刀具微潤滑技術主要有氣霧外部潤滑和氣霧內部冷卻兩種方式
氣霧外部潤滑方式:將切削液送入高壓噴射系統并與氣體混合霧化,然后通過一個或多頭噴嘴將霧滴尺寸達毫、微米級的氣霧噴射到加工刀具表面,對刀具進行冷卻和潤滑;
氣霧內冷卻方式:通過主軸和刀具中的孔道直接將冷卻氣霧送至切削區域,
進行冷卻和潤滑。
外部潤滑系統一般由空氣壓縮機、油泵、控制閥、噴嘴及管路附件組成,集成后的系統成本低廉,質量輕,可以方便地安裝在機床上。不過,由于噴嘴的方位對潤滑效果影響顯著,需要確定噴嘴的{zj0}位置及噴射角度;外部潤滑的霧粒很難進入深孔鉆削的加工區域,所以對于深孔加工冷卻潤滑效果不好;外部潤滑的霧粒顆粒小,容易四處飛散,對工作環境會有一定影響,所以需要有配套的防護設施。
內部潤滑系統通過主軸和刀具內部通道供給潤滑劑,可以直接到達加工區域,潤滑充分,一般效果會好于外部潤滑。但內部潤滑系統也有缺點:機床主軸和工具系統的結構變得復雜,甚至會影響整臺機床的工作性能;當主軸轉速過高時受離心力作用影響,切削液易粘附在主軸和工具的內孔壁,不易達到切削區,目前使用內部
MQL 技術的機床主軸轉速一般不超過20000—30000 r/min ;
加工過程中切屑易堵塞噴口,嚴重影響潤滑效果;內部潤滑系統需重點考慮霧粒生成裝置,生成霧粒的直徑必須足夠小,才能減小慣性及重力的影響,使霧粒保持懸浮狀態,從而順利通過內部通道。
對于微量切削液的傳輸霧化,也有兩種形式:
一種是單通道,這種形式需要一個單獨的霧化裝置,然后把霧化好的液滴和壓縮空氣的混合物,通過一個通道傳輸到噴嘴;另一種為雙通道,不需要單獨的霧化裝置,通過兩個通道,里面小通道為微量切削液,外部大通道為壓縮空氣,在靠近噴嘴處(
霧化區)利用噴嘴進行霧化,進而噴射到切削區。與雙通道系統相比,單通道系統更便于制造,但在輸送潤滑油霧時,特別是在具有強烈離心作用下的旋轉主軸中時,油霧會被分離,這常導致加工區油霧不均勻,使加工質量變差。
機床主軸轉速是選擇單,雙通道的決定因素之一:
單通道系統:油和氣在通過機床主軸之前混合,故機床轉速{zg}允許為16000rpm。因為轉速越高產生的離心力也越大,會導致已混合好的油氣再次分離。
雙通道系統:機床轉速{zg}允許為40000rpm。
換刀頻率是選擇單,雙通道時要考慮的另外一個因素:
單通道系統:油霧需要較長的傳輸時間才能從噴霧合成器經由機床主軸而到達刀具切削部位。雙通道系統:油霧可在瞬間噴出,只需約0.1~0.3
秒。(這樣換刀時等待的時間短,油浪費也少,更節省成本)
當然,單通道系統在
MQL與濕式加工相互轉化時較為方便,因為單通道系統是將混合油氣直接輸入到旋轉分配器后就進入內冷管中了。而雙通道系統則不可以。
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