一种生态加工液制造方法技术

一种生态加工液的制造方法，其特征在于，它是采用常规技术分别从各自的输送管道用冷风将不含任何添加剂和表面活性剂的植物油、水吸入喷嘴喷雾制成加工液，冷风、油、水的输出口分别经塑料管与喷嘴相连，冷风压力０．１－０．３ＭＰａ、冷风温度１－４℃，冷风流量、油流量、水流量分别为１００－１２０Ｌ／ｍｉｎ、１０－２０ｍＬ／ｈ、１－２Ｌ／ｈ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
属于金属切削与机床中的绿色制造与清洁生产领域，特别涉及一种基于生态环境保护的零排放加工方法。机械加工中使用加工液(油性加工液和水溶性加工液)，是为了产生冷却、润滑与切屑洗净效果。特别是近年来考虑因高速加工生产所产生的热发生火灾的危险，水溶性加工液如乳化液(Emulsion)，可溶液(Soluble type)和溶解液(Solution)大量无限制地循环使用。水溶性加工液与油性加工液相比劣化速度快，从而导致其加工废液的排放速度也快，这种世界范围的大量排放加工废液便造成了环境问题。值得一提的是，加工液中不仅含有对人体有害的硫磺、磷、氯等元素的极压添加剂，而且水溶性加工液中使用了界面活性剂，从而使添加物分离困难，也不可能自然分解，成为难于再回收利用的废液。作为废液，正确处理就十分必要，但需要很大的处理设备和很多的处理费用。通常生产工厂的用电量占各行各业总用电量的30％以上，而加工机床设备的能源消费占生产工厂的80％。比如一台加工中心的能源消费比例大致是加工液53％，主轴20％，压缩空气10％，排风扇和液压系统各7％，其它3％。目前我国具有400多万台机床，80％的机床使用切削加工液，年消耗水溶性加工液100万吨以上，对环境造成较大的负担，这种状况亟需改变。就机械加工而言，就是要实现有毒有害、不能自然分解的加工废液的零排放，从而改善生产环境、节省能源、降低成本。本专利技术的生态加工液的制造方法，其特征在于，它是采用常规技术分别从各自的输送管道用冷风将不含任何添加剂和表面活性剂的植物油、水吸入喷嘴喷雾制成加工液，冷风、油、水的输出口分别经塑料管与喷嘴相连，冷风压力0.1-0.3MPa、冷风温度1-4℃，冷风流量、油流量、水流量分别为100-120L/min、10-20mL/h、1-2L/h。该加工液的制造方法中是将食用植物油、自来水分别从各自的输送管道，经制冷系统形成压缩空气吸入喷嘴喷雾制成加工液。本专利技术的生态加工液可用于车削、铣削、刨削、磨削、钻削、齿轮加工、成型加工等。本专利技术考虑以润滑和冷却为主，采用冷风、微量植物油和微少量水的技术专利技术了一种生态加工液，用来替代传统的水溶性加工液。植物油可自然分解，水是自来水，对环境是零负担；因油、水的使用量为微少量，加工时工件和刀具表面残留的水可被加工产生的切削热带走或蒸发掉，剩余少量滴水可用小瓶接住，因而一次性使用无加工废液朝下水道排放。这种生态加工液能彻底地消除传统的水溶性加工液对环境的污染，节省能源、降低成本，实现零排放加工与生产。本专利技术的加工液，作为传统水溶性加工液的替代，经冷风吹到加工点(区)，能产生良好的润滑和冷却效果。使用本专利技术的加工液，从源头上实现切削加工废液的零排放，切屑回收利用率100％，彻底消除有毒有害的水溶性加工液对环境的污染，减少能耗30％以上，降低生产成本15％以上，提高刀具寿命2倍以上，并提高加工精度，有利于机床产品的更新换代及制造业的技术改造，因而具有巨大的社会和环境效益及广阔的经济前景。附图说明图1生态加工液的供给方法示意图1、刀具，2、油膜，3、水滴，4、喷嘴，5、油入口，6、冷风入口，7、水入口，8、工件；图2加工液的种类对水平切削力的影响；图3加工液的种类对磨削比的影响1乳化液2水雾加工液3OoW加工液(多硫化合物)4OoW加工液(季戊四醇酯+2％多硫化合物)5OoW加工液(季戊四醇酯+2％磷酸三甲苯酯)6OoW加工液(日本市售植物油1)7OoW加工液(日本市售植物油2)8OoW加工液(色拉油)图4加工液的种类对切削力的影响1乳化液2OoW加工液(菜油1，动粘度7.6mm2/s)3OoW加工液(菜油2，动粘度3.2mm2/s)4OoW加工液(季戊四醇酯+2％磷酸三甲苯酯)5OoW加工液(季戊四醇酯+2％多硫化合物)6OoW加工液(日本市售植物油1)7OoW加工液(日本市售植物油2)8OoW加工液(色拉油)9OoW加工液(矿物基油1，动粘度9.2mm2/s)10OoW加工液(矿物基油2，动粘度17.7mm2/s) 实施例2 在NC平面磨床上也进行了油膜附水滴(OoW)、水雾(Water mist)加工液与传统加工液如乳化液(Emulsion)的磨削比的比对试验。实施条件砂轮WA46HV(305×38×127mm)、砂轮转速1800rpm、工作台进给率0.16m/s、冷风压力0.3MPa、冷风流量120L/min、冷风温度控制在1-4℃范围内，植物油流量20mL/h、水(自来水)流量2L/h、工件材料S45C、切深/总切深5/1000μm、切入磨削方式。用上述形成的生态加工液用于机械加工，如图1所示，其执行步骤如下首先，加工时，植物油、水经冷风吸入喷嘴腔内并雾状化，形成表面吸附一层油膜的水滴，被称为油膜附水滴(Oils on water，OoW)。随后，形成的油膜附水滴又被冷风经喷嘴喷射至加工点(加工区)，在工件被加工表面和刀具表面上便很快形成一层油膜，对刀具起润滑作用，减少切削力。而喷射到刀具和工件表面上的水滴，对刀具和工件表面起冷却作用，降低加工温度，残留在工件表面上的水会被加工产生的切削热带走或蒸发掉。在加工过程中，连续供应的冷风也是直接喷到加工区的，显然也对刀具和工件表面起冷却作用，降低加工温度；并将刀具和工件表面上滞留的切屑吹离加工区，利于切削加工。以上便是本专利技术的加工方法，不仅能期待产生很好的润滑效果和冷却效果，而且一次性使用无废液排放，改善生态环境、节省能源、降低成本，切屑能100％回收利用。本专利技术的实施效果如图所示图2所示，当刀具切削速度和进给速度相同的情况下，OoW加工液(植物油加水)的水平分力最小，其次是乳化液，而较大的是油雾或水雾加工液，这表明生态加工液(冷风、植物油、水)发挥出良好的润滑和冷却效果。图3所示，当砂轮切深及总切深相同的情况下，相比于乳化液、水雾加工液，OoW加工液(植物油加水)的磨削比较高，这也表明生态加工液(冷风、植物油、水)发挥出良好的润滑和冷却效果。图4所示，当切削条件相同的情况下，相比于乳化液、矿物油类，OoW加工液(植物油加水)的切削力相对偏小，这也充分表明了生态加工液(冷风、植物油、水)发挥出明显的优势。权利要求1.一种生态加工液的制造方法，其特征在于，它是采用常规技术分别从各自的输送管道用冷风将不含任何添加剂和表面活性剂的植物油、水吸入喷嘴喷雾制成加工液，冷风、油、水的输出口分别经塑料管与喷嘴相连，冷风压力0.1-0.3MPa、冷风温度1-4℃，冷风流量、油流量、水流量分别为100-120L/min、10-20mL/h、1-2L/h。2.权利要求1所述的一种生态加工液的制造方法，其特征在于，该加工液的制造方法中是将食用植物油、自来水分别从各自的输送管道，经制冷系统形成压缩空气吸入喷嘴喷雾制成加工液。全文摘要属于金属切削与机床中的绿色制造与清洁生产领域。其特征在于，它是采用常规技术分别从各自的输送管道用冷风将不含任何添加剂和表面活性剂的植物油、水吸入喷嘴喷雾制成加工液，冷风、油、水的输出口分别经塑料管与喷嘴相连，冷风压力0.1－0.3MPa、冷风温度1－4℃，冷风流量、油流量、水流量分别为100－120L/min、10－20mL/h、1－2L/h，使用本专利技术的加工液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏源迁，伍良生，李剑锋，王新华，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：