摘要
傳統上，溢流潤滑系統用于冷卻刀具和工作界面，以獲得更優的表面光潔度、更小的尺寸公差和更好的刀具壽命。這種方法的缺點是碎屑與冷卻劑混合，很多的冷卻液保質期較短，因此必須頻繁更換，而溢流潤滑有可能弄濕工作場所，使其臟滑且不安全，因此需要使用新的工藝來更換傳統工藝，即微量潤滑。本文綜述了不同材料的不同加工過程中使用的各種MQL方法。MQL需要微量的潤滑劑，因此總體成本降低。它還強調了這一領域未來研究的工作方向。
1、 介紹
與傳統金屬加工流體系統的循環量相比，潤滑劑的數量大幅減少是MQL的關鍵特征。與傳統的溢流潤滑不同，微量潤滑在加工過程中每小時僅使用幾毫升（ml）的潤滑。如今，微量潤滑使用精確計量，潤滑劑幾乎完全用完。典型劑量范圍為每加工小時5毫升至50毫升（刀具切削時間）。潤滑油量的極端減少導致工件和切屑幾乎干燥。由于蒸發和損耗造成的損失，在乳化液潤滑中可能相當大（取決于正在加工的工件），對于MQL來說是無關緊要的。這大大減少了因工作場所員工皮膚和吸入空氣中金屬加工液排放而造成的健康危害。使用MQL時，消除了傳統溢流潤滑的成本膨脹因素。這導致：
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無需準備和處理使用過的金屬加工液；
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減少清潔加工件所需的工作量。由于油漬少，幾乎干涸的碎屑易于回收；
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減少使用的金屬加工液量。
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減少監控和金屬加工液維護所需的工作。
通過微量潤滑系統（MQL系統）提供潤滑劑。在使用點直接將有針對性的潤滑劑使用到潤滑刀具、工件和切屑之間的接觸面。使用壓縮空氣從外部以氣霧劑的形式使用潤滑劑，或者“噴射”潤滑劑液滴到工具上。另一種可能性是通過機床旋轉主軸和刀具內部通道提供內部潤滑劑。
2. MQL的回顧
[1] 本文的目的是回顧使用微量潤滑進行機械加工的相關文獻，尤其是與環境和健康問題相關的文獻，并概述該技術未來的潛在研究。結果表明，對于整個加工過程和加工條件，霧粒子的生成過程及其物理特性尚待確定。與機器和工作場所設計相關的調查結果產生的影響尚待確定。[2] 在所有加工過程中，刀具磨損是一種自然現象，它會導致刀具失效。對高生產率加工的不斷增長的需求需要使用高切削速度和進給率。這種加工本身會產生較高的切削溫度，這不僅會縮短刀具壽命，還會影響產品質量。金屬切削液由于其潤滑、冷卻和切屑沖洗功能而改變了加工操作的性能，但切削液的使用在員工健康和環境污染方面變得更加困難。切削液的使用通常會帶來刀具的經濟性，并且更容易保持嚴格的公差和保持工件表面特性而不受損壞。由于這些問題，已尋求一些替代方案，以盡量減少甚至避免在機加工操作中使用切削液。其中一些替代方案是干式加工和MQL加工。[3] 本文介紹了微量潤滑的效果。本項目工作的重點是微量潤滑（MQL）對coloy 800車削過程中產生的表面粗糙度的影響。采用正交試驗設計了不同潤滑條件下的試驗，每個試驗9個。干的后來，田口方法被用于優化切削參數，使其在不同的切削速度、進給量和切削深度組合中具有最低的表面粗糙度。結果采用方差分析（ANOVA）進行分析。結果表明，進給量對降低表面粗糙度起主要作用，其次是速度，而切削深度對降低表面粗糙度的作用最小。結果表明，與干燥、MQL2和洪水條件相比，MQL1的表面粗糙度最低。利用Minitab軟件對不同切削條件進行回歸分析，建立了切削參數與表面粗糙度之間的數學模型。使用殘差正態概率圖、殘差與順序運行圖檢查模型驗證。最后，使用預測表面粗糙度與實際表面粗糙度圖檢查所開發模型的準確性。[4] 綜述了不同材料制備的不同類型水溶性切削液添加劑的制備和性能。它涉及不同的合成添加劑，根據其官能團分類羧酸酯、二元酸、醚酰胺、取代脂肪酸和其他或鐵材料。在實驗室方法和工廠實際測試中，描述了可溶切削液的測試方法。[5] 微潤滑或也稱為微量潤滑（MQL），通過減少加工過程中使用的切削液體積，作為溢流冷卻的替代方案；但并非沒有重大的健康問題。溢流冷卻主要用于在加工過程中冷卻和潤滑刀具和工件界面。使用冷卻劑對健康造成的不利影響以及綠色加工方法的潛在經濟優勢正吸引制造商的注意力，以適應和開發使用潤滑劑的新方法。本文的目的是回顧使用MQL進行機械加工的最新文獻，強調使用微量潤滑的好處，同時強調使用微量潤滑對健康的不利影響。最后，我們強調了未來相關研究的領域。[6] 與其他潤滑技術類似，該方法的性能也受工藝參數、工作材料、工具材料和所有可用加工工藝中使用的潤滑劑的影響，車削仍然是最廣泛使用的加工工藝，因為其操作種類繁多。這種不同的操作可用于提高生產率和降低制造成本。[7] [8]當以較高的切削參數值車削以提高生產率時，表面光潔度會受到不利影響，并對刀具壽命產生負面影響。研究的重點是改進傳統車削，提高刀具壽命，減少刀具失效。當刀具無法進行任何進一步加工時，此處考慮刀具故障。[9] 產生的總熱量是由于切屑的塑性變形、刀具和切屑之間的摩擦以及刀具和工件之間的摩擦而產生的熱量的總和。在所有這些產生的熱量中，切屑攜帶了大部分產生的熱量（約80%），剩余的熱量在工件和刀具之間共享。[10]與流體冷卻相比，MQL不會產生大量霧。然而，這些技術已經到位，加工對操作員和環境都是安全的。使用MQL還可以降低冷卻液成本，從而降低生產成本。[11] 切屑厚度比-MQL顯示出比在干燥環境下加工更有效的效果。MQL射流具有潤滑和冷卻效果，可最大限度地減少剪切區收縮和塑化，降低切削溫度。隨著切削速度和進給速度的增加，即使在MQL下，由于能量輸入的增加，刀具-切屑界面溫度也照常升高。[12]結果表明，在所有MQL條件中，由于在車輪工作界面周圍形成邊界潤滑環境，中等冷卻液流速和較高壓力具有更好的磨削性能。高階冷卻液濃度（4%）可提供更好的磨削性能，表現為較低的磨削力、較低的表面粗糙度和相對較好的表面紋理。高壓和中等冷卻液流量下的高冷卻液濃度產生了良好的表面紋理，沒有任何燒傷痕跡、污跡或碎屑覆蓋區域。[13] 因此可以得出結論，與完全干切削相比，在保持切削力相對不變的情況下，使用微量切削液有可能保護刀具。[14]。渦流管制冷系統使用空氣代替制冷劑，具有零臭氧消耗、零全球變暖潛能、無污染、無毒、易燃、，對環境更便宜、更環保，克服了全球變暖和臭氧消耗等主要問題。渦旋制冷系統滿足的制冷條件比VCR系統滿足的舒適條件更健康。渦流管制冷系統無運動部件，因此其耐久性更高。安裝和維護比當前的空調系統更容易。由于渦流管的C.O.P較小，冷卻系統在座艙空間較小的車輛中工作良好。[15] 實驗結果表明，MQL加工的切削性能優于采用溢流切削液供給的干式和常規加工，因為MQL主要通過減少切削力來提供好處，從而改善切屑-刀具的相互作用，保持切削刃的鋒利度和較低的加工溫度。表面光潔度的改善主要是由于應用MQL減少了刀具尖端的磨損和損壞。
4. 結論
在仔細研究文獻后發現，盡管采用了各種MQL方法，也使用了各種切削液。主要研究人員已將工作重點放在不同材料的MQL方案上，但對鋼進行了專門研究。此外，還沒有具體研究切削參數變化對表面光潔度、加工時間和尺寸對應用MQL系統實現的公差的影響。因此，本研究旨在研究切削參數變化對工件材料尺寸精度或公差、表面光潔度和加工時間等輸出參數的影響。因此，對于特定的表面光潔度優化技術，采用田口方法來尋找相同的最佳參數。
5. 確認
如果沒有普納阿庫迪D.Y.帕蒂爾工程學院生產工程系S.S.Sarnobat教授的指導，本項目的完成是不可能的。
