作為一個專業的潤滑工程師,當第一次看到微量潤滑裝置時的第一個反應是“這么高大上的東西!”,當得知機床廠家已經使用了SKF-福鳥微量潤滑裝置后,感覺是更加不好,那么著名的廠家還擁有先入優勢,我們的機會太渺茫了。
一段時間后,機床廠家設計人員來電詢問一些技術問題時,我們知道現場服務需求給了我們機遇。當我們現場工程師幫助把SKF-福鳥微量潤滑裝置調整好后,我們也贏得了寶貴的試用機會。
我們知道不能浪費機會,全力以赴解決現場的一切問題,終于在五年時間以后得到了機床廠家的認可。產品隨機床一起通過了用戶的驗收。
今天,把我們的心得記錄下來與重慶機床(集團)的工程師們分享:
一、油量夠嗎?
基本所有第一次接觸微量潤滑的操作工都會非常緊張油量夠不夠的問題,北京大山子附近一位從事機械加工60多年的老師傅非常把握地說:絕對不可能,該用冷卻液的就一定要用,深孔鉆就更沒有可能了,排屑就無法解決。
機床廠的現場人員也緊張地問我們該如何鑒別潤滑油量夠不夠的問題,用戶的操作工關心刀耗,普遍就是這么少的油量,行嗎?
日本OSG刀具公司現場人員明確指出,他們在別的案例中需要潤滑油量200ml/h,更令我們倍感壓力,畢竟我們僅僅不到10ml/h的油量啊!
在用戶組織下,我們組成了母材供應商、刀具供應商、微量潤滑供應商和機床廠家專業人員組成的工作小組,分別在兩臺油孔鉆加工中心上進行對比試驗,一臺繼續以我們的微量潤滑裝置提供不到10ml/h的潤滑油進行加工,另一臺則采用大于150ml/h供油量進行加工,二周后統計結果是:大油量進行孔加工的刀耗很高,幾乎是小油量孔加工的一倍還多。
油霧中油含量與油顆粒度成一定關系,顆粒度大,含油量(單位立方中的油量)比較大,顆粒小,含油量比較小。切削刃與工件的接觸面(線)是非常緊致的,液體因為表面張力很難進入到兩者中間,只有那些粒徑非常細小的油滴才能進入形成潤滑膜,改善兩者間的摩擦。
隨著切入、撕裂,工件表面更加不平整,更增進了細致油膜及大粒徑油滴進入的可能,但切削刃前刀面因為鐵屑的緣故,反而更不易獲得潤滑油形成保護膜。而我們微量潤滑裝置的空氣動力油霧發生器所產生的油滴不僅細膩,同時還是帶電粒子,其和刀具與工件(鐵屑)摩擦生成的電荷相吸,會在加工區域全部帶電區域形成細致潤滑膜。
上述機理保證了微量潤滑技術采用最少量潤滑油即可進行機械加工的正常進行。
二、成本高
一般人均會認為采用微量潤滑技術,需要采用微量潤滑專用潤滑油,肯定費用高企。但得益于消耗低,采用微量潤滑的成本更低。
美國戴姆勒克萊斯勒、福特、通用的統計證明采用微量潤滑技術平均可獲得8.5%的機械加工成本的節約,有些加工可節約15%。
由于統計口徑不同、各制造廠對成本理解不同,目前成本數據仍比較難獲得。對于特定的加工,更需要統計收集。
三、刀具壽命更長嗎?
采用微量潤滑后刀具壽命更長的機理是什么呢?除了上述更好的潤滑外,還有下述因素導致刀具更耐用:
1、壓縮空氣比切削液散熱效果差,在刀具和工件的頻繁接觸、退出過程中,刀具始終保持比較高的溫度,不會如切削液般對刀具及涂層產生熱沖擊,因而刀具不易因熱脆性而損壞;試圖用水或切削液來冷卻不僅會帶來工件銹蝕隱患,結果反而不利于刀具壽命。
2、刀具及涂層耐受的加工溫度是比較高的,或許多數人會擔心加工溫度太高而損及涂層和刀具。據我們了解,在深孔加工狀態下鉆孔1分鐘左右,鉆頭內置熱電偶測得鉆頭溫度148C。雖然微量潤滑準干切是高溫加工,但溫度在刀具和涂層許可范圍內。切削溫度超過時確會影響刀具和涂層壽命,需要根據具體加工情況進行調試,例如改變切削參數。
3、刀具壽命延長的程度受制于工件材料特性、加工參數設定,需要結合生產加工實際情況反復調試摸索得出最佳結果。我們在一汽滾齒加工實現刀具壽命延長超30%。
四、新機床設計采用微量潤滑裝置和老機床微量潤滑準干式改造的異同
新機床采用微量潤滑裝置為冷卻裝置時:
1、機床防水可以省略,節約投資;
2、電氣元件、控制元件免受切削液影響可以期待更多服務壽命;
3、鐵屑、飛屑防護需要特別關注并設計,相應造價會增加
4、排屑系統需按照無切削液沖刷來考慮設計,必要時可采用真空排屑系統;
5、油霧收集、過濾、排放:應依據環保關于車間空氣質量有關要求配置,無特殊要求。
6、操作手冊中應包括關于定期清潔的內容,保持機床內部各區域的潔凈,防止飛屑殘留對電氣、控制元件的影響;
7、推薦切削參數:以往的切削參數推薦值多在切削液狀態下擬定,微量潤滑準干式加工時的切削參數推薦值須兼顧機床和刀具狀態擬定;
8、潤滑油:微量潤滑技術包含微量潤滑專用潤滑油,油品不僅關系到潤滑效果、刀具壽命,更為重要的是因其霧化成可吸入狀態,確保其毒理學無害是廠家的非常重要的安全責任和社會責任。
舊有機床進行微量潤滑準干式加工改造:
1、將原切削液入口與微量潤滑裝置出口連接,將機床冷卻開信號接到微量潤滑裝置出口閥門即可;
2、切屑排出系統需要關注,必要時需要改造;鐵屑積存是改造工作常見問題,每周維護保養時間的鐵屑清理成為規定動作;
3、切屑參數調整需要在微量潤滑供應商指導下進行,有些機床因驅動功率限制不能發揮出微量潤滑準干式切削高效的特征。需事先向用戶做出說明;
4、有條件的用戶在改造后可進行油霧防護,進一步改善車間和機床內部空氣質量。
五、調試和驗收
新設計生產的機床交付到用戶現場后,會面臨著調試和驗收多重要求,在面對全新的準干式切削機床時,微量潤滑必然成為關注要點,與之相關的問題唯有在機床廠家、微量潤滑供應商和刀具廠商協調下才能獲得完美結局。