MQL加工是基于改善環(huán)境的最終目標(biāo)而發(fā)展起來(lái)的加工方式,雖然其在銑削和車削作業(yè)中還未能體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),但在深孔加工等方面,MQL加工卻有著非常好的加工效果,而且更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。
改善環(huán)境的加工方式
在改善車間現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)境的課題中,在提高生產(chǎn)率和降低成本的同時(shí),營(yíng)造一個(gè)保證工人身心健康的工作環(huán)境也是至關(guān)重要的工作。
眾多機(jī)加企業(yè)的加工現(xiàn)場(chǎng)都存在著由于噪聲、粉塵及因使用切削液而對(duì)工人健康造成危害的問(wèn)題,其中冷卻液的霧狀微粒對(duì)工人的健康威脅最為巨大。現(xiàn)在,由于高速加工設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越多以及在不斷提高生產(chǎn)率的過(guò)程中大量使用強(qiáng)力切削液,環(huán)境污染問(wèn)題更加嚴(yán)重,成本也在增加,這些問(wèn)題得到了人們的更多關(guān)注。
為了有效地解決上述問(wèn)題,人們?cè)噲D采用干式加工的方式進(jìn)行切削,但由于干式切削容易出現(xiàn)刀具使用壽命短、工件表面光潔度差、工件熱變形、高溫狀態(tài)下處理鐵屑的危險(xiǎn)性以及會(huì)產(chǎn)生大量粉塵等眾多問(wèn)題,最終未能成功大量應(yīng)用。由此,人們便開(kāi)始關(guān)注其他一些更環(huán)保的加工方式或者接近干式加工的方式,比如使用對(duì)人體無(wú)害的植物油切削液進(jìn)行加工,或者使用微量供給切削液的加工方式。后者就是備受關(guān)注的“MQL加工”方式,即微量潤(rùn)滑加工,也被稱作“噴霧加工”或“半干式加工”。
MQL加工是基于改善環(huán)境的最終目標(biāo)而發(fā)展起來(lái)的加工方式,僅使用很少的切削液,這在很大程度上影響了刀具的使用壽命。但在很多場(chǎng)合下,使用MQL加工不僅更加環(huán)保,而且可以獲得理想的切削效果,同時(shí),刀具的使用壽命仍能達(dá)到令人比較滿意的結(jié)果,那么,MQL加工就不失為一種合適的加工選擇。
適用MQL加工的范圍
1.高溫下的高速加工
在進(jìn)行高于正常加工溫度(700~800℃)的高速加工時(shí),若使用切削液,反而會(huì)降低刀具的使用壽命,這種情況下可以考慮采用MQL加工的方式。在刀具壽命方面,雖然干式切削更為有利,但若要解決高溫產(chǎn)生的其它問(wèn)題以及要獲得一定的表面光潔度時(shí),應(yīng)考慮采用MQL加工。
眾所周知,在加工過(guò)程中使用切削液通常是有利于切削的,但在一般鋼件的高速加工時(shí),刀具的刃部將產(chǎn)生接近900~1000℃的高溫,此時(shí)若供給切削液,切削液內(nèi)部的水分在未到達(dá)高溫狀態(tài)下的刃部之前已瞬間汽化,喪失了冷卻的作用,即使偶爾到達(dá)切削刃部的切削液也將會(huì)造成對(duì)刃部的熱沖擊,對(duì)刃部產(chǎn)生均熱現(xiàn)象,因此也會(huì)影響刀具的使用壽命。這樣的現(xiàn)象在進(jìn)行容易產(chǎn)生熱量的高溫合金等原材料的低速加工時(shí)也時(shí)常出現(xiàn),這種狀況下采用MQL加工方式更為有利。
2.熱差別較大的工件加工
正常情況下,斷續(xù)車削或銑削熱差別較大的工件時(shí),一般可采用干式切削,因?yàn)樵跀嗬m(xù)切削的過(guò)程中,使用切削液將加劇刃部的溫度變化,容易使刀具產(chǎn)生裂紋,干式切削則可以避免這個(gè)問(wèn)題,但干式切削過(guò)程中往往會(huì)帶來(lái)熱變形現(xiàn)象和表面光潔度差等現(xiàn)象,顯然,MQL加工更為有利。
3.小直徑工件上的深孔加工
在小直徑的工件上進(jìn)行深孔加工時(shí),MQL加工可以獲得最佳的效果。以往,這種深孔加工一般采用硬質(zhì)合金槍鉆或高速鋼鉆頭,通常鋼件的切削速度為25~60m/min,每轉(zhuǎn)進(jìn)給為0.05~0.08mm,因此不得不進(jìn)行間斷性的切削,生產(chǎn)效率非常低,而且因機(jī)床轉(zhuǎn)速不夠或切屑液壓力低(0.5~1MPa)、鉆頭剛性不足等問(wèn)題導(dǎo)致排屑能力差。當(dāng)然,現(xiàn)在,隨著機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的提高,使用硬質(zhì)合金鉆頭時(shí)切削速度可以達(dá)到100m/min以上,切削液的供給壓力也已增至5~8MPa的高壓狀態(tài),排屑已經(jīng)變得很容易。
在進(jìn)行小而深的孔加工時(shí),若使用內(nèi)部構(gòu)造為MQL供應(yīng)系統(tǒng)的硬質(zhì)合金鉆頭,在加工時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s將利于切削,同時(shí),切削產(chǎn)生的適當(dāng)大小的鐵屑將在高壓霧汽的作用下排屑,因此在不進(jìn)行間斷性切削的情況下,也能非常有效地進(jìn)行加工。
在一般情況下使用細(xì)長(zhǎng)鉆頭時(shí),不單是刀具的剛性不足不利于排屑,狹窄的排屑槽也不利于快速排屑,容易出現(xiàn)擠屑現(xiàn)象,從而造成扭力加大導(dǎo)致刀具斷裂,因此,用于MQL加工的鉆頭應(yīng)在結(jié)構(gòu)上有著優(yōu)越的剛性,另外,其刃部的設(shè)計(jì)上應(yīng)大限度地降低切削阻力,同時(shí),為了利于排屑,排屑槽應(yīng)進(jìn)行光滑處理。
當(dāng)然,硬質(zhì)合金材料的刀具應(yīng)保持非常均衡的排屑槽間距和鋼性。在這種情況下制造出來(lái)的鉆頭用于MQL加工,切削速度可達(dá)到80~150m/min,每轉(zhuǎn)進(jìn)給可達(dá)到0.15~0.2mm,并且無(wú)須進(jìn)行間斷性加工。這樣,不但延長(zhǎng)了刀具的使用壽命,而且可以顯著提高生產(chǎn)效率。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,MQL加工是以改善工作環(huán)境為目的建立起來(lái)的,與傳統(tǒng)的使用切削液的加工方式相比,在刀具壽命上存在著一定的差距,因此,其在銑削和車削作業(yè)中還未能體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),但在深孔加工等方面,MQL加工卻有著非常好的加工效果,而且更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì),因此,其使用范圍將不斷擴(kuò)大。
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