你真的了解微量润滑技术吗?

2022-05-24 17:09:19 adminbenshen


本申微量润滑

随着生态保护、能源消耗和资源节约要求的日益严格,越来越多的国家开始实施节能减排和环境保护计划,这决定了绿色制造技术的发展和实施势在必行。

在绿色理念的指导下,绿色制造技术涉及产品设计、制造、包装、运输等各个环节,直至产品报废处理,对环境和资源的负面影响最小,可以最大限度地提高资源利用率,从而达到兼顾企业经济效益和社会效益稳步提高的综合目标。从国内企业的实际情况来看,目前已经在一些工厂的生产中得到了一定的应用,主要是绿色机加工制造技术。例如,微润滑技术逐渐取代了传统的切削液湿加工方法,因为它具有降低制造成本、改善工厂环境等优点。

技术概述微量润滑

1.概况

MQL技术,即气体和液体混合微润滑技术,也被称为最小润滑。它来自Lubication,Lubication,是一种新型的金属切割冷却润滑方法。这种工作方法是通过将压缩空气与极为微量的润滑油混合蒸发,形成微米级的液滴,然后喷洒到加工区,从而有效地冷却、润滑和清除切屑。

目前,该技术已成功应用于国内一些主流汽车动力总成(主要是发动机厂和变速器厂)企业:首先,在具有德国大众背景的合资企业或独资企业中,该技术主要用于曲轴加工领域,然后成功应用于连杆线的粗加工站,并准备将其推广应用于气缸体和气缸盖加工。第二,在一些以福特汽车为代表的美国企业(如长安福特)和一些独立品牌汽车企业(如长城汽车),该技术主要用于加工铝合金外壳零件,如变速器外壳、发动机缸体和缸盖。


2.优势

作为一种绿色准干式加工技术,MQL技术具有以下优点:

在加工过程中,无需更换MQL油,只需定期将(即添加)微量无污染润滑油混合到压缩气体中即可。在整个操作过程中,没有废液排放。设备净化处理后,可直接排放油雾,有效避免工业生产对环境的污染。

加工过程中产生的切削热加工过程中产生的切削热量得到抑制和减少,刀具使用寿命得到提高。利用高速雾粒供应切削液,增加润滑剂的渗透性,提高冷却润滑效果,提高工件表面处理质量。

由于MQL技术的实施,润滑介质的消耗量非常低,一般来说,每小时消耗量仅为0.05~0.1升。相比之下,乳化液在传统湿式加工中的消耗量约为每小时1000升,MQL技术的实际切割液消耗量仅为传统加工量的万分之一,大大降低了切割液的成本。此外,它还可以保持切割区域外的工具、工件和切屑的干燥,这不仅避免了处理废液的问题,而且有效地降低了辅助材料的消耗和切割液的后处理成本。

工作原理及微量润滑系统

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简而言之,微润滑系统是一种控制油量的喷油装置。该系统结构主要由三部分组成:油雾供应系统、喷嘴和润滑油。该系统简单,整个设备占地面积小,易于安装在各种机床旁边。


1.分类微量润滑系统。

MQL系统可分为单通道型和双通道型。两者的区别在于空气和润滑油混合形成气溶胶的不同位置,即根据微切削液的传输和雾化差异,将其分为两种形式。单通道类型的特点是:空气和润滑油在发生设备中混合成气溶胶,然后通过刀具内的轨道将气溶胶输送至加工区。双通道类型具有以下特点:空气和润滑油被输送到不同轨道附近的混合室,形成气溶胶,然后输送到加工区域。虽然单通道系统比双通道系统更容易制造,但在输送冷却润滑油雾时,尤其是在离心强度较大的旋转主轴上,油雾容易分散,这往往导致加工区油雾分布不均匀,影响加工质量。由于双通道类型的微润滑系统在气溶胶形成后,在输送区域内的距离更小,应用效果更好,因此润滑效果更好。


2.微量润滑装置的产品化。

MQL可分为内部冷却和外部冷却系统。前者的气雾通过机床的主轴,通过刀具的内孔和端子喷出,或通过原始切削液管道从原始喷嘴位置喷出,以达到最佳使用效果;后者的气雾由机床外部引入,刀具外部供应。

另外,根据之前的介绍,MQL装置也分为单通道和双通道,单通道微润滑系统主要由主体(即油雾单元)、球阀、供油单元和相应的切削加工单元组成,双通道系统主要由主体(包括气体供应和油雾(供应)复合单元)、球阀和旋转接头组成。

一般来说,外冷系统适用于刨床、车床、铣床、中心锯床等外冷刀具的机床。适用的材料包括铜、铝、镁、易切削钢、中等难切削钢等。内冷系统主要用于数控车床、加工中心、孔加工机床等,更适用于内冷钻头、内冷铣刀、内冷丝锥等内冷工具的加工。当然,它也适用于外冷工具的使用。适用材料包括铝合金、铜合金、镁合金、各种铸铁、易切割钢、中高难切割钢等。


在发动机曲轴斜油孔加工中应用微润滑技术。


在国内外汽车发动机行业,小排量汽油发动机的曲轴主要由铸铁制成,尤其是球墨铸铁。对于大排量(超过1.6升)的中型汽油发动机,特别是具有涡轮增压功能的发动机,大部分曲轴材料为锻钢。曲轴作为发动机的关键部件,不仅结构复杂,而且,而且具有较高的技术要求。因此,为了加工合格的工件,各企业将在相对成熟的传统工艺的基础上,不断改进和改进生产工艺。随着汽车轻量化和对绿色制造技术的日益重视,一些主流发动机制造厂的实际生产也采用了MQL等新型制造技术。

以下是曲轴粗加工阶段的一个典型案例。


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21世纪初,大多数国内主流汽车发动机企业仍采用枪钻这一已使用多年的传统工艺,对深孔如斜油孔进行加工(见图1a,从图1a可以清楚地看到斜油孔的情况,图1b是位于轴颈表面的深孔端口)。这种制造技术首先被命名为加工枪管。由于高精度的孔(如枪管)可以通过一次进给生产,多年来在深孔加工中得到了广泛的应用。


在操作过程中,使用引导条支撑刀具,从钻头位置的进油孔将切割液输送到切割区域,同时实现润滑和冷却,有利于去屑,然后让切割液沿沟通进入油箱进行统一处理。但近年来,由于其投入和使用成本高,切割(润滑)液体在加工过程中消耗非常大,所以一些领先的技术理念企业,在新生产线或新生产能力工艺规划中,用高速深孔钻取代传统的枪钻工艺,为应用微润滑技术创造了条件。


一方面,仍然使用传统的润滑方法,只有一个庞大的润滑冷却系统非常昂贵,随后的使用成本相当高;另一方面,必须有大流量、高压、高过滤精度的润滑切割液,否则会影响油膜的建立,造成排屑困难。这主要与枪钻加工后的孔壁密切相关,表面形状对排屑产生不利影响,在曲轴斜油孔等直径比大孔加工中更为突出。此外,由于枪支钻是古怪的,它还必须配备一个钻盖。


而当曲轴斜油孔的加工采用微量润滑技术后, 一方面配以BENSHEN本申)公司提供的双通道微润滑系统,该系统为内冷式结构,双通道是指气管跟油管分别处理,最后才在刀具内混合后喷出。另一方面,当深孔加工由枪钻改为双刃高速钢麻花钻后,就不再需要钻套。进而,由于微量润滑的油雾本身质量就很小,且因加工中受力对称,形成的孔壁就较光滑。


除了上述两个优点外,相应的工艺试验表明,微润滑的应用也显著提高了工件的清洁度,因为在加工过程中更容易排出,有利于回收,在清洗过程中不容易残留。此外,这种切割可以被认为是准干的,不仅使用成本低于传统方法,而且雾化润滑油更有利于油膜的建立。


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