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(diǎn)供應(yīng)極小量潤滑劑。 所使用的設(shè)備可以是計(jì)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(shè)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(yīng)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(yuǎn)距離氣霧劑傳輸”的外部潤滑設(shè)備）到小于1微米（例如LubriLean Digital等氣霧劑生成器，用于對刀具進(jìn)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(dá)300％） 

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

· 基本上實(shí)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(fēng)險(xiǎn)） 

· 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(jì)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(jìn)行重新評估。

微量潤滑能否實(shí)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(shí)現(xiàn)的，因?yàn)?/span>

· 可以改善潤滑。 

· 就熱負(fù)荷而言，接觸時間越短越好。 

· 采用微量潤滑實(shí)現(xiàn)的高切削數(shù)值允許更窄公差范圍 

使用改進(jìn)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(yīng)用。 

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

· 報(bào)告還發(fā)現(xiàn)，微量潤滑對刀具更有保護(hù)作用，即由于熱量原因，相較于傳統(tǒng)的冷卻液機(jī)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(yàn)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(dá)所需位置。 而微量潤滑工藝產(chǎn)生的較小的顆?？梢愿拷邢魅?，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(yùn)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(dǎo)熱性的材料除外，因?yàn)闇囟葧芸靷鬟f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(dāng)其沖。 據(jù)鐵和金屬業(yè)工人協(xié)會的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，新出現(xiàn)的嚴(yán)重皮膚病或復(fù)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(bào)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(yīng)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(yīng)） 

· 無呼吸道刺激（頭痛、支氣管炎、癌癥等風(fēng)險(xiǎn)） 

· MAC值遠(yuǎn)低于門檻水平，采用冷卻液則往往無法保證這一點(diǎn)。 

· 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(xì)菌污染風(fēng)險(xiǎn) 

無危險(xiǎn)的反應(yīng)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?yàn)?/span>

· 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(xiǎn)廢棄物 

· 切屑是干的，無需額外處理就可回收再用 

· 無運(yùn)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(xiǎn)等級為1級而非2或3級 

· 無危險(xiǎn)的反應(yīng)產(chǎn)物 

不浪費(fèi)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(jìn)行切削。

例外：

· 對銅進(jìn)行重切削（散熱不足） 

· 銀和金： 無經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 

對鎂（鎂粉產(chǎn)生爆炸風(fēng)險(xiǎn)）以及鈦（高熱負(fù)荷造成刀具磨損）等難以切削的材料進(jìn)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(jī)業(yè)）進(jìn)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(jìn)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(yùn)行期間或設(shè)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(hù)）。 

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(jī)床如何轉(zhuǎn)換為干式加工？應(yīng)做些什么？

在轉(zhuǎn)換前，應(yīng)進(jìn)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(dǎo)管？ 最好是軸向進(jìn)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(dāng)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(dǎo)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(shè)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(yīng)的情況做出估計(jì)。

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(dāng)然必須查明，例如投資于舊設(shè)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(jì)效益。

如果需要干預(yù)加工順序來改善對溫度變化的響應(yīng)，并因此產(chǎn)生嚴(yán)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(fù)混合操作。 這可能是必要的，因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)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(jìn)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(yīng)。


很小或很大的刀具能否采用微量潤滑？

可以，應(yīng)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(jī)床是否都需要單獨(dú)的微量潤滑單元？

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

采用內(nèi)部潤滑時，每個活動點(diǎn)都需要獨(dú)立的微量潤滑系統(tǒng)。

當(dāng)對帶有不同刀具的活動點(diǎn)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。