精密加工高级冷却液过滤：提升性能与寿命

机械制造中，精密加工包括精磨、抛光、超精加工、研磨、珩磨、精镗和精铰。这些加工过程中均使用冷却润滑液。保持冷却液固有特性至关重要，这取决于过滤效果。

过滤精度的确定

冷却液过滤精度通常用滤液中残留屑屑颗粒尺寸或数量衡量。测量方法：将液箱底部沉积的屑屑转移到滤纸上（或用滤纸过滤定量清洁液）；干燥后用显微镜观察屑屑颗粒尺寸。可取最大5个颗粒尺寸的平均值，最好放大拍照保存。也有常用简易方法，如PPM（百万分率）和MPL（mg/L）法，即清洁液中残留固体颗粒重量与液体重量之比或体积比。

MPL测量法：取1升滤液用滤纸过滤，留下屑屑于纸上，干燥后称重（mg）。若屑屑重50mg，则MPL为50，也可用百分比表示。

PPM测量法：将滤液置于长直玻璃管中，静置沉淀，测量屑屑沉淀高度与液面高度之比。若屑屑高度0.5cm，液面50cm，则0.5/50=1%（体积比），即液中屑屑含量1000PPM。

常用过滤方法

1. 精密加工冷却液特性

(1) 磨削、珩磨、抛光、超精加工的切屑为极细颗粒，通常悬浮于冷却液中。若工件为铸铁，切屑与石墨结合使冷却液呈黑色液体，一般过滤即可滤清澄清。

(2) 铸件加工冷却液屑屑细小均匀，含石墨。若混入有机油，易产生浮游物或形成石墨铁粉浆，极易堵塞滤芯。

(3) 黑色金属加工冷却液。屑屑较细，也可能呈大条状。

(4) 有色金属加工，屑屑一般为大条状，也混有细粉。

2. 常用过滤方法

滤芯选择通常按冷却润滑液中要求的屑屑颗粒尺寸和单位时间过滤净化量决定。以下介绍几种常用过滤方法特点。

(1) 沉淀法

可用沉淀池或沉淀箱，需面积大、沉淀时间长，容器通常为矩形，中间设多个沉淀槽。容器不宜过深，否则屑屑难以沉底。冷却液回液管置容器一端并延伸至液面中部，泵置另一端清洁液箱。沉淀过滤最简单粗糙，适用于大多数粗加工。

(2) 磁性分离法

用几个高能圆形永磁体或磁辊对准冷却液回流狭窄区域并持续旋转，捕获流体中的铁磁性颗粒。也可带走部分非磁性颗粒（如砂粒），随刮板形成渣浆流出。可分离颗粒度80-100微米，适用于过滤加工含铁磁性屑屑的冷却液。

(3) 涡流分离法

具有涡流形成面和锥形导向头的过滤器。用过泵压将用过冷却液切向泵入过滤头。压力产生的离心力形成涡流将污垢颗粒从液体中分离，使屑屑沿锥形管壁沉降至底部，清洁液从管中部溢流至清洁液箱，约1-3%液体随管底小孔带屑流出，故滤器装置合理布置可获更好效果。此法可在滤渣液沉淀后回收部分液体，同时脏液与清洁液箱分离不混合。

该过滤器精度20-40微米，适用于一般精加工，但不适合过滤铸铁石墨、铝屑、磨削产生的长条状或比重较轻的絮状屑屑，影响过滤效果并堵塞排渣孔。

(4) 离心分离法

工作冷却液回流进入高速旋转转鼓。离心力迫使液中重颗粒附着于转鼓外壁，清洁液从顶部溢出。过滤精度10-20微米。问题在于清理转鼓壁渣屑，国外也有自动排渣机。系统容量小，过滤能力20-90L/min，适用于精密加工冷却液小流量过滤。

(5) 链板输送沉淀槽

冷却液工作后回流至沉淀槽。槽内用隔板分成数个沉淀槽，但槽底相通。链条驱动链板通过槽底刮除底面沉淀物至屑盒，较好解决清理沉淀箱问题，适用于一般磨削或加工。

过滤技术的发展

随加工技术不断进步，人们对精密加工冷却液过滤效果的认识也在深化。切削冷却液过滤不仅要去除屑屑，还要使流体中残留屑屑符合预定工艺要求；还要能去除液面油膜或浮游物，散发冷却液从加工区带走的热量，保持冷却液清洁、澄清、常温。因此冷却液过滤技术也在发展，如国外广泛使用纸带过滤器。

1. 重力纸带过滤器

特点是用纸作滤料。纸由无机纤维制成，即无纺布，利用其孔隙过滤冷却液。适用性广，不受过滤材料限制。可根据不同过滤精度要求选择不同密度滤纸，易实现高过滤精度。

此类过滤器对冷却液有较好散热、排屑、吸油效果，适用于各类中小流量精密加工冷却液过滤。流量规格25、50、75、100、150、200L/min，过滤精度取决于滤纸密度。选滤纸时，除按过滤器宽度选无纺布规格外，还需按工艺要求的过滤精度选无纺布密度（g/m²）。

2. 负压纸带过滤器

负压纸带过滤原理：将待滤冷却液经脏液入口注入滤箱。滤箱底部铺设滤介质无纺布滤纸，由不锈钢网支撑，链条驱动的输送刮板置于滤纸上，可随滤纸移动。

此过滤器无需真空泵即可自然形成负压。相比重力式，过滤能力和精度均提升，是当今更先进的过滤方式。

3. 多级过滤系统

为提高冷却液过滤效率和精度，单级过滤往往难以兼顾。冷却液过滤系统常采用粗滤+精滤组合。即先用粗滤去除大量屑屑，再用精滤达所需精度，甚至配辅助设施去除浮游物或浮油。多级过滤系统串联两三台过滤器实现粗精过滤，如涡流分离+纸带过滤、链板沉淀+纸带过滤、磁性分离+纸带过滤+沉淀箱等，此类装置已广泛应用于当前精密加工设备。