最小潤滑量(MQL)- 為工業 4.0 做好準備
MQL 氣溶膠的油量、體積流量和壓力可直接考慮在數位工藝鏈中。與傳統金屬加工液相比,這具有明顯的優勢。
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圖 1:良好的噴灑行為
金屬加工液的有效輸送
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.
具有最小量潤滑(MQL)的工藝和優勢
MQL 工藝產生由油-空氣混合物組成的氣溶膠。這種混合物形成保護膜,可減少摩擦並直接防止工具磨損。切割工具的冷卻通過壓縮空氣、濕潤表面和蒸發吸附通過強制對流實現/控制。
高速切割(HSC)或高饋送切割(HFC)等工藝是 MQL 成功切割的基本先決條件。在這種情況下,MQL 優化的切割過程需要更小、恆定的包裝角度,以減少工具的總熱量輸入。
近年來,MQL 設備、交付系統和切割工具本身領域都取得了重大發展。與濕加工相比,MQL 是一種更靈活的應用,因為餵養的液體量較小。然而,由於流體的減少,必須密切關注切割工具與 MQL 氣溶膠的連續和有針對性的餵養。低能耗、零件和晶元的清潔度以及良好的材料相容性是該方法的進一步優點。
MQL 和工業 4.0
與傳統金屬加工流體相比,MQL 和現代 MQL 系統在數位工藝鏈中的集成更容易、更快捷地實現。對濃度、pH 值等各種參數的定期測量變得完全沒有必要。由於 MQL 通常意味著油,檢測雜質,顆粒大小等幾乎沒有構成任何問題。在 MQL 加工過程中,現代 MQL 系統記錄了進料的油量和壓縮空氣量(體積流量和壓力)。這些數據可以直接連結到數位流程鏈中的產品和過程數據。因此,在所需時間,從切割工具到機床、進料、速度以及潤滑油供應的所有基本過程變數都可以進行監控。
根據伊萬·約夫科夫博士(2016 年,約夫科夫)的說法,壓縮空氣消耗、相關功耗和損失等考慮因素可以調整和估計。噴嘴放電過程中的氣溶膠品質和油分測量是比較複雜的任務,但是,可以通過機器操作員對各自工具進行獨特的主觀調整來解決。
以下不鏽鋼高飼料切割(Inox)示例顯示了 MQL 戰略的潛力。
布拉瑟瑞士盧貝技術中心成功 MQL 嘗試
直到最近,1.4307 的銑削工藝主要是加工乾燥的。該專案的目的是優化與 MQL 的流程,並實現附加值。第一步是比較布拉瑟·瑞士盧貝製造的各種弗雷薩銑削工具和 MQL 產品。隨後,用最佳工具尺寸和最佳 MQL 油對不同流程進行了評估。對整個過程的總體視圖對於最佳 MQL 加工至關重要。這包括 MQL 設備本身、氣溶膠以及準備和交付。工具必須從一開始就為 MQL 交付而設計。只有當工具放電噴嘴產生具有良好噴霧行為的恆定和一致的氣溶膠(圖 1)時,才能成功實現改進。
結果:更長的工具壽命和提高的生產率
在測試期間,MQL 產品 Vascomill 彩信 FA2 表現出了令人印象深刻的性能,説明將工具壽命提高了 243%,同時提高了進料率和切割速度。後者從 130 米/分鐘增加到 390 米/分鐘。這確保了總生產率提高 70%以上。此外,最佳 MQL 策略防止了尖端的累積優勢(圖 2)。
圖 2:MQL 可防止內置邊緣
工具壽命增加 12 倍
鋁合金、傳統鋼和不鏽鋼等材料為 MQL 加工提供了非常高的潛力,因為熱量可以通過晶片輕鬆消散。在渦輪增壓器生產領域,與傳統金屬加工液和乾加工相比,工具壽命增加了 12 倍。這是由於在冷卻劑加工過程中,易碎且堅硬的可索引插入物對溫度變化做出反應。此外,傳統的冷卻劑加工也需要延展性插入和塗層。這是 MQL 加工的優勢。(圖 3)
圖 3:MQL(最低數量潤滑)加工的情況下,12 或 24 件工作件與濕加工(金屬加工液)為 1.4837 低 Ni
鈦加工與 MQL
鈦和無核等難以加工的材料是 MQL 應用面臨的一大挑戰。在螺紋軋制和鈦切割領域可以實現出色的工具壽命和切割速度。然而,在銑削和鑽探方面,相應的工具和加工策略尚未完全確定。在這方面,有些問題仍未得到答覆。需要進一步研究和更深入地瞭解加工過程及其進一步發展。
參考:
伊萬諾夫科夫(2016):蒂弗洛赫博倫斯技術分析,米滕弗勞夫斯,伊斯夫 · 圖 – 多特蒙德