紙，同時走入（rù）新紙，濾紙（zhǐ）上麵的液麵很快下降（jiàng），浮球複位，走紙結束，濾紙和濾渣落（luò）入汙紙箱。該係統可（kě）以自動獨立控製，操作簡（jiǎn）單（dān）易行，應用Z為廣泛，過濾（lǜ）精度根據濾（lǜ）紙的選擇而定，我公司生產的該係列（liè）過濾機規（guī）格有 25L/min~2000L/min。

 

　　2） 平床紙帶過濾機（正壓紙帶過（guò）濾機）

　　正壓式平床過濾（lǜ）機本體由活動的上箱體和固定的下箱體組成。我公司生產的平床紙帶過濾機各部分結構（gòu）名稱如圖7所示。上箱體與兩個油缸連接，可垂直升降（jiàng）。工作時由油缸或氣缸夾緊。上箱體（tǐ）與下箱體之間有（yǒu）濾紙和金屬鋼帶，鋼帶有支撐和輸送濾紙的作用。過濾機上箱體和下箱體結合處裝橡膠密封件。工作（zuò）時，汙浮液以一定壓（yā）力經管道進入上箱（xiāng）體，汙浮液中的顆粒雜質被濾紙截留，過（guò）濾後的淨液體收集到淨液箱。當濾紙使用一段時間後，浮液的通過能力降低，內壓升高到一定程度時，係統（tǒng）將自動切斷乳液的輸入（rù），通過壓縮空氣，將上箱體中乳液驅除，經過一段設定時間，油缸將上箱體升起，過濾網帶做水平移動，輸入新紙，然後上箱體壓下閉（bì）合（hé），開始下一循環周期。整個控製（zhì）過程由PLC控製完成預定動作，控製方式有壓力控製和時間控製可供選擇，實現連續過濾，可調預設值並自動換紙。

 圖7 平床紙（zhǐ）帶過濾機

　　1 汙液入（rù）口； 2 入口自動控製閥門； 3 柔性（xìng）軟管； 4 過濾網帶； 5 氣囊； 6 上箱體 ；7 下箱（xiāng）體； 8 淨液（yè）出口； 9 壓力控（kòng）製閥（fá）門；10 集汙車； 11壓縮空氣入口； 12 四位閥門；13 汙液分配器； 14 清洗噴嘴； 15 清洗液回流管； 16 清洗（xǐ）液收集箱； 17 淨液箱

　　3)負壓過濾機

　　負壓過濾機是（shì）目前應用Z為廣泛的一種過濾形式，負壓過濾機又有多種形式。負壓過濾機主要有紙帶負壓過濾機、霍夫曼負壓過濾機等幾種（zhǒng）形式。

　　3.1）紙帶式負壓過濾機

　　圖8為我公司（sī）生產的紙帶（dài）負壓過濾（lǜ）機。紙帶負壓過濾機是一個大箱體，在箱體的底部有（yǒu）一個負壓室，負壓室上部與髒（zāng）液箱之（zhī）間用一個不鏽鋼濾（lǜ）紙支架分（fèn）開。汙液進入汙液箱後，切削液通過過（guò）濾介質進入負壓室，泵從負壓（yā）室抽走淨（jìng）液供給機床使用。在（zài）泵的抽吸作用下，負壓室會形成一個負壓，加速介質的過濾速度，當雜質在濾紙上堆積形成的“濾餅”，達到一（yī）定厚度時，負壓室內的（de）真空繼電器會啟動排汙刮板驅動濾紙運行一（yī）段距離，使髒紙（zhǐ）走出過濾區，同時走入一段新紙，繼續過濾。紙帶負壓（yā）過（guò）濾機過濾速度快，過濾精度高，對切削液（yè）無要求。

 

　　3.2）霍夫曼過濾機

　　汙液進入過濾介質上部，過（guò）濾介質以金屬排鏈作（zuò）為托架，使用風機在負（fù）壓室抽吸空氣，從而（ér）形（xíng）成負壓（yā），迫使切削液通過過濾介（jiè）質（zhì），進入負壓室。切削液表麵的浮油等雜質可以被吹到濾餅末端，隨濾餅一起排出過濾（lǜ）區。當濾餅增厚，阻力增加，負壓達到設（shè）定（dìng）值時，排鏈拖動濾布走出（chū）過濾（lǜ）區，同時走入新紙，繼續過濾。整機由 PLC可編程序（xù）控製（zhì）器自動控製，具有故（gù）障自診斷功能，適合現代無人加工（gōng）環境的要（yào）求。如圖9所示（shì）。

 

　　7)切削液的集中過濾

　　切削液的循環方式（shì）有單（dān）機過濾和集（jí）中過濾兩種型式。單機循環過濾就是每台機床的（de）過濾係統各自獨立。單機循環過濾係統一般是軸承加工機床出廠時設備自帶（dài）的，一般比較（jiào）簡陋（lòu），過濾精度比較低，隻能滿足低精（jīng）度軸承生產要求，不能滿足高精度、低噪音軸承（chéng）的需要。這種獨立的過濾（lǜ）循環方式，一般適（shì）合與機床數量不多或使用不同（tóng）切削液的工況。對於（yú）采用濕式加工（gōng）的（de）大型機械加（jiā）工（gōng）廠，推薦采用集中過濾方式（shì）。集中過濾係統是現代濕式加工過濾的趨勢，與單機循環係統相比，集中過濾的優越性表現在以下（xià）幾個方麵：

　　1)占（zhàn）地麵積小：大（dà）型集中過（guò）濾係統比（bǐ）單機過濾相對占地麵積小得多。
　　2)便於管理：添加切削液時點數少，可以減少切削液管理（lǐ）人員，廢切削液可以集中處理，環（huán）境汙染小；排出的鐵屑集中，便於運輸處理；切削液的使用情況可以集中檢測（cè）。
　　3)過濾精度容易控製；
　　4)容易實現自動控製。

　　圖10是典型集中過濾係統示意圖。該係統有自動配液係統（tǒng）、供液（yè）管道、刮（guā）板粗過濾、紙帶負壓過濾機（jī）精過濾、增氧滅菌、浮油清（qīng）理、供（gòng）液泵組及電氣自動控製係統組成。

 

　　切削液由（yóu）管道通過車間內（nèi）供液管（guǎn）道輸（shū）送到機床或自動線，並將切屑衝到回（huí）液係統，在壓力噴嘴的作用下，切（qiē）屑和（hé）乳（rǔ）化液經過（guò）架（jià）空管道或地下管道係統回流到過濾係統。在過（guò）濾（lǜ）係（xì）統中的乳化液先經過刮板沉澱槽粗過濾，較大（dà）的切屑由刮板（bǎn）輸送機送到集屑箱內，然後乳化液再由負壓過濾機精過濾，兩次過濾後的淨液由泵組重新送回到車間。該係統供液泵組采用變頻恒壓供液技術（shù），保證整個過濾係統供（gòng）應壓力和（hé）流量的穩定，當車間內使用切削液（yè）的設備數量變化時，管道中的壓力也產生變化，壓力傳（chuán）感器就會發出信號，泵組將自動調（diào）節流量，使車間管道係統（tǒng）內的壓力（lì）恒定。配液係統由配液槽與（yǔ）配液泵及相應的管道（dào）和調節閥組成，可根據設定的數值（zhí）自動配液。增氧裝置（zhì）對液槽定（dìng）期增氧，抑製厭（yàn）氧菌的增長，有效延長切削液的使用壽命。除油裝置自動清除液麵（miàn）浮油，避免（miǎn）浮油對切削液的腐蝕。係統設有液位檢測係統，對液位自動檢測，並輸出（chū）信（xìn）號。設有自動補水功能，對係統自動補水。電氣控製有手動／自動／半自（zì）動／假日循環四中（zhōng）模式，以滿（mǎn）足不同工（gōng）況下的使用。在廠休及節假日期間，為防（fáng）止切削液長期靜置腐敗，係（xì）統增設再循環泵，在（zài）係統停止運行（háng）後，在控製麵板（bǎn）選擇假日循環模式，係（xì）統自動啟動再循環泵，使切削液保持流動，可（kě）以有效抑製細菌滋長，大大延長切削液的使用壽命，達到節約成本的目的。

　　冷卻液集中過濾係統（tǒng）對生產車間的磨削液進行集中供液、集中（zhōng）處理（lǐ），可以對冷卻液進行集（jí）中過濾、除油、增氧、殺菌，實現對其濃度、pH 值和菌落數的控製，從而保證冷卻液不發生變質，延長冷卻液的使用壽命。冷卻液（yè）的集（jí）中過濾，循環使用，在降低生產成本，降低（dī）工人勞（láo）動強度，改善車（chē）間工作環境，減少環（huán）境汙染的同時，還（hái）可（kě）以實現對廢冷卻液的集中處（chù）理，從而進一步減少對環境的汙染。重要（yào）的是，冷卻液集中過濾係統使冷卻液質量長期穩定，保證了軸承套圈磨削加（jiā）工的需要。

　　磨削液集中（zhōng）供應與過濾（lǜ）係統具有很大的推廣價值，一（yī）次性投入並不（bú）算（suàn）大，但是資源節約效果明顯，社會效應好（hǎo），對廠房改造（zào）要求不高。