MQL微量润滑系统与切削油加工的优缺点

2022-05-29 00:01:46 adminbenshen

MQL有很多优点,还有一些陷 阱值得注意,但首先定义MQL是有帮 助的。在更高水平,它是金属切割过程 中洪水冷却以控制温度的另一种方 法。与其使用(大部分)水流来传 递热量,不如使用相对少量的润滑 剂来减少所产生的热量。MQL的绰号 做得很好


观察到它与冲淋冷却的两个主要区别:最小量和润滑量。 最小数量是一个有点模糊的术语 ,据我所知,它并没有一个国际公认的定义。然而,德国人已经在 DIN69090中建立了一个良好的起点 ,将其描述为高达50毫升/小时的润 滑剂,在特殊情况下,高达150毫升 /小时。这与洪水时常用的30-60000 毫升/小时形成鲜明对比。使用量的 巨大减少——通常你看不到正在使 用的润滑剂——对于习惯于洪水冷 却剂的操作人员来说,可能是最困 难的事情。


另一个区别是使用润滑来减少所 产生的热量,而不是简单的热量去 除。洪水冷却在很大程度上依赖于 冷却剂流动时的导电传热切口、工具和工件。MQL依赖润滑剂 减少二次剪切区产生的热量,即由 吹热的空气产生的对流热传递

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切削区域的热烈较大,切削液被蒸发了。 知道这一点有助于理解 MQL的利与弊。专业人士的可分为三类:环境精神、企业和经济。MQL是一种更环保的方法 比使用洪水冷却剂。大部分的润滑剂是植物基酯类的或者是无毒的脂肪性酒精易生物降解的它被认为是干燥的过程(小于2%的流体是在液体存在的地方集落。不需要有任何液体处理或回收。因为润滑性是关键是,MQL通常是直接完成的

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不需要杀菌剂,也不会发臭的油。 它的选择通常仅仅是基于它的环境 效益。这对企业的优势也可以是显著的。 这种油很少会刺激操作者的皮肤,消 除皮炎,让员工更快乐、更健康。减 少液体有助于保持地板的清洁,有利 于美观和安全。这也意味着当机械加 工完成时,零件是干净的。这通常消 除了二次清洗操作的需要,同样,如 果人们可以避免让操作员处理一个光 滑、沉重的部件,这是一个安全效益 。表面饰面通常更好,工具寿命通常 得到提高,而以前切割的微粒(比过 滤器小)不作为 流体再循环时的磨料。 通常也有经济效益。最明显的节省 是由于减少了液体的使用。每滴油的 成本比冷却剂高,但当计算每一部分 时,成本通常更低。工具寿命的提高 也节省了费用。但节省在许多其他不 明显的形式:你不需要购买设备保持 液体清洁和可用,改进机器运行时间 当冷却剂不进入部件和面板,减少能 源使用,因为你不运行泵和其他流体 系统。MQL在许多方面帮助提高运营效 率。然而,就像生活中的一切事情一样 ,这些好处并不是免费带来的。洪水 冷却很容易得到纠正。只要你有液体 流过的地方 图2|A经验法则:工件-工具-芯片之间的热分布为5%,5% 和90%。(图由unist,Inc.提供) 切对了。MQL并没有那么宽容。因为 你用的液体很少,所以到达正确的 位置是关键的。当使用外部喷嘴时 ,它们必须正确定位。虽然在锯这 样简单的设备上很容易做到,但这 在运动的加工中心是具有挑战性的 。通过工具的MQL使输出定位更加自 动,但需要更多的系统更改,如特 定于MQL的工具支架和工具。 MQL对所使用的润滑油量也很敏感 。经验证据表明,工具寿命与润滑 剂的应用图是一个浴缸曲线。你可 以涂太多,你可以涂太少的润滑剂 ,之间有相当广泛的结果。目前还 没有实际的工具来预先确定这个数 额。这是一种尝试式的方法。 当移动到MQL时,人们还必须考虑 芯片疏散。没有液体流来清洗芯片 ,所以在实施MQL之前应该考虑如何 移动它们。一个经验法则是,工件- 工具-芯片之间的热分布分别为5%、 5%和90%。有非常热的芯片与工件保 持接触会增加工件的温度。如果允 许芯片积累,重新切割芯片也可能 会出现问题。这通常可以通过使用 空气吹出喷嘴或芯片风扇吹走芯片 来处理。但如果不考虑,芯片问题 可能会让经验不足的MQL采用者大吃 一惊(见图2)。 该工具和工件也将运行与MQL比与 洪水更温暖。只要工具保持在其设 计的操作范围内,这通常不是一个 问题,而且,如前所述,缺乏淬火 可能会产生积极的副作用。然而, 根据工件的热质量、所需的公差和 切割产生的热量,工件的热膨胀会 影响位置和尺寸精度。有缓解技术和这个问题相对罕见,但过程可能需要改变以 适应MQL。 TLT:一个MQL系统能轻松地取代一个洪水系统吗? 沃克:简短的答案是,从设备的角度来看,答案通常是 肯定的,从切割过程的角度来看,这是一个可能的问题 。较长的答案取决于您正在做的机器类型和操作。 在像锯子这样相当简单的机器上,开关通常很容易。 断开洪水系统(如果有的话),连接MQL涂抹器,安装喷 嘴(通常是专门为锯而做的),你就准备好了(见图3) 。 在数控机床上,它更加微妙。这取决于机器的类型, 如果你通过主轴施加流体,喷洒外部喷嘴或两者都有。 例如,在五轴机器上,外部喷嘴与工具MQL(优化旋转输 送路径的流量)相比,将它们喷在正确的位置,但又远 离工具转换器和其他移动的东西)(参见图4)。 TLT:MQL工艺是否可以应用于非传统材料,如钛和铬镍 铁?沃克:是的,可以。它的工作效果和实用性取决于材料 和对它所做的操作的具体细节。 对于钛,有几项实验室研究表明MQL工作良好。然而, 我的经验是,在这个领域的一些斗争。我认为,这在很大 程度上是因为前面提到的过程敏感性问题。加工钛是困难 的,MQL增加了另一层过程需要考虑。我认为这是一个成 熟的问题,不仅仅是MQL的基本限制,但无论如何,今天 都是一个挑战。 相比之下,MQL在切割石铁时通常做得很好。对润滑二 次剪切带的关注似乎有助于减少堆积边缘的发展。许多 与英通合作的人看到,当改用MQL时,工具寿命显著增加 。TLT:汽车行业正在广泛地使用MQL工艺。你能告诉我们洪水 系统节省的成本吗? 沃克:福特、沃尔沃、梅赛德斯-奔驰、宝马和大众在曲 轴、发动机、变速箱和底盘零部件的加工中都广泛使用 MQL。福特表示,与湿式运营相比,MQL的总拥有成本提 高了13%。这些节省来自于流体的减少,由于电子故障和 妨害警报的减少,电池的正常运行时间增加了20%-30%, 能够拥有平坦的地板,减少了水的使用,使加工电池更 近 图3|安装在一个锯子上的SimpleMQL系统。(图由unist,Inc.提供) 转移线路和其他清洁的操作。 《金属切削理论与实践》一书的最新版本指出,在机 械加工中使用的总能量的30%-40%进入了冷却剂系统。福 特报告说,通过消除这一现象,它看到了显著的净节能 效果。高压冷却剂的能量被消除,但压缩空气的能量略 有增加(见图5)。 所有这些都不是没有采用者的努力。在大众汽车的萨 尔茨吉特工厂,他们与工具制造商合作,优化了tapMQL 的性能。他们发现,和其他许多人一样,对低体积气溶 胶流动的优化设计与对大体积液体流动的优化设计是不 同的。一旦完成了,他们发现他们可以比以前多敲取32% 的棋子。 改进这个过程可以带来巨大的不同。作为



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