半干式(微量切削油)切削加工
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数控机床技术发展现状及趋势赵学明(广东工业大学,广东广州510006)摘要:现在世界上很多发达的工业化国家在生产中广泛应用数控机床。
随着电子技术和控制技术的飞速发展,当今的数控系统功能已经非常强大,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。
随着科学技术的发展,世界先进技术的兴起和不断成熟,对数控技术提出了更高的要求。
当今数控机床正在不断采用最新成果,朝着高速化、超精度化、多功能化、智能化、系统化、网络化、高可靠性与环保等方向发展。
关键字:数控机床、技术、现状、发展趋势引言从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品,适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21世纪,我国经济与国际全面接轨,进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。
1数控机床的简单介绍车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法,所谓机械加工,就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。
能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。
切削油MSDS报告1.产品信息产品名称:切削油产品编号:XXX-XXXX制造商:XXXX公司2.成分信息切削油的主要成分为矿物油,化学名称为石蜡油。
此外,切削油还含有添加剂,如防锈剂、抗氧化剂和摩擦改善剂等。
3.风险辨识切削油是一种可燃物质,具有火灾和爆炸的风险。
在使用和存储过程中,应注意避免与火源、明火和静电产生的火花接触。
4.安全措施4.1适当个人防护措施切削油会对皮肤和眼睛产生刺激作用,因此,在接触切削油时,应穿戴适当的个人防护设备,包括护目镜、防护手套和防护服。
4.2安全操作措施在使用切削油时,请确保通风良好,以避免吸入蒸气。
同时,应尽量避免直接接触皮肤,并遵守厂商提供的安全操作指南。
4.3灭火措施在发生火灾时,应使用CO2、泡沫或干粉灭火器进行灭火。
切勿使用水来灭火,以免引起油火扩散。
4.4泄漏处置在切削油泄漏或溢出时,应立即清除泄漏物,并使用适当的吸油剂进行吸附。
将吸附物装入合适的容器中,并按当地法规进行处理。
4.5储存要求切削油应存放在阴凉、干燥、通风良好的地方,远离火源和明火。
应避免暴露在高温和阳光直射下。
5.急救措施5.1吸入若不慎吸入切削油的蒸气,请立即将患者转移到新鲜空气的地方,并寻求医疗救助。
5.2眼部接触若切削油不慎进入眼中,请立即用大量清水冲洗眼睛至少15分钟,并寻求医疗救助。
5.3皮肤接触若切削油不慎接触皮肤,请立即用肥皂和温水洗净受影响的部位。
5.4食入若不慎误食切削油,请立即向医生求助,切勿自行催吐。
6.毒理学信息切削油对于人体健康风险较低,但长期接触切削油可能导致皮肤刺激和过敏反应。
因此,在使用切削油时,应遵守相关操作规程,并注意个人防护。
7.环境影响切削油可能对环境产生不良影响。
避免将切削油排入水源或土壤中,并按相关法规进行处理和处置。
8.运输信息切削油属于危险品,运输时应遵守相关的国际和国内运输规定,确保包装完好,并避免碰撞和剧烈震动。
9.法律信息切削油的使用和处置应符合当地和国家的法律法规,包括但不限于危险品管理法规和环境保护法规。
MQL 加工技术(微量润滑加工技术) 1 引言在金属切屑加工中, 切削液具有冷却、润滑、排屑、清洗和防锈等功能, 使用切屑液对延长刀具使用寿命、减少切削力、保证加工精度和加工质量起着重要作用。
然而随着人类对环境、健康和成本的日益关注, 切削液所带来的负面影响已不容忽视: 切削液的处理和排放易引起环境污染。
切削液雾对操作工人的健康构成威胁, 易诱发多种皮肤病、呼吸道和肺部疾病甚至是癌症。
此外, 切削液的使用成本相当昂贵。
据德国最新统计数据表明:与切削液有关的费用相当于全部制造费用的7%~17%, 而工具费用仅占2%~4%[1]。
在可持续发展战略下, 国家对环境污染的要求越来越严格,切削液的处理费用也越来越高。
鉴于环境保护和降低成本的需要, 干切削和半干切削加工技术成为必然选择。
干切削技术是在切削过程中不使用任何切削液的加工方法, 它可完全消除切削液带来的负面影响。
但是由于缺少切削液的润滑、冷却等作用, 切削刀具承受的负荷大, 切削热无法及时移走, 刀具磨损快, 加工精度和表面光洁度难以保证, 因此它只适用于特定的切削条件。
半干切削加工, 具有多种不同的方法: 低温冷风、液氮冷却、水蒸气冷却和MQL 等。
其中MQL 是近年来各国学者研究得较多的一种技术, 它综合了干切削和浇注式切削的优点, 是一种经济的绿色环保加工技术, 对此加以介绍。
2 MQL 加工技术MQL 是将压缩空气和微量切削液( 一般为2- 30mL/h) 混合雾化后, 喷射到加工区, 对刀具和工件进行有效润滑的一种半干切削技术。
在MQL 加工中, 切削液的使用量极少, 润滑效果却十分显著, 它可以大大减少工件—刀具—切屑之间的摩擦和粘着,抑制温升, 保证加工质量, 既降低成本, 又不会对环境造成污染,并且加工后的工件和切屑保持干燥, 缩短工时。
2.1 MQL 切削液在传统的浇注式切削中, 切削液的选择主要依据其冷却润滑等切削性能, 而在MQL 加工中, 切削液耗量低, 使用时间长,这就要求切削液不仅具有良好的切削性能, 还必须与环境相容,并保持化学稳定性。
ACCU-LUBE(BLUEBE)阿库路巴金属加工切削润滑油、微量喷油润滑系统产品信息手册上海尚进润滑销售部阿库路巴(ACCU-LUBE/BlueBe)金属加工液是冶金制造行业的自然选择当你调查市场利益的时候,阿库路巴金属加工切削产品是你的第一选择……ITW ROCOL North America是为金属加工产业提供科学、先进的润滑产品的先驱者。
与传统的水溶性冷却剂、乳化液和切削油相比,纯天然的阿库路巴油为具有高效、经济、安全环保等特点。
标准型号的阿库路巴给油机可广泛应用于绝大多数的金属加工行业、我们的工程师还能针对各种特殊的情况具体设计、定做微量给油润滑系统。
一点点润滑油的准干式切削润滑有以下优点:●替代传统乳化液、切削油●极少耗用量●节约成本●延长工具使用寿命●提供安全工作环境●操作干净●工件不变色、不污染●无毒●无处理成本●减少机器维护费●无需后处理在许多行业中得到证明:●钻深孔●铣●研磨●车螺纹、攻丝●圆锯●带锯●铰孔●切削●折弯、剪边●扩孔●拉丝●成型、冷轧成卷●去毛边●拉削●冲压成型、冲孔●磨刀具●链条润滑应用ACCU-LUBE方便、安全、益处多ACCLUBE为您提供一系列完善的服务,包括纯天然的润滑剂,还有专业、成熟的获有专利的精密润滑系统。
这些产品无毒、保护环境,被广泛应用于多种行业,不会造成污染。
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ITW ROCOL North America作为ACCU-LUBE产品的生产商,是向金属加工行业提供科学、先进的金属加工液体的工业先驱。
它推动了该产品在金属制造行业中的应用。
我们的母公司,美国伊诺斯工具有限公司,是财富200强之一,是世界上技术革新最快的公司之一。
环境安全ACCU-LUBE无毒、不会过敏。
ACCU-LUBE喷油器将润滑液喷向切割口边缘,不会产生油雾粒子。
ACCU-LUBE可生物分解,对环境起保护作用。
它不会对水、空气和土壤的质量产生损害,在你使用它的时候它自然地消耗。
切削油常见组成及机理,配方研发及生产工艺导读:本文详细介绍了切削油的研究背景,机理,制备方法,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。
1背景禾川化学是一家专业从事精细化学品分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
正是禾川化学的良好的口碑,赢得多个金属加工液领域龙头企业关注,成功地建立精细化学品研发平台,为切削油企业提供一整套配方技术服务。
禾J11化学通过多年沉积,运用精细化工的复配技术,做了小试和应用试验,研制了一种新型切削油配方技术;该切削油以合成酯和植物油相配合作为基础油,具有良好的润滑性和可生物降解性、资源可再生及无毒等优点,可生物降解部分在90%以上,对人体和生态环境低毒低害,符合相关环境指标要求。
本品是特别为现代先进的干式^口微量润滑加工研制的专用切削油,综合了这种润滑方式的三种需要,即冷却、润滑、使刀具摩擦最小,研制了调节切削界面温度及压力的合适添加剂,使这三个主要用途发挥得更好。
制备的切削油低温性能、过滤性和氧化稳定性较好,通用性强,可适合于绝大部分材质的金属切削加工,主要用于油雾润滑,气液两相的油雾既能起到润滑作用,又能带走大量热量,还能减少切削油的使用量,降低成本,减少废液排放,有利于保护环境。
2切削油2.1切削油参考配方将一定分量的各组分(合成酯(25~35)、植物油(65-75)、抗氧剂(0-3)、防锈剂(0-2)、极压抗磨剂(1~5)、金属减活剂(0-1)z混合均匀;2.2切削油常见组分及机理该切削油中合成酯由三羟甲基丙烷三油脂、硬脂酸异辛酯、油酸异辛酯按照质量比(2~4):(0.5~1.5):(0.5~1.5)混合而成。
作为优选,所述合成酯由三羟甲基丙烷三油酯、硬脂酸异辛酯、油酸异辛酯按照质量比3:1:1混合而成。
干式切削加工的必要性
在德国、北欧,不使用切削油的切削加工方法作为当前主要课题进行研究。
对于切削油产生的污染逐年收紧,所有与切削油废液处理有关的成本费用都在上升。
在切削油中,为了提高切削性而加入各种高压添加剂,其中也有氯系高压添加剂。
在焚烧切削油的废液时,会产生剧毒性、致癌性、畸形性的二氧环己烷。
因此,迫切要求切削油的非氯化。
在德国和北欧、较早以前就已禁止使用氯系高压添加剂。
其次,必须加强切削油的管理。
对于饮用水大多取自地下水的欧洲来说,切削油废液的排放,就直接影响饮用水的污染。
因此,不仅禁止切削油废液的随意排放,就连切削油洒落在机床外部也是不许可的。
使用后的切削油废液的管理及其限制也必须严格执行。
减少切削油废液的方式就显得很有必要。
在德国,要从切削油废液中除去油渣(污泥),进行切削油的回收再循环使用相当普遍。
这些为保护环境而加强的规定,使得切削油的设备、管理、废液处理等的总成本费用上升,因而直接促使生产加工费用的上升。
据说在德国与切削油有关连的费用已上升至生产加工费用的15~30%(图1)。
因此,在欧洲,干式加工用的刀具和刀具涂料的开发、新的切削油的开发等在加紧进行之中。
在日本,明治大学横川教授研究的把零下30℃的冷风吹到加工点上进行干式切削加工的方法已取得了成果。
虽然可以期望在将来使用完全干式切削加工,但是要完全干式切削,则在刀具寿命、加工精度、表面光洁度等方面,还有许多必须克服的问题,所以可以预料,根据当前的现狀而转换使用不影响环境的切削油。
特别是,重新评价在过去使用大量切削油的方法,研究切削油的适量化、微量化以及给油定点化等。
半干式切削加工“Bluebe”方法
最适合半干式切削加工系统是Bluebe微滴油方法。
Bluebe微滴油方法,是通过切削油的微量化和供给油的定点化来进行半干式切削加工。
是把最少量的高润滑切削油喷涂到刀刃上进行切削加工的系统。
通过具有高润滑性的切削油和正确供给最少量切削油的给油装置的组合,就构成半干式切削加工。
本来,这种加工方法是美国的宇航工业为难切削材料的加工而开发出来的方法。
Bluebe微滴切削油方法的特征有以下几点:
1. 利用专用的给油装置,把微量的Bluebe切削油喷成油雾而涂布到刀刃上。
切削油消耗量为2~10ml/小时,近似于干切削加工就变成为可能。
另外,因为没有大量的切削油,使工作环境得到改善。
由于切屑是干燥的,质量轻的铝切屑很容易收集。
2. 由于切削油的使用量非常少,所以无火灾之虞。
3. 切削油的消耗量极少,而且完全消耗掉,所以与切削油的浓度管理、防止腐败管理、废液处理等有关的费用可降至很低。
4. 因为使用切削油很少,粘附到工件上的切削油也相应减少,使工件的清洗和抽样也可以简易化。
5. Bluebe方法切削油的成份是以植物油为基料,无公害、无毒性、没有变态反应性,是对人体安全的切削油。
6. 由于是植物性油,有生物分解性,即使排放到周围环境中也会分解。
7. 由于高润滑性,控制刀刃产生的热量、可以延长刀具寿命。
利用油雾增压器供应微量切削油方式
为使Bluebe半干式切削方法发挥更大效果,另外,还配有专用的给油装置。
此给油装置有内部给油和外部给油的两种类型(见表1)。
采用内部给油或者外部给油,要根据机床来选择。
例如,在加工中心,是采用内部给油,而功能不具备的场合则采用外部给油。
为了最佳的效果,要把Bluebe切削油供给到刀刃处,而内部给油是最好的方法。
油雾增压器(照片1)是专门为Bluebe切削油而开发的内部给油装置。
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照片1:油雾增压器
切削油消耗量:2~10ml/h;工作气压:4~10kg·f/cm²;
油罐容量:1,200ml
Bluebe油雾增压器产生出微粒子的油雾,不但几乎不会粘附到配管内,而且对高速主軸(转速可达20,000r/min)进行油雾给油是可能的,另外,响应时间完全与空气的到达相同,对于大部份的配管,油雾在1秒以内就到达刀刃处。
油雾是由泵产生,所以油雾浓度和油雾量都可以控制。
另外,在深孔加工方面,为了排出切屑而需要高气压空气时,由于使用增压器增压的空气,所以可加工比以前更深的孔。
外部给油装置
在外部给油的场合,使用Bluebe FK型给油机(照片2)。
FK型给油机也是专门为Bluebe切削油而设计的(见图2),它内有高精度泵,用来把空气和切削油
送入到喷嘴内。
与油杯型油雾给油机不同,其空气量和切削油量可以分别调整。
每个喷嘴切削油的消耗量为4~8ml/h,这是非常微量的,是从喷嘴的前端看不见切削油喷出那种程度的微量。
FK型给油机与油雾增压器相反,它使油雾的粒子增大了。
在外部给油时,由于从刀具的外部给油,在回转的刀具周围会产生气流。
大的油雾粒子要突破气流才能到达刀刃处。
另外,由于油雾粒子大了,所以油烟减少了,不必担心会损害工作环境。
照片2:FK型给油机。
切削油消耗量:4~8ml/h;工作气压:4~10kg·f/cm²;
用气量:60l/min;油罐容量:300ml/950ml/4l;
由油机至喷嘴的软管长度:3m(可加长至10m)
图2 Bluebe FK型给油机的喷嘴
通过二重管而接近到喷嘴前端时,空气和切削油合流喷出。
由于油粒子比油雾大,要突破刀具周围的气流才能达到刀具上。
另外,由于粒子大而油烟减少。
对外部给油方式有一些限制,加工中心的自动换刀或许会对喷咀有干扰,对于数控车床也是不能适用的。
另外,在用钻头和铰刀的孔加工方面,要从外部向加工点送入油雾很困难。
但是,利用内部给油方式的油雾增压器大体上可以解决这些问题。
切削油的选用
Bluebe切削油主要有钢用和有色金属用两种。
LB-1用于不锈钢。
合金钢、钢等;LB-10用于铜、铝等有色金属。
无论是哪一种,都是植物性切削油,对人体是安全的,由于具有生物分解性,所以是有助于保持良好环境的切削油。
因为具有非常高的润滑性,微量使用切削油就能发挥效果(照片3)。
作为手喷使用的品种,也备有糊剂和固体润滑剂(见照片4)。
照片3 Bluebe 切削油LB-1和LB-10 照片4 手喷使用的Bluebe 切削油
专用刀具
可使用Bluebe油雾增压器和FK型给油机的刀具,是市场上出售的带油孔的刀具和夹套(见图3)。
图3 带油孔的刀具
降低切削油的费用
使用Bluebe切削油,可大幅度地降低费用。
通常,在比较切削油成本时往往只是比较切削油的价格。
但是,必需是进一步考虑与整个切削油有关的总费用。
费用应包括:
机床的切削油罐、循环设备或者高压冷却器等的设备费用;
切削油的费用;
防腐败管理、浓度管理、过滤器的费用;
切削油废油处理费用或回收再循环的费用等。
在使用Bluebe切削油的场合,可削减成本的是以下项目:
Bluebe切削油价格,另外,由于是高润滑油,虽然价格高于石油系切削油,但是使用量只是微量。
与切削油回收循环式设备比较,给油装置的初置成本是很小的;
不需要切削油的防腐败、浓度管理;
由于切削油的消耗量很少,洗净和抽样都可以简易化。
由于切屑的干燥,使收集、处理或再熔炼都变得容易。
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Bluebe过去主要用于难以洗净的大型加工物(建筑材料)。
一直以来由于只能用于外部给油式的给油机,所以能够使用的机床很有限。
然而,今后利用内部给油式的油雾增压器,可适用的机床的范围就会大幅度地增加,对上述的加工点就可以采取定给油了。