微量潤滑（MQL)釋疑

作者：　日期：2012-02-29　來源：　關(guān)注：50

微量潤滑是指什么？

一般來說，微量潤滑（MQL）是指向摩擦點供應極小量潤滑劑。 所使用的設備可以是計量單元、微型泵（注射加油器）、和氣體單元等。

然而，這一術(shù)語在金屬加工領(lǐng)域另有具體意思，即以由少量非水溶性、油霧和/或氣霧劑組成的冷卻液－乳狀液取代溢流潤滑

氣霧劑是什么？

氣霧劑是以噴氣分配的用于潤滑的油滴。 油滴在靠近刀具的地方生成，例如通過噴嘴生成，然后通過壓縮空氣輸送到刀具和工件上，也可以在設備外部利用氣霧劑生成器（例如LubriLean Digital）生成，再通過數(shù)米長的軟管和管道輸送到應用區(qū)。 根據(jù)氣霧劑的生成方式，油滴尺寸從約30微米（沒有“遠距離氣霧劑傳輸”的外部潤滑設備）到小于1微米（例如LubriLean Digital等氣霧劑生成器，用于對刀具進行內(nèi)部潤滑，帶內(nèi)部冷卻劑供給）不等。

微量潤滑（MQL）與冷卻劑潤滑相比具有什么優(yōu)勢？

· 提高生產(chǎn)率（由于更高的切削數(shù)值，加工時間可縮短20％至70%） 

· 減少磨損（可延長刀具'使用壽命達300％） 

· 由于實現(xiàn)了100%潤滑，可改進表面質(zhì)量（降低表面粗糙度） 

· 基本上實現(xiàn)干加工（切屑、刀具、工作環(huán)境、沒有電力損失） 

· 健康好處(皮膚、呼吸道、注意力集中<< MAC)

· 有益環(huán)保（沒有廢棄物處理問題、沒有水污染風險） 

· 環(huán)境清潔（員工滿意＋激勵、操作安全） 

微量潤滑可如何帶來經(jīng)濟效益？

減少冷卻液消耗量

傳統(tǒng)潤滑工藝中冷卻液的成本比刀具成本高出約3至4倍。 研究顯示，它可能占到與刀具相關(guān)的制造成本的17%。

提高生產(chǎn)效率

縮短生產(chǎn)時間是成本方面的主要成果之一。 這些節(jié)約得益于兼容微量潤滑的刀具更高的切削數(shù)值，以及需要對陳舊生產(chǎn)工藝進行重新評估。

微量潤滑能否實現(xiàn)更高的切削數(shù)值？

切削值比濕加工高出1.5至4倍，具體取決于加工程序和材料。

這是可以實現(xiàn)的，因為

· 可以改善潤滑。 

· 就熱負荷而言，接觸時間越短越好。 

· 采用微量潤滑實現(xiàn)的高切削數(shù)值允許更窄公差范圍 

使用改進的刀具（硬質(zhì)合金基片、涂層、幾何形狀；由于熱沖擊的緣故，它們在與冷卻液一起使用時效率會低些）

微量潤滑如何能夠延長刀具壽命？

與濕加工相比，采用微量潤滑可將刀具壽命延長2至20倍。

為什么？

· 潤滑劑在需要的確切位置上得到應用。 

· 溢流潤滑會導致對刀具的熱沖擊。 正如德國工程師協(xié)會的報告顯示，微量潤滑技術(shù)可產(chǎn)生更恒定的溫度范圍。 

· 報告還發(fā)現(xiàn)，微量潤滑對刀具更有保護作用，即由于熱量原因，相較于傳統(tǒng)的冷卻液機械加工，采用微量潤滑加工鑄造金屬時需要更小的切削力。 

· 試驗還發(fā)現(xiàn)，采用溢流潤滑時，由于顆粒直徑較大，潤滑劑往往無法到達所需位置。 而微量潤滑工藝產(chǎn)生的較小的顆粒可以更靠近切削刃，從而產(chǎn)生更好的潤滑效果。 

除了延長刀具壽命外，另一個效果是用微量潤滑加工的表面粗糙度更低。 它對于下游加工步驟也產(chǎn)生正面影響。

采用微量潤滑，為何不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象？

由于我們以更高的切削參數(shù)運轉(zhuǎn)（通常高出1.5到2倍），切屑的熱量累積能極快地消散。 這是由于金屬去除率提高，因而縮短了刀具與工件間的接觸時間。

低導熱性的材料除外，因為溫度會很快傳遞到刀具（例如鈦金屬）。

微量潤滑在健康和工作安全方面有何益處？

“在金屬業(yè)采用的所有會引起職業(yè)皮膚病的物質(zhì)中，冷卻液首當其沖。 據(jù)鐵和金屬業(yè)工人協(xié)會的一項研究發(fā)現(xiàn)，新出現(xiàn)的嚴重皮膚病或復發(fā)的皮膚病中30%是由冷卻液引起。 車工、拋光工人、銑工和鉆床操作員等金屬業(yè)工人尤其受到威脅。”（德國工程師協(xié)會報告 1339）

傳統(tǒng)的水溶性冷卻液含有許多添加劑（例如為了獲得更長的刀具壽命）、抗菌添加劑、防霧以及防沫添加劑等。 冷卻液里隨著時間推移不斷積累的反應產(chǎn)物（亞硝胺、多環(huán)烴、微生物——后者還會產(chǎn)生酸）也會對健康造成威脅。

采用微量潤滑則不會出現(xiàn)以下任何情況：

· 無有害成分（脂肪醇、天然酯油） 

· 不刺激皮膚（接觸濕疹、過敏反應） 

· 無呼吸道刺激（頭痛、支氣管炎、癌癥等風險） 

· MAC值遠低于門檻水平，采用冷卻液則往往無法保證這一點。 

· 無濕滑地板，而溢流潤滑則往往出現(xiàn)這種情況（水溶性冷卻液） 

· 無細菌污染風險 

無危險的反應產(chǎn)物 

微量潤滑為何比濕式潤滑更環(huán)保？

微量潤滑更環(huán)保，這是因為

· 不存在使用過的冷卻液和過濾輔助物等廢棄物的處理問題，沒有危險廢棄物 

· 切屑是干的，無需額外處理就可回收再用 

· 無運輸或儲藏問題 

· 無對水、空氣或土壤的潛在威脅 

· 無生產(chǎn)添加劑時對環(huán)境的損害 

· 水危險等級為1級而非2或3級 

· 無危險的反應產(chǎn)物 

不浪費水 

能否采用微量潤滑切削所有的金屬材料？

這是可以的，基本上所有的金屬材料都能采用微量潤滑進行切削。

例外：

· 對銅進行重切削（散熱不足） 

· 銀和金： 無經(jīng)驗數(shù)值 

對鎂（鎂粉產(chǎn)生爆炸風險）以及鈦（高熱負荷造成刀具磨損）等難以切削的材料進行切削時可能會產(chǎn)生問題。 但是也有采用SKF LubriLean微量潤滑系統(tǒng)對鈦（飛機業(yè)）進行干式加工的成功例子。

與濕式工藝相比，干式工藝的好處是什么？

· 由于工藝過程是干式，因此沒有切屑回收的成本問題。 濕切屑在回收前必須進行干燥處理。 

· 采用溢流潤滑時，看不到切削過程。 

· 采用微量潤滑加工這種干式加工時，整個工藝過程都可以看見。 在試運行期間或設置切削工藝時，更能體現(xiàn)這一好處。 可以更快地發(fā)現(xiàn)損壞的刀具。 

· 鋼： 可能不需要后處理（防腐蝕保護）。 

優(yōu)化參數(shù)意味著零部件能保持干燥。 在外部潤滑期間，形成一層薄潤滑薄膜。 

機床如何轉(zhuǎn)換為干式加工？應做些什么？

在轉(zhuǎn)換前，應進行以下檢查：

· 主軸和/或轉(zhuǎn)臺以及刀具是否有內(nèi)部冷卻液通道？ 

· 是否適合旋轉(zhuǎn)導管？ 最好是軸向進給 

· 刀柄系統(tǒng)？ 大錐度刀具只是有條件適用 

· 夾具是否合適？ 中央孔 

· 主軸和刀柄之間是否需要傳輸管？ 當加工鑄造零件時一般不需要；需要帶深孔的鋁鍛造合金（l/d > 3)。 

· 是否可以移除用于旋轉(zhuǎn)導管的微量潤滑系統(tǒng)？ 

· 微量潤滑系統(tǒng)的致動類型有哪些？ (手動或CNC控制數(shù)量設置） 

· 刀具類型有哪些？ （哪些刀具可以保留） 

需在現(xiàn)場填寫相關(guān)清單，從而對相應的情況做出估計。

能否省去傳統(tǒng)的冷卻潤滑？

從技術(shù)角度來看，這是可以的。 當然必須查明，例如投資于舊設備是否值得。 如果現(xiàn)有刀具都不適合微量潤滑，或者必須購買昂貴的新刀具，那么轉(zhuǎn)換可能就不再具有經(jīng)濟效益。

如果需要干預加工順序來改善對溫度變化的響應，并因此產(chǎn)生嚴重影響時，也可能屬于此類情況。

在微量潤滑轉(zhuǎn)移階段，建議恢復混合操作。 這可能是必要的，因為根據(jù)經(jīng)驗，將單個工件從濕式潤滑轉(zhuǎn)為微量潤滑需要很多時間。

對于零部件種類極多的企業(yè)來說，永久性地進行混合操作不失為一種明智的選擇。 在這種情況下，縮短生產(chǎn)時間和延長刀具壽命將帶來節(jié)約效益。

混合操作是指什么？

混合操作意味著潤滑采用冷卻液或者微量潤滑。 轉(zhuǎn)換是利用三通/兩通球閥進行，用M-commands控制，例如在為同一工件換刀期間。 在這種情況下，換刀期間主軸得到大量的壓縮空氣供應。


很小或很大的刀具能否采用微量潤滑？

可以，應用范圍從直徑3.00毫米、冷卻孔為2 x 0.5的深孔鉆削，到大型回轉(zhuǎn)刀架和大直徑鉸刀。

每臺機床是否都需要單獨的微量潤滑單元？

采用外部潤滑時，兩個或更多的鄰近設備可通過不同長度的同軸線彼此獨立地得到潤滑供給和運作。

采用內(nèi)部潤滑時，每個活動點都需要獨立的微量潤滑系統(tǒng)。

當對帶有不同刀具的活動點同時潤滑時，氣霧劑會選擇“阻力最小的通路”，以不加控制和不平衡的方式對刀具提供潤滑。