淺談微量潤滑切削技術(shù)

1、淺談微量潤滑切削技術(shù)產(chǎn)生條件.在金屬切削加工過程中，通常都要使用切削液。切削液在切削加工中主要起冷 卻、潤滑、排屑和防銹的作用，有助于提高刀具耐用度，減少工件熱變形，保證 工件已加工表而質(zhì)量等。但是切削液的大量使用也造成了很多負(fù)而影響，不僅導(dǎo) 致生產(chǎn)成本大大增加，還給環(huán)境和人體健康帶來了巨大的潛在危害。高速切削是高性能加工的一種主要工藝技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、模具、 汽車等行業(yè)。由于機(jī)床主軸高速回轉(zhuǎn)(800060000r/min)會(huì)在刀具周圍產(chǎn)生離心 高速、高壓氣流，依靠常規(guī)加大切削液流量、降低切削溫升的辦法已不能達(dá)到理 想的效果。采用有效的冷卻潤滑條件，可以冇效降低切削溫度，改善切削摩擦狀

2、 態(tài)，抑制刀具磨損，成為進(jìn)一步提高加工效率的主要技術(shù)途徑。與此同時(shí)，在金 屬切削加工領(lǐng)域涌現(xiàn)擊了多種用于替代傳統(tǒng)濕式冷卻潤滑加工方法的環(huán)境友好 的新型綠色切削加工技術(shù)，如干式、液氮冷卻、噴霧冷卻、風(fēng)冷和微量潤滑切削微量潤滑切削.微量潤滑(minimal quantity lubrication, mql)是一種金屬加工的潤滑方式, 即半干式切削，切削是指將壓縮氣體(空氣、氮?dú)?、二氧化碳?與極微量的潤滑 油混合汽化后，形成微米級(jí)的液滴，噴射到加工區(qū)進(jìn)行冇效潤滑的一種切削加工 方法。切削液的用量一般僅為0.030. 2l/h(傳統(tǒng)濕法切削的用量為20 100l/min),可有效減小刀具與工件、刀

3、具與切屑之間的摩擦，防止粘結(jié)，延長 刀具壽命，提高加工表面質(zhì)量。mql的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，適用范圍廣闊，國內(nèi)外關(guān) 于mql的研究包含了幾乎所有的切削工藝，如鉆削、銃削、車削和磨削等。mql技術(shù)融合了干式切削與傳統(tǒng)濕式切削兩者的優(yōu)點(diǎn)：一方而，mql將切削 液的用量降低到極微量的程度，不僅顯著降低切削液的使用成本，而且通過使用 自然降解性高的合成酯類作為潤滑劑，最大限度地降低了切削液對(duì)環(huán)境和人體的 危害；另一方面，與干式切削相比，mql出于引入了冷卻潤滑介質(zhì)，使得切削過 程的冷卻潤滑條件大大改善，刀具、工件和切屑z間的磨損顯著減小，有助于降 低切削力、切削溫度和刀具的磨損。這種切削技術(shù)也稱為半干式切削

4、，在二十一 世紀(jì)以綠色環(huán)保為主題的影響下有著很大前景。mql油霧系統(tǒng).mql的供液系統(tǒng)mql供液系統(tǒng)主要有2種形式：一種是外置式供液系統(tǒng)；一種是內(nèi)置式。內(nèi) 置式供液系統(tǒng)集成在機(jī)床內(nèi)部，潤滑油和壓縮空氣的混合物通過機(jī)床主軸內(nèi)孔和 刀具內(nèi)置的輸送管道導(dǎo)入加工區(qū)，冷卻潤滑油霧供給更加容易。但該方式對(duì)主軸 結(jié)構(gòu)提出了新的耍求，常常限制了主軸的最高轉(zhuǎn)數(shù)。外置式供液系統(tǒng)是單獨(dú)設(shè)計(jì), 油霧供給的結(jié)構(gòu)簡單，幾乎不需要改造機(jī)床。潤滑油和壓縮空氣在機(jī)床外部通過 混合裝置混合后可由多個(gè)噴嘴引出，作用于加工區(qū)的刀具和工件。但是當(dāng)加工的 工件直徑變化較大或換刀吋，原來噴嘴的位置必須經(jīng)過手動(dòng)或通過其他的輔助定 位系統(tǒng)的校

5、正，來實(shí)現(xiàn)噴嘴軸向、徑向和角度的正確定位。外部式油霧供給屮， 對(duì)特定的加工方法（如鉆削）還存在工藝上的困難。采用目前技術(shù)，潤滑油霧在加 工區(qū)最多只能實(shí)現(xiàn)長徑比約23的潤滑。深孔構(gòu)件的銃削也存在相似的問題。對(duì)于微量切削液的傳輸霧化，也有2種形式：一種是單通道，這種形式需要 一個(gè)單獨(dú)的霧化裝置，然后把霧化好的液滴和壓縮空氣的混合物，通過一個(gè)通道 傳輸?shù)絿娮?；另一種為雙通道，不需耍單獨(dú)的霧化裝置，通過兩個(gè)通道，里而小 通道為微量切削液，外部大通道為壓縮空氣，在靠近噴嘴處（霧化區(qū)）或利用噴嘴 進(jìn)行霧化，進(jìn)而噴射到切削區(qū)。與雙通道系統(tǒng)相比，單通道系統(tǒng)更便于制造，但 在輸送潤滑油霧時(shí)，特別是在具有強(qiáng)烈離心

6、作用下的旋轉(zhuǎn)主軸中吋，油霧會(huì)被分 散，這常導(dǎo)致加工區(qū)油霧不均勻，使加工質(zhì)量變弟。mql的切削加工性能.大量研究結(jié)果已證實(shí)，在對(duì)鈦合金、淬硬鋼、高溫合金和不銹鋼等材料的切 削加工應(yīng)用中，與使用干式切削和濕法切削相比，mql表現(xiàn)出了良好的切削性能, 止確合理的使用mql能有效提高刀具耐用度，改善工件已加工表面質(zhì)量。由丁常規(guī)的mql技術(shù)在高速切削難加工材料時(shí)，切削區(qū)溫度過高會(huì)使刀具表 面的潤滑膜失去潤滑效果，采用有效的降溫手段可進(jìn)一步提高mql的效果。如果 能大幅降低現(xiàn)有壓縮空氣的溫度，則一方面可以提高切削區(qū)換熱的強(qiáng)度，改善換 熱效果；另一方面，換熱效果的提高又可以使?jié)櫥旱卧诘毒弑砻嫘纬傻臐櫥?進(jìn)一步保持潤滑能力，從而提高刀具的耐用度。如杲將mql與氮?dú)饨Y(jié)合使用，mql 能表現(xiàn)更好的切削性能，這主要是由于氮?dú)獾母粞踝饔?。高速干切削加工從根本上解決了切削液帶來的弊端，不僅有利于工人的健康 和環(huán)境的保護(hù)，而且可以降低加工成木，無疑是一種很有發(fā)展前途的綠色加工工 藝。但應(yīng)用領(lǐng)域受到一淀的限制。微量潤滑技術(shù)是一種冇效的綠色制造技術(shù)，在 潤滑、除屑等方面具有突出優(yōu)勢(shì)，低溫mql技術(shù)作為一種方便應(yīng)用機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng) 的新型冷卻潤滑技