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机床厂家配置微量润滑装置侧记

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作为一个专业的润滑工程师,当第一次看到微量润滑装置时的第一个反应是“这么高大上的东西!”,当得知机床厂家已经使用了SKF-福鸟微量润滑装置后,感觉是更加不好,那么著名的厂家还拥有先入优势,我们的机会太渺茫了。

 

一段时间后,机床厂家设计人员来电询问一些技术问题时,我们知道现场服务需求给了我们机遇。当我们现场工程师帮助把SKF-福鸟微量润滑装置调整好后,我们也赢得了宝贵的试用机会。

 

我们知道不能浪费机会,全力以赴解决现场的一切问题,终于在五年时间以后得到了机床厂家的认可。产品随机床一起通过了用户的验收。

 

今天,把我们的心得记录下来与重庆机床(集团)的工程师们分享:

一、油量够吗?

        基本所有第一次接触微量润滑的操作工都会非常紧张油量够不够的问题,北京大山子附近一位从事机械加工60多年的老师傅非常把握地说:绝对不可能,该用冷却液的就一定要用,深孔钻就更没有可能了,排屑就无法解决。

        机床厂的现场人员也紧张地问我们该如何鉴别润滑油量够不够的问题,用户的操作工关心刀耗,普遍就是这么少的油量,行吗?

        日本OSG刀具公司现场人员明确指出,他们在别的案例中需要润滑油量200ml/h,更令我们倍感压力,毕竟我们仅仅不到10ml/h的油量啊!

        在用户组织下,我们组成了母材供应商、刀具供应商、微量润滑供应商和机床厂家专业人员组成的工作小组,分别在两台油孔钻加工中心上进行对比试验,一台继续以我们的微量润滑装置提供不到10ml/h的润滑油进行加工,另一台则采用大于150ml/h供油量进行加工,二周后统计结果是:大油量进行孔加工的刀耗很高,几乎是小油量孔加工的一倍还多。

        油雾中油含量与油颗粒度成一定关系,颗粒度大,含油量(单位立方中的油量)比较大,颗粒小,含油量比较小。切削刃与工件的接触面(线)是非常紧致的,液体因为表面张力很难进入到两者中间,只有那些粒径非常细小的油滴才能进入形成润滑膜,改善两者间的摩擦。

        随着切入、撕裂,工件表面更加不平整,更增进了细致油膜及大粒径油滴进入的可能,但切削刃前刀面因为铁屑的缘故,反而更不易获得润滑油形成保护膜。而我们微量润滑装置的空气动力油雾发生器所产生的油滴不仅细腻,同时还是带电粒子,其和刀具与工件(铁屑)摩擦生成的电荷相吸,会在加工区域全部带电区域形成细致润滑膜。

        上述机理保证了微量润滑技术采用最少量润滑油即可进行机械加工的正常进行。

 

二、成本高

        一般人均会认为采用微量润滑技术,需要采用微量润滑专用润滑油,肯定费用高企。但得益于消耗低,采用微量润滑的成本更低。

        美国戴姆勒克莱斯勒、福特、通用的统计证明采用微量润滑技术平均可获得8.5%的机械加工成本的节约,有些加工可节约15%。

        由于统计口径不同、各制造厂对成本理解不同,目前成本数据仍比较难获得。对于特定的加工,更需要统计收集。

 

三、刀具寿命更长吗?

        采用微量润滑后刀具寿命更长的机理是什么呢?除了上述更好的润滑外,还有下述因素导致刀具更耐用:

        1、压缩空气比切削液散热效果差,在刀具和工件的频繁接触、退出过程中,刀具始终保持比较高的温度,不会如切削液般对刀具及涂层产生热冲击,因而刀具不易因热脆性而损坏;试图用水或切削液来冷却不仅会带来工件锈蚀隐患,结果反而不利于刀具寿命。

        2、刀具及涂层耐受的加工温度是比较高的,或许多数人会担心加工温度太高而损及涂层和刀具。据我们了解,在深孔加工状态下钻孔1分钟左右,钻头内置热电偶测得钻头温度148C。虽然微量润滑准干切是高温加工,但温度在刀具和涂层许可范围内。切削温度超过时确会影响刀具和涂层寿命,需要根据具体加工情况进行调试,例如改变切削参数。

        3、刀具寿命延长的程度受制于工件材料特性、加工参数设定,需要结合生产加工实际情况反复调试摸索得出最佳结果。我们在一汽滚齿加工实现刀具寿命延长超30%。

 

四、新机床设计采用微量润滑装置和老机床微量润滑准干式改造的异同

        新机床采用微量润滑装置为冷却装置时:

        1、机床防水可以省略,节约投资;

        2、电气元件、控制元件免受切削液影响可以期待更多服务寿命;

        3、铁屑、飞屑防护需要特别关注并设计,相应造价会增加

        4、排屑系统需按照无切削液冲刷来考虑设计,必要时可采用真空排屑系统;

        5、油雾收集、过滤、排放:应依据环保关于车间空气质量有关要求配置,无特殊要求。

        6、操作手册中应包括关于定期清洁的内容,保持机床内部各区域的洁净,防止飞屑残留对电气、控制元件的影响;

        7、推荐切削参数:以往的切削参数推荐值多在切削液状态下拟定,微量润滑准干式加工时的切削参数推荐值须兼顾机床和刀具状态拟定;

        8、润滑油:微量润滑技术包含微量润滑专用润滑油,油品不仅关系到润滑效果、刀具寿命,更为重要的是因其雾化成可吸入状态,确保其毒理学无害是厂家的非常重要的安全责任和社会责任。

 

        旧有机床进行微量润滑准干式加工改造:

        1、将原切削液入口与微量润滑装置出口连接,将机床冷却开信号接到微量润滑装置出口阀门即可;

        2、切屑排出系统需要关注,必要时需要改造;铁屑积存是改造工作常见问题,每周维护保养时间的铁屑清理成为规定动作;

        3、切屑参数调整需要在微量润滑供应商指导下进行,有些机床因驱动功率限制不能发挥出微量润滑准干式切削高效的特征。需事先向用户做出说明;

        4、有条件的用户在改造后可进行油雾防护,进一步改善车间和机床内部空气质量。

 

五、调试和验收

        新设计生产的机床交付到用户现场后,会面临着调试和验收多重要求,在面对全新的准干式切削机床时,微量润滑必然成为关注要点,与之相关的问题唯有在机床厂家、微量润滑供应商和刀具厂商协调下才能获得完美结局。

 

 


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