自动切削液在普通钻床和攻丝机上的设计和应用

四川九洲电器集团有限责任公司 (绵阳 621000) 王 鹏 游洪建

普通刀具在钻床和攻丝机批量加工过程中，对于不锈钢和其他脆硬材料，加工钻头直径小于5 mm，丝锥小于M5 的孔和螺纹，刀具寿命往往不长，需要频繁更换刀具，主要表现为退火、折断以及切削刃磨损严重。

刀具寿命直接影响生产效率。经过分析，造成刀具寿命不长的原因很多，诸如进给量、刀具材料和刀具刃磨角度等。还有更重要的一点就是切削液，采用合适的切削液往往可以缓解其他因素的产生，延长刀具寿命。切削液的作用有3 种:清洗、冷却和润滑，然而普通钻床和攻丝机只能通过手动对刀具进行清洗、冷却和润滑，生产效率不高。是否可以在钻床和攻丝机上设计自动切削液的浇注，一直是我们关心和讨论的问题。

1.设计前常用方法及分析

常用方法有两种:①使用普通材料刀具钻削或攻螺纹时，在旁边放置小油桶和油刷，边加工边用油刷沾油对刀具进行清理、润滑和冷却(见图1)。②采用合金刀具，无需切削液。

使用油刷的优点是清理、润滑时相对灵活，可根据实际情况进行处理，适合小批量或单件生产。缺点是生产效率不高且容易遗漏，造成浪费。对于M5 以下的攻螺纹，没有加到润滑液的孔在攻螺纹时丝锥容易折断、堵塞，是传统的加工方式。

图1

采用合金刀具的优点是硬度高、高温承受能力强、生产效率高，无需切削液。缺点是生产成本高，由于钣金零件中孔的尺寸大小繁多，需求量大，而且合金钻头脆性大，细长孔加工容易折断。如果是合金丝锥盲孔加工时丝锥折断，则断屑不易取出，零件报废风险提高。

2.自动切削液设计方案和思路

方案(1):改进油刷对刀具上油。针对钻床和攻丝机的特点，我们找来了软管和油刷(见图2)，用软管一端缠住油刷，另一端将其固定在铁块上，油刷沾上油，需要时把油刷移动到刀具上，润滑冷却完毕后离开。反复调试，效果都不太理想，切削液容易四处飞溅，还需不停地上油，不能实现自动化。

图2

方案(2) :更换思路，对刀具进行“输液”。医院给病人输液，液体是通过输液袋总管，再通过液体管将液体流向病人身体内。是否也可以给刀具来一个“输液”?于是我们找来了输液袋和注射器，像给病人输液一样把油装进输液袋然后挂在高处(见图3)，用支架支撑固定液体流向，使切削液可以直接流到刀具上或工件孔内，液体的流速可以通过调节阀来控制，果然这样做的效果非常好，每一滴液体刚好落在被加工孔内，基本符合我们对自动切削液的设计初衷。

图3

3.生产中的使用效果

图4 所示为加工零件。零件材料为1Cr18Ni9Ti，加工工艺是在已有孔的板面后点焊一块2 mm 厚的不锈钢进行加固，然后再把孔钻通。原来采用肥皂水利用小刷对工件表面加切削液，现在我们采用新办法对零件进行加工，为此专门设计了一输液支架(见图5)，支架的活动支撑臂可以上下移动和倾斜，方便切削液适应钻台高度和位置的调整，还在钻台下面设置了一回收池，方便对液体进行回收再利用。

图4

图5

钻床主轴转速为1400 r/min，刀具材料为W18Cr4V，钻头刃磨为薄板群钻，匀速进给。使用新方法后，通过和原方法对比，新方法加工速度比原方法提高1 倍，每一滴液体都会被充分利用，切削液的用量减少。以往一把刀具只能加工200 个孔，现在可以加工400 个孔左右，出乎我们的意料。