越來越多的工廠在尋求減少冷卻液在機加工時的使用數量,而采用微量潤滑或稱半干式加工獲得了令人耳目一新的經濟性,由于該技術的優點和局限,微量潤滑的成功需要適當的使用方式和適當的切削要求配合。微量潤滑或半干式加工是將少量的潤滑油以顆粒狀和空氣混合以提供潤滑并減少切削區的摩擦。微量潤滑的概念是20年前就建立起來的,其從以下幾個方面進行考慮:
- 環保和車間內切削液顆粒所引起的職業病;
- 切削液管理:微量潤滑技術可以減少切削液使用量從而削減采購及廢液處理成本;
- 采用微量潤滑還可以減少工件、刀具和機床清潔的時間,潤滑油顆粒幾乎在機加工過程中完全消耗,工件、工具和機床大部分是干燥的;
- 采用微量潤滑的車間也是清潔的,微量潤滑的流體流量可在30 ml/hr到50 ml/hr間調節,比切削液消耗少很多,例如,切削液消耗為10升/分鐘,而微量潤滑的潤滑油消耗是50 ml/hr以下。
雖然一些微量潤滑供應商宣稱所有切削液均能使用該技術,但大部分工廠仍只使用植物油或合成油,這些高性能的油具備優異的潤滑性和天然的溶解性,同時關鍵是它們是對環境無害的。另外,植物油不易揮發,允許連續不停地使用并能保持帶走熱量,這能幫助刀具溫度穩定并降低對刀具的熱沖擊。切削液會給刀具形成熱沖擊,采用微量潤滑可以能有效防止熱沖擊。輸送潤滑油的方法有多種,一種方法是在多普賽猛可敵微量潤滑裝置中產生的油氣顆粒并用壓縮空氣通過機器原有的切削冷卻液通路輸送到刀具和切削加工面,在這種方式下,為減少主軸高速旋轉的離心力對油氣顆粒混合氣中油顆粒的破壞,一方面要控制油顆粒的粒度,另一方面要盡量不增加油氣顆粒輸送路徑中的變徑、彎通。采用該方法可以利用現有機床切削冷卻液的通路來輸送油氣顆粒混合氣,方便實用,特別適合對運行中機床的改造工作,幾乎可以在一個工作日內完成改造調試工作。
另一種方法是用同心管方式分別輸送油和氣,在接近潤滑點(面)的地方,采用特殊設計的噴嘴對油和氣混合,噴射到切削刀具和加工面
干式加工
工業實踐中已經大量使用干式加工來加工硬質鋼制部件,僅采用壓縮空氣進行冷卻,即使產生的溫度比濕加工更高,但加工中溫度變化更小對刀具的熱沖擊也要小。
滲碳、陶瓷、水泥、CBN和PCD是易碎的和對碎屑敏感,極易因為熱應力破碎,鉆和銑加工硬質合金刀具的熱應力特別嚴重,例如,隨著進入和退出工作銑刀的熱量變化和溫度差異導致銑刀的膨脹和冷縮產生疲勞,系列熱裂紋如梳子狀排列直到刀具邊緣并開始惡化。
為什么選擇濕加工?
切削液-冷卻液和潤滑劑-在機加工中通常有以下幾項主要功能:
• 帶走切割點的碎屑
• 清潔刀具和工件
• 防止工件和機器腐蝕
• 減少加工中產生的塵土和微小碎屑
• 冷卻刀具和工件
• 降低刀具磨耗
• 改善切割精度
另外,切削液的潤滑能力將減少摩擦,延長刀具壽命,改進工件表面。但切削液的缺點是:
• 有害于工作場所
• 會引起過敏反應、呼吸障礙、中毒或傳染
• 采購和處置成本昂貴
美國OSHA設定的允許排放標準是0.5 mg/m3 而汽車零部件車間在使用通常的冷卻液冷卻和潤滑時油霧的排放標準是20 到90 mg/m3. 切削液采購、管理和處置的費用近年顯著地增加,例如,汽車工業的調查顯示切削液成本占了整個生產成本的20%,而工具成本僅7.5%,切削液處置費用一直增長并超過了冷卻液購置成本,這樣更多工廠就更愿意使用微量潤滑或近似干式加工技術來降低切削液的使用.
歡迎采用微量潤滑進行準干式機械加工
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