解析微量润滑技术及应用关键点

学术论文 2018-03-05 10:20:36
    当前,能源短缺与环境污染问题十分严重,节能与环保也成为了工业生产的重中之重。对于机械加工制造业而言,采用传统乳化液的润滑形式会造成一定的污染。而微量润滑技术的出现,可以实现无污染制造,实现向环境友好型制造业的发展。
    在金属切削加工领域也逐渐开始使用微量润滑技术。微量润滑技术主要是采用无污染的润滑剂以高速雾颗粒的状态供给,增强了切削工件和刀具之间润滑渗透性,改善了润滑冷却的效果,实现切屑和刀具之间的低摩擦。微量润滑装置相比传统的润滑设备体积小,大大降低了对空间的占用率、设备易于安装维护。
    在使用微量润滑加工中,刀具和切屑接触会产生高温,这与传统的切削液润滑冷却大不相同,传统方式会使得刀具急速冷却降温产生淬火效果。这就使得刀具金属硬度增强的同时脆性加大。淬火与温度差成正比例关系,当提高刀具的切削速度时温度就越来越高,因此当提高切削速度就会使淬火效果更加显著,从而降低刀具的使用寿命。当微量润滑以微米的油颗粒供给时,就不会出现淬火效果。在刀具还没有过热的时候提高切削速度,工件材料的破损点会提早显现,同时也使得破损点距刀具刀尖的距离较远,这样因提高速度产生的高温就不易传递到刀尖位置。切削产生的热量大量的汇集在工件和切屑上。切削的速度提高会使切屑容易弯曲变形,在高速的情况下排屑就更加容易。这就有效的降低切屑上温度的传递。
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浇注式切削和微量润滑切削的区别示意图
    高温还适合工件待加工面的材料组织,更加容易切削。在切削润滑中,相对于浇注式切削而言微量润滑更容易使得雾粒到达前刀面和刀尖的空隙,从而更好的实现润滑。
    在微量润滑领域气源是不可替代的介质及动力源。在机械加工中气源的作用也十分的重要。气源也是微量润滑的主要动力源,其重要的作用不言而喻。下面我们谈谈气源是如何影响微量润滑的实际使用效果的。
    首先在微量润滑技术的应用中,气源是动力。微量润滑装置能否正常工作,都取决于气源压力的可靠程度。气源是将可降解微量润滑油雾化的关键因素,其气源压力的大小直接影响到油雾的产生及是否能产生微米级的颗粒。在深孔微量润滑加工的应用中,气源的压力大小就更加的重要。现在大多数企业都能提供气源,但是气源的压力在机械加工生产过程中,多个环节都在使用。但对于机床切削加工所要求的气源可靠性是相当重要的。
    微量润滑装置不仅要能产生微米级的油雾颗粒,还需要将这些微米级的油雾颗粒送至切削摩擦区域,所以只有气源压力越高输送的可靠性也就越高。原因是因为机床需要使用不同直径的钻头进行加工,而内冷钻的内冷孔大小随钻头直径的不同而不同,内冷孔直径越小,对油雾输出的阻力就越大,这时可靠的气源压力是输送油雾的唯一保证。
    因此在微量润滑的使用中,要确保原始压力的可靠,并保证输送的油雾的各个环节不能有泄漏,当有泄漏就不仅会导致气源压力的下降不利油雾输送,还会在泄漏的地方漏掉大量的油雾。在这种情况下,及有可能钻头会因为欠润滑而导致切削热直线上升。随之而来的就是因欠润滑导致的崩刃、断钻、发热等现象的出现。一般微量润滑系统所需要的气源压力在5-8bar左右,但是这样的气源压力要求并不是所有的企业都能够完全满足的,为此我们提出用解决气源压力低的方案,也就是使用增压装置。增压装置能够有效的增加气源压力,确保油雾的微米级雾化及可靠性输送,对内冷微量润滑而言气源压力最高值不超10bar,就可以经济的解决因压力不足带来的问题,还不会因为气源压力过高导致能源的浪费。
    为了确保微量润滑装置能够很好的发挥其真正的效能,就需要提高稳定、干燥、清洁可靠的气源。气源中的水分也是影响雾化及加工效果的重要因素之一。
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