健全切削液系統(tǒng)管理為企業(yè)經(jīng)濟(jì)及環(huán)保做出貢獻(xiàn)

魏新生　于彪

【摘要】從所周知，在機(jī)械加工過程中廣泛使用切削液對(duì)環(huán)境和人體有一定的毒副作用，所以完善切削液管理很關(guān)鍵，在金屬切削加工中，合理使用切削液，能夠減小刀具與工件之間的摩擦，降低切削溫度，減少刀具磨損，從而提高切削效率和加工質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具使用壽命，降低加工成本。在切削加工中，切削液主要是起冷卻和潤(rùn)滑作用。此外，切削液還有清洗、排屑和防銹作用。

【關(guān)鍵詞】切削液、系統(tǒng)管理、作用

前言：

隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，切削液在機(jī)械加工中得到廣泛應(yīng)用，用量在提高的同時(shí)，技術(shù)也在不斷提高。

1. 簡(jiǎn)述切削液的管理使用

針對(duì)零件材料為壓鑄鋁合金，機(jī)加工設(shè)備主要是CNC加工中心和數(shù)控車床，主要加工工序?yàn)殂?、鏜、鉆、車、鉸、攻螺紋等，采用的是鋁合金乳化切削液，全部采用同一個(gè)牌號(hào)，每臺(tái)機(jī)床上配備獨(dú)立的切削液供給凈化裝置。為了有效控制加工過程的每個(gè)環(huán)節(jié)，保證加工的效率和質(zhì)量，公司從2007年下半年開始設(shè)置切削液管理員一職，負(fù)責(zé)控制公司的切削液和CNC加工中心所需的油類管理。主要職責(zé)是給機(jī)床添加切削液和各種油類（包括導(dǎo)軌油、潤(rùn)滑油、液壓油、主軸油、齒輪油等各種牌號(hào)），目的是控制切削液的濃度和pH值以及各種油類的使用狀態(tài)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，汽車行業(yè)加工中，切削液的成本約為0.3%～0.5%，對(duì)質(zhì)量和成本的影響約為20%～30%。

根據(jù)公司實(shí)踐需要，對(duì)切削液進(jìn)行了管理，總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）配備專職的切削液管理員，對(duì)機(jī)床切削液和油類進(jìn)行專門管理。

（2）切削液的稀釋選用自來水〔定期測(cè)試水的硬度變化，水的硬度控制在（100～200）×10-6之間〕。

（3）準(zhǔn)確掌握切削液濃度，使用濃度計(jì)（折光儀）來檢測(cè)。

（4）每天添加切削液和檢測(cè)使用濃度和pH值。

（5）加工結(jié)束后，用切削液軟管沖洗掉機(jī)床和夾具表面的切屑和粒渣。打開機(jī)床防護(hù)門，使機(jī)床加工區(qū)的潮濕空氣散去。

（6）切削液的凈化采用獨(dú)立的單機(jī)重力式紙帶過濾方式，去除切削液中的屑渣和浮油。

（7）定期徹底更換清洗機(jī)床冷卻系統(tǒng)，減少切削液中細(xì)菌生長(zhǎng)機(jī)會(huì)，保證加工質(zhì)量。

（8）在設(shè)置了切削液管理員一職后，加工過程中的積屑瘤的現(xiàn)象明顯改善，徹底杜絕了以前出現(xiàn)的因?yàn)榍邢饕旱臐舛冗^低，造成的機(jī)床和夾具生銹的現(xiàn)象，同時(shí)公司通過對(duì)切削液回收的管理，減少了環(huán)境的污染，節(jié)約了成本。

2. 分析切削液的凈化方式

加工實(shí)踐證明，將切削液中的雜質(zhì)（如鋁屑、粉末等）降低，可有效地延長(zhǎng)刀具壽命。由于人們的肉眼看不見小于40μm的微粒，所以當(dāng)切削液中的雜質(zhì)，尺寸小于20μm，常被人們所忽視，然而這些不可見的雜質(zhì)對(duì)金屬切削加工有著不可低估的影響。在切削加工時(shí)，它們將進(jìn)入到刀具前刀面與切屑以及刀具后刀面與工件接觸區(qū)的界面上，產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，使切削溫度增加，并使刀具壽命大大降低，同時(shí)使加工表面質(zhì)量變差，使加工表面產(chǎn)生刀紋粗的質(zhì)量缺陷。因此，為改善零件加工質(zhì)量，應(yīng)使用凈化的切削液。切削液的凈化，公司目前采用獨(dú)立的單機(jī)重力式紙帶過濾方式。

3. 概述切削液的回收處理

整個(gè)機(jī)加工過程中切削液的消耗，包括：①切屑攜帶。②加工零件攜帶。③變質(zhì)發(fā)臭的廢棄切削液。④機(jī)床循環(huán)使用的切削液因飛濺、霧化、蒸發(fā)，以及其他不可預(yù)知的產(chǎn)生的消耗。

（1）關(guān)于切屑攜帶的切削液的回收利用。切屑攜帶的切削液的狀況：每班次員工從CNC加工中心（數(shù)控車床）清理出來的鋁屑都是直接倒到鋁屑池中，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，發(fā)覺每天倒到鋁屑池的鋁屑，經(jīng)過靜置后，存在于鋁屑上的切削液會(huì)流出，變成廢棄切削液直接排出流到雨水管道中，不但造成地下水污染，同時(shí)也會(huì)影響環(huán)境美觀。為有效減少污染和浪費(fèi)，設(shè)計(jì)了切削液回收池，我們?cè)阡X屑回收池傾斜的最底部安裝一條鍍鋅管作為切削液引管，將鋁屑上流出的切削液接到池外的地下切削液收集池中。

（2）清洗過零件的切削液廢水的利用。由于加工工藝的要求，零件加工后須用清水清洗一次，然后才用氣槍吹干凈，如果不用清水清洗，零件表面殘留的切削液會(huì)使零件吹凈時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)清洗時(shí)耗費(fèi)大量的清洗劑，加工中每個(gè)班次都要一次更換清洗過零件的廢水。清洗過零件的廢水，如果倒入機(jī)床中，則會(huì)使切削液的濃度降低，影響加工質(zhì)量，產(chǎn)生粗刀紋，甚至出現(xiàn)廢品，濃度過低甚至還會(huì)使機(jī)床臺(tái)面和夾具出現(xiàn)生銹的現(xiàn)象。會(huì)出現(xiàn)機(jī)床的切削液越用越多，濃度越用越低，三班連續(xù)下來如果都倒入機(jī)床容積箱，會(huì)出現(xiàn)漫出現(xiàn)象。如果將其舍棄，倒入下水管道，會(huì)產(chǎn)生污染。如何處理每天產(chǎn)生的清洗過零件的廢水，成為擺在管理者面前的一道課題。經(jīng)過測(cè)試，清洗過零件的廢水的平均濃度為0.5%的切削液，如果回用，既可以減輕污染環(huán)境的壓力，又可以變廢為寶，創(chuàng)造價(jià)值。在經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后，采用了一定的處理，就達(dá)到了可以回用標(biāo)準(zhǔn)。具體實(shí)施方法如下，公司在生產(chǎn)線旁放置專門的容器（目前是采用用過的裝切削液原液的200L的鐵桶，將上蓋割去，方便使用），由員工將清洗過零件的廢水倒進(jìn)容器中，收集起來，并制訂了具體的制度措施，由當(dāng)班領(lǐng)班進(jìn)行監(jiān)督管理執(zhí)行，每天由切削液管理員根據(jù)具體的機(jī)床加工零件工藝需要的濃度，進(jìn)行取用配制，然后就可以再倒入具體的機(jī)床使用。

（3）變質(zhì)發(fā)臭的廢棄切削液的回收處理。結(jié)合公司每月底盤點(diǎn)日停機(jī)，對(duì)公司的機(jī)床分批次、定期徹底更換清洗機(jī)床冷卻系統(tǒng)。結(jié)合南方的氣候特點(diǎn)，機(jī)床的清理周期確定為3個(gè)月，減少切削液中細(xì)菌生長(zhǎng)機(jī)會(huì)。具體操作方法為，先將機(jī)床儲(chǔ)液箱內(nèi)的切削液通過機(jī)床泵抽到預(yù)備的容器內(nèi)，進(jìn)行沉淀、過濾、去油、殺菌、回用等切削液再生工藝，使之重新回用，同時(shí)將機(jī)床儲(chǔ)液箱抽出來，將儲(chǔ)液箱剩余的由于缺少流動(dòng)而變質(zhì)的切削液進(jìn)行徹底清理，對(duì)收集起來的變質(zhì)發(fā)臭的廢切削液進(jìn)行回收處理。

由于切削液中含有大量礦物油料及表面活性劑，過去由于對(duì)它的危害性認(rèn)識(shí)不足，所以都采用直接排放。含油污水造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，嚴(yán)重地影響了水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)灌溉和人們的生活用水。此外，廢切削液中的表面活性劑（乳化劑）由于其作用是使礦物油料高度分散在水中，所以更難清除，而且不少乳化劑有增加致癌物的作用，其危害性比分散的油污更為嚴(yán)重。

廢切削液回收處理的工藝過程大致為：廢切削液的集中→去除雜質(zhì)→破乳→取油→水質(zhì)凈化→取水樣化驗(yàn)→廢水排放，供再循環(huán)使用。廢切削液處理采用酸化法的工藝使油水分離，即破乳。也就是將切削液中的油滴從水的包圍中分離出來，并使油滴相互聚集，然后借助于重力分離作用，使油、水分離開來，分別采取措施處理。通過以上措施，有效地達(dá)到了減少污染和浪費(fèi)的目的。

4. 切削液使用的主要注意事項(xiàng)

為了保證切削液的質(zhì)量及延長(zhǎng)的使用壽命，切削液應(yīng)隨用隨配，不宜久藏。硬度過大的水不但會(huì)影響切削液的穩(wěn)定性和防銹性，并會(huì)加快細(xì)菌的繁殖。為此，需進(jìn)行軟化處理，如可加入洗滌蘇打Na2CO3·10H2O。用純凈水來配制切削液，使用中沒有殘留物，不腐蝕機(jī)床和工件，而且切削液不易變質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)。

5. 結(jié)語(yǔ)

每月質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明，在設(shè)置了切削液管理員一職后，通過對(duì)切削液系統(tǒng)的有效管理，加工質(zhì)量有了明顯提高，加工效率和刀具壽命也得到了極大的改善。加工過程中積屑瘤的現(xiàn)象明顯減少，徹底杜絕了以前出現(xiàn)的因?yàn)榍邢饕簼舛冗^低，造成機(jī)床和夾具生銹的現(xiàn)象。同時(shí)公司通過對(duì)切削液系統(tǒng)回收的管理，減少了環(huán)境的污染，并節(jié)約了成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾慶良，許艷. 綠色切削液的應(yīng)用研究[J]. 機(jī)床與液壓. 2006（07）

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