對于鋁合金箱體零件的加工,如發(fā)動機缸體、缸蓋、變速器殼體等鋁合金箱體零件中的殼體等,大多采用傳統(tǒng)的濕式(切削液)潤滑,這種方法的切削液使用及后續(xù)環(huán)保處理成本較高,生產(chǎn)環(huán)境也較差。
所以,一些企業(yè)開始使用全新的微量潤滑技術(shù)。
發(fā)動機制造商已經(jīng)開始考慮用微潤滑技術(shù)取代長期使用的濕潤滑加工的可能性。
2013年,位于重慶的長安福特發(fā)動機廠建成了一條采用MQL技術(shù)的鋁合金缸體/缸蓋生產(chǎn)線,不僅實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)的能力,而且實現(xiàn)了高效率。
安全環(huán)保效果:減少碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳氫化合物的碳化合物的碳氫化合物的碳化合物的碳化合物使用50%和25%的能量消耗不僅改變了后續(xù)高環(huán)保處理成本的情況,而且顯著改善了生產(chǎn)環(huán)境。
此外,提高了工具工具的使用壽命。提高了工件質(zhì)量。
在MQL試驗中實施切削條件。
切割試驗在GROBG320雙主軸加工中心進行,該中心由發(fā)動機車間現(xiàn)場的氣缸蓋生產(chǎn)線配備,為了驗證MQL的運行效果。
零件的加工質(zhì)量和可靠性,在試驗加工中心配備了先進的單通道微潤滑系統(tǒng)。
正如前面提到的,單通道MQL系統(tǒng)是一種油霧,其濃度為0.5~1μm,由壓縮空氣和潤滑油通過混合裝置產(chǎn)生,然后通過機床外的球閥與主軸連接。通過主軸和工具的內(nèi)冷孔后,油霧被輸送到切割區(qū)域。
系統(tǒng)采用毛細管虹吸原理,油霧濃度可通過油箱內(nèi)空氣壓差(>0.06MPa)進行調(diào)整(油流由油霧噴嘴的數(shù)量和壓差決定)。
一般來說,單通道微潤滑系統(tǒng)適用于速度不超過16000r/min的主軸,響應時間為0.8~2s。
在MQL條件下,通過對鋁合金缸蓋上的加工部件進行鉆削和銑削,然后在相同條件下進行濕法加工時,將刀具的磨損與工件的表面質(zhì)量進行比較。在整個試驗過程中,主要的調(diào)試參數(shù)是噴油壓力,噴油量,響應時間,處理參數(shù),PLC程序和內(nèi)部冷卻指令。
切削試驗的工作流程.數(shù)據(jù)分析和效果。
MQL操作后的工藝驗證包括:完成油霧裝置的連接,并通過收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)、設備能力指數(shù)CMK以及觀察到的碎片堆積情況,對油霧濃度/壓力進行測試,工件溫度和刀具切割參數(shù)調(diào)整到位后,還進行了一些測試,重點是工件加工效果的驗證和數(shù)據(jù)分析。
選定的鉆/鉸鏈工藝加工參數(shù)和在兩種不同工藝模式下使用的工具的比較。順便說一下,MQL電氣控制采用數(shù)字I/O接口通信方式,通過改變PLC地址和NC程序(組合成不同的M指令),實現(xiàn)機床對微潤滑裝置的自動控制,并完成自動連續(xù)切割條件。
最后,在相同的加工條件下,采用傳統(tǒng)的濕加工和MQL工藝,比較工具的磨損和工件的表面質(zhì)量。因此,在切割試驗中,特別設置了15種油霧濃度,并逐一匹配工具。在MQL工藝的實施過程中,所使用的工具的材料沒有改變,主要的變化反映在排屑槽。刀片角度,手柄和內(nèi)部冷卻孔的位置,形狀,。角度的設計,當切割試驗完成后,然后測試和比較產(chǎn)品的直徑,位置度和表面粗糙度尺寸參數(shù)。
試驗數(shù)據(jù)的比較驗證
在MQL刀具和濕加工刀具下,通過試切40件鋁合金缸蓋(鉆400個孔,鉸孔120個孔),如圖3所示。
從試驗數(shù)據(jù)可以看出,雖然同樣的外部條件和相同的切割參數(shù),分別使用濕加工工具和MQL工具可以滿足產(chǎn)品模式的要求,但從圖3可以清楚地看到,在使用濕加工時,工具塊腫瘤嚴重,MQL工具基本沒有塊塊腫瘤,因此,實施MQL工藝條件下的工具,加工產(chǎn)品表面質(zhì)量將優(yōu)于濕加工,這一點在本文中詳細介紹的兩種情況下也得到了明顯的反映,在現(xiàn)代制造業(yè)中,設備能力指數(shù)CMK是充分體現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量意識的重要指標,機床設備配備新型MQL潤滑裝置后,是否能達到應有的水平?與傳統(tǒng)的濕潤滑相比,是否能保證不低于當時的水平?
通過對40個氣缸蓋精加工部件的尺寸進行設備能力指數(shù)CMK評估,通過對設備能力的分析,確認連續(xù)加工設備能力指數(shù)CMK在評估連續(xù)加工設備能力指數(shù)時沒有超過控制限度,設備的控制非常好,以控制H21.H205和H206的孔徑(φ11H7)為例,獲得的CMK值分別為2.30/2.2.2.2/2.43,均符合設備能力指標(CMK>1.67)的要求。
結(jié)語
本文通過與傳統(tǒng)制造工藝的對比分析,借助曲軸斜油孔加工和鋁合金缸體/缸蓋加工的具體案例,全面闡述了微潤滑技術(shù)的實際應用效果。
事實表明,微潤滑作為一種典型的綠色加工制造工藝,具有明顯的優(yōu)勢。
在產(chǎn)品加工質(zhì)量、生產(chǎn)成本、加工效率、資源消耗和環(huán)境影響方面,MQL技術(shù)的綜合評價高于傳統(tǒng)的濕式(切削液)潤滑和干式加工:第一,降低了生產(chǎn)運營成本和資源消耗。
第二,低投資。
以生產(chǎn)能力為40萬的新型鋁合金缸體/缸蓋線為例,在一次性投資方面,使用微潤滑時的投資不到傳統(tǒng)集中冷卻的一半。
第三,它可以有效地減少切削力。
它可以提高刀具的使用壽命和工件的加工質(zhì)量。