机加工微润滑试验报告 – 深圳贝斯特节能环保科技有限公司

一、背景

1、微量润滑也叫做最小量润滑(MQL),是一种金属加工的润滑方式,属半干式切削,指将压缩气体与极微量的润滑油混合汽化后,形成微米级的液滴,喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。
2、优点:微润滑融合了干湿切削和湿试切削的优点。不使用切削液,成本低、环保,同时油雾润滑能提高刀具寿命和提高加工效率。
3、缺点:机床清洁度不如湿式切削好、铁屑清理不方便、现有机床主轴系统(刀柄、冷却和部分刀具)需要改造。
4、当前行业应用:微润滑技术在欧洲属于成熟技术,国内重庆长安福特有一条线全部用微润滑技术。
5、当前玉柴应用:没有使用过微润滑技术,2015年5月联系广州锐劲公司,该公司方案前期研究需要购买一套德国进口设备15万元,有风险。后与深圳贝斯特公司联系,该公司有微润滑改造经验,前期可提供试用设备,故与贝斯特公司共同研究。

二、2015年试用情况

(一) 试验方案
1、机床型号:装备厂试制车间 Mazak V-815/80立式加工中心
2、加工工序:4S气缸盖精铰导管孔、开密封带工序
3、试验周期:三个月
4、工序内容、刀具明细:

(二)微润滑设备
2015年11月,深圳贝斯特公司准备好微润滑设备后,在装备厂试制车间进行了第一次试验。经厂家介绍,系统核心为国产。

(三)试用过程
主要关注贵重刀具导管孔铰刀,原导管孔铰刀寿命每次可加工约40件缸盖。
11月6日开始试用,至11月23日,铰刀寿命如下:
1#铰刀:96件
2#铰刀:125件
3#铰刀:70件(由于机床无法控制微润滑设备开启,微润滑设备关机后未开启,刀具干切,导致损坏)
4#铰刀:194件

结果:
1、正常使用的三把铰刀平均寿命可加工138件,是原来的138/40=3.5倍,刀具成本降低,同时减少了换刀时间。
2、其余钻头、密封带刀片使用寿命与使用切削液大致相当,也明显提升。

(四)润滑液成本分析
1、微润滑油(植物油)成本

2、压缩空气成本

(五)使用切削液的成本
1、装备厂试制车间

2、五发厂重机加工车间

(六)微润滑与切削液润滑加工成本对比

降幅:(40.371-12.48)/40.371=69%

三、2016年试用情况

(一)试验方案
2016年MQL试用点一:
机床型号:Mazak V-815/80立式加工中心
加工工序:精铰导管孔、开密封带(S2000气缸盖)
工序内容、刀具明细:

2016年MQL试用点二:
机床型号:Mazak FH-6800
加工工序:加工四侧面
工序内容、刀具明细:

(二)试验情况
201 6年,微量润滑项目继续与深圳贝斯特合作,经过与贝斯特多次沟通,与其就201 6年MQL推广项目的相关事宜达成一致,现已走流程采购微量润滑装置。
两台微量润滑装置,其中一台已于五月份装好(安装于四侧面工序),并调试完成,经过一个月试用,效果良好。另一台厂家正在制造过程中。
项目所需的丝锥、铰刀需要改造。

(二) 试用情况:寿命短的枪钻寿命对比。

使用切削液时,枪钻寿命约116件/次


使用微量润滑时,枪钻寿命约269件/次

结论:使用微量润滑后,枪钻寿命原来的2倍以上

(二) 试用情况:寿命长的丝锥、钻头寿命对比。

说明:钻头、丝锥本身寿命较长,还需继续验证。由于丝锥结构更改,是否影响寿命需要验证!

四、优劣分析

(一)优点
1、枪铰刀、枪钻等寿命短的刀具寿命是原来的2-3.5倍,钻头丝锥类寿命在加工密封带工序持平,其余工序还在验证。总体能减少换刀时间,提高生产效率。
2、刀具寿命增加,能提高CPK值,符合品质提升要求。
3、如考虑滤纸、冷却系统电费、废切削液处理费用后,原切削液成本下降在70%以上。
4、无切削液废液处理,环保。

(二)缺点
1、铁屑、铁粉的清理比使用切削液时困难,尤其是铸铁件,碳粉较多,需定期进行清理工作。机床防护板不是微润滑专用板,粉尘易进入导轨付。
2、微量润滑需要对机床现有机床改造,增加润滑植物油冷却系统,同时主轴冷却系统过于弯曲的机床不适应微润滑。
3、微量润滑对刀具内冷孔分布、刀柄结构均有一定要求密封要求,部分需要改造。
4、微量润滑油液是否对主轴内部密封件是否有影响需要验证。

五、风险评估

会议主题:微量润滑技术风险评估会议。
会议时间:2016年7月1日
会议地点:制造技术部四楼会议室
参加人员:朱光前、庞甲才、林丛立、黄进成、王勇、谭家斌、黄华剑、韦榜、
刘先黎、蒋金文
经过会议讨论,针对微量润滑技术进行了风险评估如下:
1、铁屑、铁粉的清理比使用切削液时困难,尤其是铸铁件,碳粉较多,需定期进行清理工作。机床防护板不是微润滑专用板,粉尘易进入导轨付。
——经过讨论,铁屑、铁粉的清理需要制定定期清理计划,最好每班次清理,避免堆积。
——关于粉尘容易进入导轨副的问题,经过讨论,由于油雾在润滑后直接吸附在铁屑上,对粉尘有部分抑制效果。且根据现有MQL或干切削设备使用情况来看,铁屑、粉尘对导轨副的影响较小。

2、微量润滑需要对机床现有机床改造,增加润滑植物油冷却系统,同时主轴冷却系统过于弯曲的机床不适应微润滑。
——经过讨论及资料显示,过于弯曲的内冷系统会减小油雾含量,降低微量润滑效果,但也能使用,只是油雾量消耗较大,在选机床时甄别即可。

3、微量润滑对刀具内冷孔分布、刀柄结构均有一定密封要求,部分需要改造。
——经过讨论及资料显示,微量润滑对刀具内冷出口有较高的要求,要保证油雾能对刀刃进行充分冷却。故部分刀具需要更换,推广时综合考虑成本即可。

4、微量润滑油液是否对主轴内部密封件是否有影响需要验证。
——经过讨论,配司曲轴线使用微量润滑加工油孔多年,可了解曲轴公司微量润滑油液对设备影响情况,再做确认。
——7月19日下午,黄进成、宁杰、蒋金文对配司使用微量润滑情况进行了考察,配司使用微量润滑的工序在钻曲轴油孔工序(曲轴为球铁),六缸机加工12个油孔,加工时间6分钟,四缸机加工8个油孔,加工时间4分钟。设备为钻油孔专机(启用1年),微量润滑装置为机床厂家配备,为单通道。油雾消耗量小,生产者反馈约1月添加1次,生产者每班次清扫机床内堆积的铁屑。由于使用油液设备故障率低,很少维修,只进行日常维护、保养(使用切削液时,设备处于潮湿环境,部分元件及线路容易生锈、老化)。据了解,桂林福达也在正常使用微量润滑技术。

会议结论:
微量润滑是一项成熟的润滑技术,根据配司及装备厂试用情况,会议认同本试验的优劣分析,总体上优势明显大于劣势,并且劣势影响程度小,能防控。建议进行小批推广。