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微量油气润滑系统在干式切削中大大前进功率

作者:来源:点滴商贸时间:2016-07-11 10:27:43浏览:

       准干式切削:是相对干式切削和湿式切削而言的,是在切削刀具的切削刃上喷上一层润滑油,切削加工的时分,润滑油在刀具和工件间构成一层油膜,保护刀具和工件,防止热量发作,前进工件加工精度,分外是在精密加工中。
 
      微量润滑系统:简略的说便是精密 操控油量的喷油设备,一般分为外喷油和内喷油设备。外喷油设备是润滑油和压缩空气分别独立调度,压缩空气在喷嘴出口处将润滑油通过高速气流吹向切削刀刃,完结润滑作用。
 
一 喷雾冷却的机理
切削液在金属切削中首要起两个作用,一是润滑作用;二是冷却作用。切削液能否充分表现有用的润滑作用,其渗透才干强弱是一个首要的要素。常规的浇注式切削液在切削加工中的渗透以液体渗透和气体渗透两种方法进行:浇注的液体渗透功率较低,在高速切削时功率更低;气体渗透是由于浇注在切屑表面裂纹中的液体跟着切削温度的上升发作汽化而向前刀面进行渗透的。实验证明,常规切削液的渗透才干不强,可以被汽化的液体量很少,使润滑作用受到限制。而喷雾冷却构成的两相流体,可以抵偿切削液渗透才干的缺乏。气液两相流体喷射到切削区时,有较高的速度,动能较大,因此渗透才干较强。此外,在气液两相射流中微量液体的尺度很小,遇到温度较高的金属很简单汽化,可从多个方面向刀具前刀面渗透。虽然射流中的液体量很少,但被汽化的部分则比接连浇注切削液时多,因此润滑作用较好。在金属加工中切削热首要来源于金属的塑性变形,切削区的冷却进程便是固体与流体之间的传热进程。由于流体与固体分子之间的吸引力和流体粘度作用,在固体表面就有一个流体滞流层,然后添加了热阻。滞流层越厚,热阻越大,而滞流层的厚度首要取决于流体的流动性即粘度。粘度小的流体冷却作用比粘度大的流体冷却作用好。
气液两相流体喷出时,体积突然胀大对外做功,耗费了内能,可使温度降低10℃摆布。喷雾冷却中两相流体有较高的速度,可以及时将铁屑冲走,并带走很多的热量,进一步增强了降温作用。因此,喷雾冷却实际上概括了气液两种流体的降温作用和利益。
二 喷雾冷却设备的工作原理
喷雾冷却便是把微量液体混入压力气流中,构成雾状的气液两相流体,通过喷雾发作射流,喷射到切削区,使工件和刀具得到充分冷却和润滑。
喷雾冷却设备工作时,压缩空气经分水滤气器滤除水分等杂质,通过电磁阀后一小部分压缩空气进入冷却液箱内,将冷却液压出到喷嘴;绝大多数压缩空气经调压阀将压力调至0.32~0.35MPa后经压缩空气软管到喷嘴与冷却液混合,雾化后喷射到切削区。
喷雾冷却技术的关键在于能否把冷却液充分雾化。由于冷却液的压力略大于压缩空气的压力,二者在气液混合室内混合后,经蛇皮管式冷却管5由喷嘴头喷出。反之,若冷却液的压力小于压缩空气的压力,则冷却液将被压回到冷却液箱内。在一些进口机床的喷雾冷却设备中,压缩空气是从调压阀后进入冷却液箱的,因此喷出冷却液时一般有“喘气”现象。若将压缩空气改为从电磁阀后直接进入冷却液箱,就可防止“喘气”现象。
为了调度喷出的冷却液流量,在喷嘴上设备了冷却液流量调度阀。一些进口机床所选用的喷雾冷却设备,其喷嘴调度阀为锥形,运用时通过调整锥面协作空地的大小来调度冷却液流量。由于加工这种结构的喷嘴调度阀比照艰难,阀杆与阀体锥面的同心度不易保证,然后不能有用地调度冷却液的流量。实验证明,如将锥阀改成平阀、将锥面改成平面,并添加一个密封圈,则冷却液的流量可以任意调度。
 
三 喷雾冷却液的选择
由于从喷嘴喷出的冷却液成雾状,其间大多数喷到切削区,一小部分弥散在空气中,为了防止环境污染及对操作者构成损害,冷却液的选择十分首要。通过运用非传统的切削液-植物油,包含脂类,环境本钱显着减少。这些产品的技术利益包含具有清洁剂,分散剂的功用,低发泡,灵敏放气,着火点相对较高以及表层兼容。根据植物的润滑油可灵敏被生物降解,大多数情况下,润滑油在21天内即被分化,这么就无长期清洁的后顾之虑。这些润滑油也现已得到改进,具有低雾化的特征,有助于短期清洁。               
对润滑剂的恳求:
 
     首要,润滑剂恳求较低的粘度。
       其次,润滑剂有极好的渗透性和表面附着系数。
       第三,润滑剂要具有超级的润滑性。
       第四,润滑剂需求优异的极压功用。
       第五,润滑剂环保、安全、可再生(植物性)。
四 喷雾冷却的运用作用
切削区温度
选用喷雾冷却与干切削分别加工40Cr和45钢(加工40Cr钢的切削参数为:ap=2mm,f=0.48mm/r,v=167m/min)。切削区温度测验的成果标明,与干切削对比,选用喷雾冷却时切削区温度可降低140℃;若加工45钢(ap=2mm,f=0.3mm/r),选用喷雾冷却时切削区温度比干切削时可降低200℃。
切削液的本钱
来自的国的最新统计数据标明与切削液有关的本钱相当于悉数本钱的7.5%-17%。跟着石油材料本钱的添加,趋势是切削液的报价在不久的将来继续添加。
环境本钱
处理运用过的切削液和切屑所花费的长期环境清洁本钱以及工人的健康。由于没有冷却液泵,所以完结了节约能源。
刀具寿数
与铸铁或铸钢和磨削对比,干式切削使刀具运用寿数添加了20%,某些运用MQL的刀具运用寿数实验标明刀具寿数添加了50%,具体取决于加工进程,切削速度和进给。这是由于MQL系统将发作由微小油滴构成的油雾,它通过刀具基地喷射到切削区域上,使切屑更易根除,并且防止微粒黏在切削刀具上。
在立车上粗加工45钢铸件,运用的刀片牌号为YT5。当切削条件相一起,选用喷雾冷却的刀具寿数为1小时以上,而选用干切削时的刀具寿数仅为30~40分钟。
 
较快的加工时刻
通过选用耐热刀具材料,例如炭化物,以及较高的主轴转速,半干切削比传统的湿切削的速度快50-100%。无冷却液雾化,运用MQL切削,用户可以坚持工厂环境极为洁净,几乎没有烟雾和气味。这有利于清洁和工人的健康。
表面粗糙度
在数控龙门铣床上精铣材料为ZG20CrMo的汽轮机汽缸平分面,运用的刀片牌号为YT535,切削用量为v=150m/min,vf=40mm/min,ap=0.02~0.04mm。选用干切削时,加工1m2后刀片磨损,加工表面粗糙度不安稳,为Ra2.3~3.4μm;选用喷雾冷却时,加工1.5m2后刀片磨损,表面粗糙度安稳,达Ra0.76~0.9μm,逾越图纸计划恳求的Ra=1.6μm。
此外,喷雾冷却技术可运用于立式车床、卧式车床、转子车床、围带车床、落地镗铣床等不一样机床,加工功率均匀前进20%,刀具寿数前进一倍以上,加工精度也有显着前进。如在转子车床上精车转子轴颈,选用干切削时一刀车不下来,圆柱度不易保证,而选用喷雾冷却时,一刀即可车完,并且圆柱度满足计划恳求。
五  运用范畴:
有色金属锻造零及部件加工
用于各种模具的精密加工,分外是汽车等大型模具的精加工
六 结语
由于喷雾冷却具有出色的冷却和润滑作用,在切削加工进程中运用喷雾冷却技术可显着前进切削加工出产功率和零部件加工质量。
1.由于两相射流对切削区有整理作用,减少了氧化皮、细铁屑等对刀具的磨损,可前进刀具的耐用度;喷雾冷却设备体积小,设备操作便利;冷却液耗量少,工作环境清洁,有利于保护操作者的身体健康。
2.喷雾冷却技术分外合适用于高速切削、缓进给磨削、强力磨削等发热量大的加工场合以及加工精   度恳求高的高强度、高硬度合金钢材料。
喷雾冷却设备用于数控机床,可完结冷却自动化;如在普通机床上运用,通过简化结构,以手动气路开关代替分水滤气器和电磁阀,可在完结喷雾冷却的一起降低本钱。

 

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