对于许多制造工程师来说，很难想象没有切削液的切削方式。对于其他人来说，这是必要的，因为他们的机器可能没有针对切削液进行设置，或者可能有其他因素在起作用。对于一些世界上最成功的制造商来说，这一切都归结为成本，他们已经能够通过使用MQL微量润滑和干式加工技术来降低成本，汽车行业在这方面尤其成功。
金属加工液成本与其他加工成本
许多消息来源表明，与冷却剂相关的成本比工具高得多——事实上是 2 到 4 倍。考虑到这个比率，即使是刀具寿命的相当大的减少，也远远超过了节省切削液所付出的代价。事实是，使用MQL微量润滑和干式加工，刀具寿命根本不会缩短。在某些情况下，刀具寿命实际上有所提高。
此外，我们生活在一个越来越关注我们所做的事情对环境和健康的影响的世界。对于大多数商店来说，处理旧冷却剂是个问题，吸入过多的冷却剂雾是一个巨大的潜在健康风险。
例如，欧洲的商店已经比美国更普遍地使用干式或 MQL（微量润滑剂）加工技术，因为那里的冷却液处理成本要高得多。然而，就制造业经济而言，像德国这样的国家仍然是不可忽视的力量。已经提出了新的规定，随着时间的推移，这里的洪水冷却也将变得更加困难。
进入微量润滑和干式加工的世界。我们可以在没有冷却液的情况下进行加工吗？在许多情况下，答案是：“是的！” 但这需要什么？
加工工艺对 MQL 的适用性
并非所有加工工艺都同样适用于MQL微量润滑或干式加工。此图表显示了从高到低的适用性：
图表上进程位置的原因各不相同。例如，钻孔几乎不需要冷却帮助。它的主要问题是排屑，而简单的溢流冷却液做得更好。
什么是微量润滑或 MQL？
微量润滑 MQL是将最少量的冷却液或微量润滑剂直接应用到工具/工件界面的过程。其目标是尽量减少冷却剂成本和环境影响。通常MQL微量润滑油形成雾状喷射到切削区域的应用。
冷却液具有多种作用：
冲洗
润滑
冷却
MQL使用一层油膜来满足润滑需求。这对于喜欢将芯片焊接到工具上的铝等材料至关重要。润滑还降低了工件和切削工具之间的摩擦，这意味着产生的热量更少。
MQL的其他名称包括微量润滑、近干加工、微量润滑和微剂量。
什么是干加工？
干式加工是完全不使用任何切削液或冷却剂的加工。
微量润滑和干式加工的好处
MQL 和干式加工有很多好处：
降低冷却剂相关成本。MQL 使用 1/10,000 的洪水冷却流体——少了很多！节省是有的，但低于这个比率，因为 MQL 油比水溶性冷却剂更贵。 福特声称，当他们采用 MQL 时，与切削液相比，总体节省了 15%。这包括较高的工具成本。
更环保的制造：MQL 和干式加工比溢流冷却剂更环保
溢流冷却液会在硬质合金刀具中引起热冲击，从而缩短刀具寿命。MQL 和干式加工可以在适当的条件下延长刀具寿命。
除非采取预防措施，否则水基溢流冷却剂很容易滋生微生物。使用 MQL 和干式加工，您不必担心令人讨厌的臭味冷却液。细菌不会在 MQL 油中生长。
地板上不再有冷却液泄漏。
使用 MQL 不再需要处理成本。
您可以在没有完整外壳的情况下进行加工，尽管雾气遏制仍然可以争论。
MQL 和干式加工对机械师来说更健康，因为没有雾气可以吸入，而且 MQL 油通常不会引起皮疹。更好的 MQL 油是无毒且可生物降解的。
无需保持适当的冷却液混合比，因为 MQL 油不会蒸发。
腐蚀性冷却剂化学品不会剥落油漆或生锈。您的 CNC 机械将持续更长时间。
零件的表面光洁度通常更好。
减少对水的需求。 福特声称他们通过 MQL 节省了 99.8% 的用水需求。
所需的占地面积减少。
较低的能源需求。
Ford 估计，他们可以使用 MQL 将循环时间缩短 20%。
一些加工活动，例如医疗设备，受益于干式加工的清洁度。您不想使用被潜在有害化学物质污染的髋关节。
MQL 和干式加工的缺点
当然，MQL 和干式加工也有缺点：
它们对过程比洪水冷却更敏感。必须注意正确设置它们。
由于使用的冷却剂少得多，MQL 对正确瞄准喷嘴极为敏感。例如，在车床上使用切断工具时，喷嘴必须从下方向上喷射到切口中。从顶部喷涂不起作用，因为切屑会卷曲在刀具顶部并阻塞油。
模具成本略高。
热量是尺寸精度的问题。洪水冷却剂在保持均匀温度方面做得更好。热量可能来自周围环境，也可能来自与零件接触的芯片。MQL 和 Dry Machining 的切屑比溢流冷却切屑更热。
与水溶性洪水冷却剂相比，油具有更大的火灾风险。您可能需要在机器外壳内进行火灾探测和灭火。
如果您的机器未设置 MQL，则可能需要修改机器。这包括安装 MQL 齿轮以及设置控制以打开和关闭它。
需要进行一些实验来确定雾中需要多少油。它（还）不是一门科学。
由于温度较高，模具成本可能会略高。为了获得最佳性能，更高等级的硬质合金和更高性能的涂层是有帮助的，而这些都是更高的工具成本。这被较低的冷却剂相关成本所抵消。
Ford 估计使用 MQL 可缩短 10% 的刀具寿命。
MQL 不太适合深孔钻削或钛和镍基合金等非常坚韧的材料。
MQL 和干式加工的额外热量会影响某些合金。例如，它可以对马氏体不锈钢合金进行过度回火。此外，钛等一些材料的导热性不好。他们需要洪水冷却剂来尽可能地捕获和带走热量。
MQL 与干式加工
MQL 也称为近干式加工。掌握 MQL 比干式加工需要更多的努力和费用，作为交换，它提供了更大的好处。这些好处来自 MQL 的润滑优势。
请记住，冷却液有 3 个作用——排屑、润滑和冷却。MQL 和干式加工均通过空气喷射来完成排屑。对于冷却，我们依靠切屑中的大部分热量散发出来。那只剩下润滑了。
通过干式加工，我们可以像 MQL 一样避免热冲击，因此可以通过现代工具和涂层延长刀具寿命。
但是，对于某些材料来说，缺乏润滑是有问题的。例如，铝具有导致积屑瘤 (BUE) 的化学亲和力。BUE 是一种切屑可以真正将自身焊接到刀具上的情况，如果长时间持续下去，通常会产生灾难性的后果。
因此，干式加工最适合钢、铸铁和一些不锈钢。此外，如果我们查看文章顶部的适用性图表，假设您需要靠近图表顶部。例如，与干式铣削相比，干式车削相对少见。
MQL 和干式加工技巧
鉴于 MQL 和干式加工依赖于切屑带走的热量，因此良好的切屑形成是必不可少的。良好的切屑形成的一个关键因素是良好的进给和速度。
为您的刀具投资优质涂层。热量是 MQL 和干式加工的敌人。但是像 TiAlN 这样的优质涂层不仅可以抵御高温，而且它们通常会在高温下茁壮成长。
贯穿主轴对于 MQL 是有利的，就像对于洪水冷却液一样。MQL 雾气被阻挡的阴影效应会在不通过主轴输送的情况下使喷嘴瞄准出现问题。
在车床上使用切断工具时，喷嘴必须从下方向上喷射到切口中。从顶部喷涂不起作用，因为切屑会卷曲在刀具顶部并阻塞油。
正面和外圆车削时，在工具的顶部喷油。引导喷雾，使其击中边缘以及正在加工的材料。预测切口，使切削刃在进入切口时遇到一层油膜。
使喷嘴靠近工具和工件。MQL 油不会像溢流冷却剂那样行进。
雾气较少，但您仍需要使用过滤器。
努力清除芯片，然后才能将热量传递到零件。
在循环结束时进行更高热量操作，而不是开始。这减少了尺寸变化。例如，产生大量芯片的操作，尤其是芯片与零件接触的地方，将是高温操作。
可以使用反馈到 g 代码中的温度传感器来进行一些补偿。Ford 在他们的 MQL 操作中做到了这一点。
寻找具有出色排屑能力且不会让切屑堆积在零件周围的机器。
在操作之间留出时间让零件冷却到目标温度。
抛光刀具和刀片产生更少的摩擦（即热量），更快地脱落切屑，并提供更好的表面光洁度的潜力。
使用带有 MQL 和干式加工的锯齿（玉米芯）刀具。切削刃上的凹槽将产生更小的切屑，这些切屑更容易清除，并且相对于体积而言具有更大的表面积，因此它们可以散发热量并更快地冷却。
通过提高进给率或使用锯齿刀来避免粘稠的切屑嵌套。
减少步距（切割宽度）以使工具有更多的“空气时间”，因此每次旋转可以冷却更多。
使用带有排屑器的 CNC 机床在切屑将过多热量传递到机器主体之前将其清除。这种热量会导致热膨胀，从而降低机器的尺寸精度。
考虑使用过程中探测来补偿由于热膨胀引起的尺寸变化。
您可以在同一设置中同时运行 Flood Coolant 和 MQL/Dry Machining。例如，您可能需要通过主轴冷却液运行高压以进行钻孔操作。但首先进行 MQL/Dry 操作，这样切削液就不会干扰。
MQL 和干式加工进给和速度
MQL和干式加工依赖于铁屑带走的热量。这意味着良好的切屑形成对于成功至关重要。良好的切屑形成的一个关键因素是良好的进给和速度。
不要依赖于通过耳朵、经验法则或简单公式来设置进给和速度。那里有太多可能出错的地方，MQL 和干式加工的最佳点非常小。像我们的 G-Wizard 一样获得一个好的参数和速度计算器。
当工艺运行正常时，切削产生的热量85%会在切屑中带走，5%会留在工件中，10%会留在刀具中。
MQL 和干式加工的进给量和速度与洪水冷却液相同。如果结果不理想，通常是由于过热。尝试将主轴转速降低 15% 以减少热量。通常您可以将进给率提高15%以补偿转速降低并保持相同的生产率。