- 加工要訣 2019/06/06 UP
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加工要訣第26冊
如何善加使用水溶性冷卻液第2部分
- 在自動化作業線中有效使用冷卻液的要訣 -
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當今越來越多工廠擁有者以自動加工件更換機或傳送裝置，將生產流程自動化，以獲得較高生產效率、較低勞工成本、以及穩定一致的品質，逐漸朝向24小時的運轉營運。
但是夜間無人照管的運轉期間，必須注意到一件事情：碎屑導致火警。
為避免這種風險，在自動化作業線中，建議採用水溶性冷卻液，而非油基冷卻液。
但是水溶性冷卻液含有表面活性劑以合成油和水，也含有許多添加物以獲得滲透性、潤滑性、防腐蝕的性質，還有用於刀尖的保護性塗層。不平衡的添加物比例會降低冷卻液效能，致使切削效能劣化，和冷卻液分解，結果對加工品質造成負面影響。
冷卻液對於加工品質也有重大影響，對於機器工具、切削刀具和刀具修整亦然。因此在自動化作業線中使用冷卻液時，維持其效能穩定非常重要，亦即不要製造“變化點”。
在本課題中，我們將討論在自動化作業線中使用水溶性冷卻液的4個關鍵要點。
1.需要時請添加
應視需求來供應冷卻液，因為槽內的冷卻液量隨著加工時間成比例減少：冷卻液會附著在碎屑上，也會蒸發。
對於自動化作業線，一次應僅供應一些低稀釋率的冷卻液（亦即低濃度冷卻液）。如此有助於穩定冷卻液濃度和成份、確保一致的效能、穩定精加工表面和尺寸精度，以及延長冷卻液壽命。
槽內的冷卻液因為蒸發而喪失其水的成份，所以產生不平衡的添加物濃度和比例。所以補充指定濃度的冷卻液會提高整體濃度。
若要供應冷卻液，可採用機械控制機制，例如以浮球來調整冷卻液液位，而不用電機控制機制。例如，為已稀釋的冷卻液準備槽，然後以管路將槽連接到每一機器現有的冷卻液槽。然後在槽內液面連接浮閥。閥會依據冷卻液液面而自動打開或關閉，自動為槽補充。
使用空氣操作的隔膜泵浦，在管路內壓力下降時傳送液體，在供應冷卻液方面也有效。
關於冷卻液濃度，我們的建議是先採1%濃度的冷卻液，然後依據機器側冷卻液濃度的變化而逐漸提高濃度。
2.如何更換
建議的水溶性冷卻液更換間隔是6個月。若要更換，請從槽排放所有冷卻液，但是不要丟棄它。
排放所有冷卻液並清潔槽之後，以袋式濾網或類似裝置來過濾排放的冷卻液，以排除金屬粉末和其他油污染物。僅將一半的冷卻液倒回槽內，然後補充和過濾的冷卻液相同濃度的新冷卻液。
一次更換所有冷卻液會增加冷卻液的PH，可能造成加工件褪色。在此狀況下，必須長時間閒置泵浦來使PH穩定。因此請注意，一次更換全部的冷卻液對其效能會有重大影響，繼而可能影響加工（精加工表面）品質和尺寸精度。
冷卻液更換的要點之一是混合各半的舊（經過濾）冷卻液和新的冷卻液，以防效能劣化。在每次更換冷卻液時清潔槽，也能協助預防冷卻液劣化，並讓更換頻率最小。
3.過濾
即使在斷屑加工中也會產生金屬粉末。所以通過加工點的冷卻液會含有細碎屑和金屬粉末。若冷卻液未經過濾就回到槽中，金屬離子和帶油添加物會聚集在金屬粉末周圍，造成冷卻液效能下降。
為預防效能劣化，在冷卻液回到槽中之前，以紙質或布質濾網來過濾碎屑和金屬粉末很重要。有類似門口地墊的可清洗布質濾網可重複使用。也可使用離心式過濾裝置，但是不適合過濾特定低重力的金屬，例如鋁。
以具備濾網或汲油器的工業真空吸塵器來固定清除雜質，也能有效穩定冷卻液效能，並延長其壽命。
［以布質濾網過濾的範例］
（槽內髒液體（過濾前）的分析結果：平均32 μm）
（槽內清潔液體（過濾後）的分析結果：平均2 μm）
4.成份分析
成份分析稍微具有技術含量。下圖是數位相機所拍攝，水溶性冷卻液內的物質。您可看到，水溶性冷卻液的粒子小，但是浮渣（液體表面的髒物質，例如潤滑油和金屬塵）的粒子就相對大。定期觀察冷卻液成份，進一步是檢查浮渣的比例，可讓您判斷冷卻液分解的程度。
［附著於加工件的物質、油，和浮渣的比較］
樣本收集：
樣本是從清潔槽的汲油器分離層中收集。
如何檢查：
在液體中觀察到的白色物質以顯微鏡來檢視（接物鏡是100x），然後以數位相機拍攝照片。液體未經稀釋。
結果：
在大小為1 µm或以下的冷卻液例子中，觀察到5至30-μm的球形浮渣含有油作為核心物質。
除了本專文中已討論過，在自動化作業線中使用水溶性冷卻液的方法之外，DMG MORI能提供透過多年碎屑處理經驗而獲得的冷卻液管理專業知識。若您對於冷卻液管理有任何疑問，歡迎聯繫我們。
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