Blaser Swisslube Logo

Минимальное количество смазки (MQL) – готово для Индустрии 4.0

Количество масла, объемный расход и давление аэрозоля MQL могут быть непосредственно учтены в цифровой технологической цепочке. Это дает явное преимущество по сравнению с обычными жидкостями для металлообработки.

Рисунок 1: Хорошее распыление

Эффективная поставка жидкостей для металлообработки

Metalworking fluids, minimum quantity lubrication and cryogenic components are complex issues. Regardless of the method, the basic objectives of the cutting industry are high process reliability and high productivity. In addition to the economic ideas, ecological aspects are playing an increasingly important role. When things work out well, they can, in turn, also offer potential savings in energy and other resources.

All metalworking fluid-related lubrication methods, including MQL, have a common characteristic: continuous targeted feeding of the metalworking fluid into the cutting zone. The metalworking fluid must be delivered accurately onto the rake and flank face of the cutting tool. This can best be achieved by means of an internal metalworking fluid supply.

Процессы и преимущества с минимальным количеством смазки (MQL)

Процесс MQL создает аэрозоль, состоящий из масло-воздушной смеси. Эта смесь образует защитную пленку, которая уменьшает трение и непосредственно предотвращает износ инструмента. Охлаждение режущего инструмента достигается/контролируется с помощью принудительной конвекции через сжатый воздух, влажные поверхности и энтальпию испарения.

Такие процессы, как высокоскоростная резка (HSC) или высокопоточно-потная резка (HFC), являются фундаментальными предпосылками для успешной резки с помощью MQL. В этом случае процесс резки, оптимизированный для MQL, требует меньших, постоянных углов обмотки, чтобы уменьшить общий расход тепла в инструмент.

В последние годы наблюдается значительное развитие как в области MQL-устройств, систем доставки, так и самих режущих инструментов. По сравнению с мокрой обработкой, MQL является более гибким применением, так как подается меньшее количество жидкости. Однако в связи с таким уменьшением жидкости необходимо обратить пристальное внимание на непрерывную и целенаправленную подачу режущего инструмента аэрозолем MQL. Низкое энергопотребление, чистота деталей и стружки, а также хорошая совместимость материалов являются дополнительными преимуществами этого метода.

 

MQL и Индустрия 4.0

Интеграция MQL и современных MQL-систем в цифровую технологическую цепочку может быть реализована проще и быстрее, чем с обычными жидкостями для металлообработки. Регулярное измерение различных параметров, таких как концентрация, значение рН и т.д., становится совершенно ненужным. Поскольку MQL обычно означает нефть, обнаружение примесей, размеров частиц и т. Д. Вряд ли представляет какие-либо проблемы. В процессе MQL-обработки в современных MQL-системах регистрируется количество подаваемого масла и сжатого воздуха (объемный расход и давление). Эти данные могут быть напрямую связаны с данными о продукте и процессе в цифровой технологической цепочке. Таким образом, в желаемое время можно контролировать все основные технологические переменные от режущего инструмента до станка, подачи, скорости, а также подачи смазочного материала.
Такие соображения, как потребление сжатого воздуха, связанное с ним энергопотребление и потери, могут быть скорректированы и оценены в соответствии с доктором Иваном Иовковым (см. Iovkov, 2016). Измерение качества аэрозоля и фракции масла во время сброса сопла являются более сложными задачами, которые, однако, могут быть решены путем уникальной субъективной настройки оператором станка для соответствующего инструмента.

Следующий пример высокопоточной резки нержавеющей стали (Inox) исключительно хорошо показывает потенциал MQL-стратегии.

Успешная MQL-попытка в Технологическом центре Blaser Swisslube

До недавнего времени процесс фрезерования на 1.4307 был в основном обработанным сухим. Целью проекта была оптимизация процесса с MQL и достижение добавленной стоимости. Первым шагом было сравнение различных фрезерных инструментов Fraisa и MQL-продуктов производства Blaser Swisslube. Впоследствии различные процессы оценивались с лучшим размером инструмента и лучшим MQL-маслом. Общее представление обо всем процессе необходимо для оптимальной обработки MQL. Это включает в себя само устройство MQL, аэрозоль, а также подготовку и доставку. Инструментарий должен быть разработан с самого начала для MQL-доставки. Только при генерации постоянного и согласованного аэрозоля с хорошим поведением распыления (рисунок 1) на сопле разгрузки инструмента могут быть успешно реализованы улучшения.

Результат: увеличенный срок службы инструмента и повышенная производительность

В ходе тестирования MQL-продукт Vascomill MMS FA2 показал впечатляющие показатели и помог увеличить срок службы инструмента на 243%, одновременно увеличив скорость подачи и скорость резания. Последний увеличился со 130 м/мин до 390 м/мин. Это обеспечило общий рост производительности более чем на 70%. Кроме того, оптимальная стратегия MQL предотвратила настроенную кромку на переднем крае (рисунок 2).

Рисунок 2: MQL предотвращает создание краев

Увеличение сроков службы инструмента в 12 раз

Такие материалы, как алюминиевые сплавы, обычные стали и нержавеющие стали, предлагают очень высокий потенциал для обработки MQL, поскольку тепло может легко рассеиваться через стружку. В области производства турбокомпрессоров срок службы инструмента увеличился до 12 раз по сравнению с обычными жидкостями для металлообработки и сухой обработкой. Это связано с тем, что хрупкие и жестко индексируемые вставки реагируют на изменение температуры при обработке охлаждающей жидкости. Кроме того, обычная обработка охлаждающей жидкости также требует пластичных вставок и покрытий. В этом преимущество MQL-обработки. (Рисунок 3)

Рисунок 3: MQL (минимальное количество смазки) механическая обработка в случае 12 или 24 заготовок против мокрой обработки (жидкости для металлообработки) для токаровки 1.4837 lowNi

Обработка титана с помощью MQL

Материалы, которые трудно обработать, такие как титан и инконель, являются серьезной проблемой для MQL-приложений. Отличный срок службы инструмента и скорость резания могут быть достигнуты в области накатки резьбы и резки титана. Однако при фрезеровании и сверлении соответствующие инструменты и стратегии обработки еще не полностью определены. В этой области некоторые вопросы остаются без ответа. Необходимы дальнейшие исследования и более глубокое понимание процессов механической обработки, а также их дальнейшее развитие.

Ссылки:

Иовков, Иван (2016): Technologische Analyse des Tieflochbohrens mit Minimalmengenschmierung und simulationbasierte Kompensation des Mittenverlaufs, ISF TU-Dortmund