對(duì)于鋁合金箱體零件的加工,如發(fā)動(dòng)機(jī)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(rùn)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(kāi)始使用全新的微量潤(rùn)滑技術(shù)。
發(fā)動(dòng)機(jī)制造商已經(jīng)開(kāi)始考慮用微潤(rùn)滑技術(shù)取代長(zhǎng)期使用的濕潤(rùn)滑加工的可能性。
2013年,位于重慶的長(zhǎng)安福特發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)的能力,而且實(shí)現(xiàn)了高效率。
安全環(huán)保效果:減少碳?xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶細(xì)浠衔锏奶蓟衔锏奶細(xì)浠衔锏奶蓟衔锏奶蓟衔锸褂?0%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(yàn)中實(shí)施切削條件。
切割試驗(yàn)在GROBG320雙主軸加工中心進(jìn)行,該中心由發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的氣缸蓋生產(chǎn)線配備,為了驗(yàn)證MQL的運(yùn)行效果。
零件的加工質(zhì)量和可靠性,在試驗(yàn)加工中心配備了先進(jìn)的單通道微潤(rùn)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(rùn)滑油通過(guò)混合裝置產(chǎn)生,然后通過(guò)機(jī)床外的球閥與主軸連接。通過(guò)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(xì)管虹吸原理,油霧濃度可通過(guò)油箱內(nèi)空氣壓差(>0.06MPa)進(jìn)行調(diào)整(油流由油霧噴嘴的數(shù)量和壓差決定)。
一般來(lái)說(shuō),單通道微潤(rùn)滑系統(tǒng)適用于速度不超過(guò)16000r/min的主軸,響應(yīng)時(shí)間為0.8~2s。
在MQL條件下,通過(guò)對(duì)鋁合金缸蓋上的加工部件進(jìn)行鉆削和銑削,然后在相同條件下進(jìn)行濕法加工時(shí),將刀具的磨損與工件的表面質(zhì)量進(jìn)行比較。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,主要的調(diào)試參數(shù)是噴油壓力,噴油量,響應(yīng)時(shí)間,處理參數(shù),PLC程序和內(nèi)部冷卻指令。
切削試驗(yàn)的工作流程.數(shù)據(jù)分析和效果。
MQL操作后的工藝驗(yàn)證包括:完成油霧裝置的連接,并通過(guò)收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)、設(shè)備能力指數(shù)CMK以及觀察到的碎片堆積情況,對(duì)油霧濃度/壓力進(jìn)行測(cè)試,工件溫度和刀具切割參數(shù)調(diào)整到位后,還進(jìn)行了一些測(cè)試,重點(diǎn)是工件加工效果的驗(yàn)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(shuō)一下,MQL電氣控制采用數(shù)字I/O接口通信方式,通過(guò)改變PLC地址和NC程序(組合成不同的M指令),實(shí)現(xiàn)機(jī)床對(duì)微潤(rùn)滑裝置的自動(dòng)控制,并完成自動(dòng)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(yàn)中,特別設(shè)置了15種油霧濃度,并逐一匹配工具。在MQL工藝的實(shí)施過(guò)程中,所使用的工具的材料沒(méi)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(shè)計(jì),當(dāng)切割試驗(yàn)完成后,然后測(cè)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(yàn)數(shù)據(jù)的比較驗(yàn)證
在MQL刀具和濕加工刀具下,通過(guò)試切40件鋁合金缸蓋(鉆400個(gè)孔,鉸孔120個(gè)孔),如圖3所示。
從試驗(yàn)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(mǎn)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(shí),工具塊腫瘤嚴(yán)重,MQL工具基本沒(méi)有塊塊腫瘤,因此,實(shí)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(diǎn)在本文中詳細(xì)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(shè)備能力指數(shù)CMK是充分體現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量意識(shí)的重要指標(biāo),機(jī)床設(shè)備配備新型MQL潤(rùn)滑裝置后,是否能達(dá)到應(yīng)有的水平?與傳統(tǒng)的濕潤(rùn)滑相比,是否能保證不低于當(dāng)時(shí)的水平?
通過(guò)對(duì)40個(gè)氣缸蓋精加工部件的尺寸進(jìn)行設(shè)備能力指數(shù)CMK評(píng)估,通過(guò)對(duì)設(shè)備能力的分析,確認(rèn)連續(xù)加工設(shè)備能力指數(shù)CMK在評(píng)估連續(xù)加工設(shè)備能力指數(shù)時(shí)沒(méi)有超過(guò)控制限度,設(shè)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(shè)備能力指標(biāo)(CMK>1.67)的要求。
結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)與傳統(tǒng)制造工藝的對(duì)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(rùn)滑技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。
事實(shí)表明,微潤(rùn)滑作為一種典型的綠色加工制造工藝,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
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(píng)價(jià)高于傳統(tǒng)的濕式(切削液)潤(rùn)滑和干式加工:第一,降低了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本和資源消耗。
第二,低投資。
以生產(chǎn)能力為40萬(wàn)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(rùn)滑時(shí)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。