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技術應用

優質切削液:高效機加工的基本條件

來源:潤滑世界  作者:小朱  時間:2012-11-06

    加工過程中有很多因素會影響機械加工的效率,切削液就是其中的基本條件之一,因此切削液在加工過程中的作用是不容忽視的。

    首先,我們先來看下面的一個公式:“一定時間內的產量=機床單位生產效率×產品合格率×有效生產時間”。通過上述公式可以清楚的看出如何提高機床的單位生產效率?我們可以從以下幾方面入手:如提高單位進給量,增加主軸轉速,縮短工件夾裝和換刀的時間等。其中提高單位進給量和增加主軸轉速就涉及到了切削液的選擇。理由很簡單,切削液在金屬切削過程中起潤滑、冷卻、清洗(把切屑帶入排屑槽)和防銹的作用,它與潤滑、冷卻與加工速度直接相關。

    我們所說的“提高單位進給量”,意味著加工負荷的增加,隨之要求加工液有更強的加工(潤滑)能力和冷卻能力;可能還需要高壓力、大流量的泵輸送,而現代機床的液槽設計越來越緊湊,加工液削泡的時間也越來越短,這就對加工液的抗泡性和削泡能力提出了挑戰。增加主軸轉速則意味著刀具或工件線速度的提高,在大流量、高壓力泵輸送的情況下,引起的沖擊攪動會帶入切削液更多的氣體,產生發泡。同時加工液在強沖擊力的作用下可能會霧化,高速切削引起的高溫可能會將切削液霧化,這些油霧漂浮在空氣中會影響到車間的操作環境和員工的健康,油霧的飄散也意味著油品的損失,如果是純油產生的油霧還會增加火災或爆炸的風險。

    事實上,高的進給量和切削速度也意味高的切削溫度,這也可能對切削液的氧化穩定性造成影響,這要求油品的基礎油高度精煉,還要添加適量的抗氧劑來增強其抗氧化性能。此外還可能涉及到水溶性切削液的穩定性等。

    其次,我們研究一下切削液對實現高效加工的貢獻率。沒有切削液的高效加工一般是很難實現的,因為高速切削產生大量的熱會引起工件變形,影響加工精度。另外冷卻液的加工能力也是保證工件加工質量,提高產品合格率的關鍵因素之一。為了保證每一款冷卻液產品表現卓越,天津澳路浦潤滑油技術研發中心工程師曾無數次在機床上進行切削試驗,進行配方優選,以確保每款產品都能降低切削力、能量消耗,減少刀具磨損,實現高效加工。因為在切削液產品研發過程中,不同的配方的表現,都會對切削效率和刀具壽命產生巨大的影響。

    再次,健康、安全、環保(HSE),愈來愈是高速切削最基本的要求之一,切削液在其中起了相當關鍵的作用。機械加工中,油霧揮發相關的打掃和安全危害都由機械手段來進行控制,如復雜的通風和過濾系統,現在,澳路浦的科研人員,通過對基礎油和抗油霧添加劑的優選,成功地將油霧的產生量減少了60%以上,從源頭上減少了油霧的產生。將切削液對HSE的負面影響降到了最低,并且減少了切削液的消耗,降低了切削成本。

    第四,采用高效解決方案提高加工效率。高速切削,其最終目的是降低單個工件的成本,從而降低單件生產成本,以達到較好的經濟效益。根據前面列舉的公式,要想使一定時間內的產量最大,必須使各個因子都變大。當然我們還可以通過延長切削液的使用壽命,減少切削液的換液次數來增加有效生產時間。切削是一個系統的工程,整個切削過程的費用包括切削液初裝和補充費用(15%~20%),切削液維護費用(8%~15%),排放費用(15%~25%),刀具費用(40%~50%),其他費用(10%)等。要想實現切削的低成本,就必須根據整個費用的權重,權衡利弊。優質的切削液,不僅可以降低切削液的維護費用,廢液排放費用,更能降低刀具費用,提高切削速度,其中尤其以提高切削速度帶來的效益最為明顯。以上這些成本都是可以計算的。若以提高10%的生產效率來計算,其他條件不變的情況下,可以直接導致固定資產折舊,人工費用等攤到每個工件的成本降低10%,其產生的效益是相當明顯的。

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