1 引言
机械加工时,通常需要使用切削液对加工中的刀具和工件进行冷却。切削液在循环过程中会把加工中产生的切屑带到冷却水箱,不但容易造成水箱中的水泵、管路等部件阻塞影响冷却效果,而且混有切屑的切削液还容易对工件产生二次切削,影响工件的表面加工质量。同时,由于机床润滑用的导轨油、液压油以及工件加工时所涂覆的辅助油剂、油脂也会随着切削液的循环进入冷却水箱。这些污油绝大部分会漂浮于液体表面,易滋生细菌致使切削液腐败变质,不仅严重影响切削液的性能,还会影响切削质量、缩短刀具的使用寿命,甚至对设备的精度及功能产生负面影响。磨削加工一般属于半精加工或精加工,因此加强对磨削液的管理与维护尤为重要。我公司在磨削加工Nadcap认证过程中,结合AC7126认证标准中涉及切削液控制要求的相关条款,经过摸索研究,对磨床使用的磨削液建立系统的管理与维护规范,包括磨削液的规范化管理要求、磨削液日常维护、磨削液的关键性技术指标现场测量的工程化应用等。
2 生产过程中磨削液的管理与维护存在的常见问题
2.1 磨削液供应商的管理有盲区
通常国产磨削液属于低值易耗品,加之公司每年对磨削液的需求量不大,所选择的磨削液供应商一般规模较小,且频繁更换,没有建立长期稳固的合作关系,因此没有对磨削液供应商从选择、评价、监督全方位进行系统化的管理,导致对磨削液供应商的供货风险识别不充分,缺乏相应的风险控制措施。比如当客户同意的磨削液成分发生变化时,磨削液供应商在更改生效前未告知我方,将会对加工产品有较大质量风险。
2.2 磨削液的贮存发放不规范
正如前节所述,长期以来把磨削液作为低值易耗品对待,对购买的磨削液存储保管非常随意,随便找间库房即可。对存储场所的温度、湿度均没有规定要求,也未对存储的磨削液进行定期检查和规定的贮存期进行监控。实际上规范的磨削液供应商所提供的产品技术说明书通常对磨削液的存储条件和贮存期有明确规定。磨削液的发放领用通常由领用人填写低值易耗品领用单即可到库房领用,有时甚至自行领用,所领用的磨削液牌号、用量、贮存期等领用信息记录不完整。
2.3 磨削液的使用维护方法缺乏标准
磨削液产品技术说明书对磨削液的成分、使用浓度及PH值等关键技术指标有明确规定,在使用过程中应通过合理的监测、维护等手段确保符合要求。然而在生产过程中往往容易忽视这些要求,一是没有建立日常维护标准,操作者并不清楚如何去维护,有时甚至等到磨削液产生严重异味才去更换磨削液。二是更换磨削液方法不规范,比如磨削液配比、冷却系统清洁等操作方式不正确,降低了新更换的磨削液使命寿命。三是对磨削液的关键技术指标没有定期监控和测量,存在较大质量风险。
3 改进措施与建议
3.1 明确磨削液管理与控制要求
从磨削液的购买、领用、磨削液的加注、磨削液系统的防污染、磨削液原液存储等方面明确磨削液管理与控制要求。一是对标公司《原辅材料管理控制程序》,规定磨削液采购流程,细化磨削液供应商选择、评价和监督的具体要求。二是编制磨削液加注标准化作业指导书,明确领用磨削液使用前的检查要求,即检查合格证,核对牌号等信息,确认无误后方可加注,同时规范具体配置步骤及加注要求。三是在磨削加工控制规范中明确磨削液防污染控制措施,如加注前水箱的清洁要求、使用过程中污染物的控制、磨削液系统的过滤要求等,并对磨削液原液存储环境提出控制要求。
3.2 建立磨削液自主维护标准与记录
通过研究磨削液的自主维护内容,确定关键技术指标,再根据实际情况制定各项技术指标的评判标准与测量方法,设计磨削液日常维护记录表,规范各项指标的允许范围、检测频次等要求,建立磨削液自主维护记录。磨削液日常维护内容及关键技术指标按其分类有所不同,对于水基磨削液,主要有其浓度、PH值、污油最大允许浓度、液量、外观、气味等。而油基切削液主要有粘度、颗粒物浓度、污油最大允许浓度、液量、外观、气味等。
3.3 磨削液关键技术指标现场测量工程化应用
为提高磨削液自主维护效率,确保关键技术指标测量的准确性,在操作现场引入折光仪、数显式PH仪、精密量筒的工程化应用。一是从折光仪校零、浓度测量、折射仪读数与切削液浓度对应关系曲线的绘制与读数三个方面编制折光仪测量磨削液浓度操作指导书,二是编制污油浓度测量作业指导书,三是结合PH仪操作手册,解决了在现场快速准确测量磨削液浓度、PH值及污油浓度的难题。
3.4 磨床冷却系统油水分离方法改进
一般普通磨床仅配备简易磨削液过滤装置,高精密数控磨床虽配备有滤纸过滤器和磁性分离器,但是没有配备油水分离器,冷却水箱内的污油却只能定期人工去除,不仅劳动强度大,而且因水箱的半封闭结构特点极不易彻底去除。可通过对冷却水箱盖进行局部改造,加装磨削液油水分离器的方式解决。油水分离器作为市面上货架产品,可选规格型号较多,可根据所用设备的实际情况选型。另外要注意油水分离器的安装位置应靠近冷却液水泵,并具有足够空间尺寸。因为水泵工作时会带动液体回流,使污油更容易收集,利于油水分离器更有效的工作。
4 结语
本文根据磨削Nadcap认证过程中的实践经验,建立了系统规范的磨削液管理与维护标准,保证了生产过程中使用的磨削液质量,间接保证了所加工产品质量,同时也保障了磨床这类高精度设备的精度及功能的可靠性。本文所提出的磨削液管理与维护标准对车削、铣削等其他切削加工使用的切削液具有重要参考意义。
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