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微量润滑系统在国内常见的几种技术


根据更节能更环保更经济的社会发展需要,微量润滑低温冷风微量润滑加工技术是将来发展的趋势之一。低温冷风微量润滑加工技术是将低温压缩空气与少量植物润滑液混合气化后,喷射到加工区,对刀具和工件之间的加工部位进行润滑。目前国内外对该项技术的研究甚少,正在初步研究之中。国外横川和彦教授在对低温冷风切削加工的研究中发现:在金属切削过程中,如果只给加工点提供非常微量、润滑效果良好且未被氧化的植物油,加工点会因高温而使切削油丧失润滑性,刀具很快磨损。如果加工时提供低温冷风,加工点的高温化可得到缓解,达到延缓刀具磨损的目的。如果在给加工点提供低温冷风的同时,再加上润滑效果良好且未被氧化的微量植物油,不仅加工点的高温化得到缓解,而且刀具的润滑性也得到了保证.

1、生物稳定型切削液

生物稳定型切削液依靠配方中所含的的特定成分来延长其使用寿命,当该特定成分的含量降低后就不具有抗菌的功能,很容易被生物分解,不会对环境造成污染。目前,生物稳定型切削液在国外已经形成系列产品,并向国内市场推广,但是价格贵,生物稳定型切削液的使用寿命不长是现在的主要研究问题。

2、干式切削技术

干式切削技术是在切削加工工程中完全不使用任何切削液的加工方式。在干式切削加工过程中,由于缺少切削液的润滑、冷却、辅助排屑等作用,切削时承受较大的负荷,切削温度高,刀具能否克服这些不利影响,是其顺利实施的关键。目前,干式切削技术实施的前提是:①、采用热稳定、快速排屑的高速机床;②、采用新型的刀具材料和涂层技术;③、合理选择和刃磨刀具几何形状。润滑系统在国内采用PCBN刀具高速干切削冷铸轧获得了很好的效果。

3、低温干切削技术

低温干切削技术是根据当温度降低时,金属材料变脆,塑性减小的低温脆性特点来实现切削加工的。也就是把工件在极低的温度下冷却一段时间,然后取出,使工件材料在低温状态下进行干式切削加工。但是这种加工方法在国内外的文献中很少有相关的研究报道。

4、液氮冷却切削技术

液氮冷却切削技术是将-180℃液氮送入切削区,使刀具、工件和切削区处于低温冷却状态进行切削加工。它也是利用材料的低温脆性进行的加工方法。但是该项技术难度大、成本高。美国怀特州立大学的S.Y.Hong和印度工学院的S.Paul对液氮冷却切削进行了理论和试验研究,试验表明,在超低温加工状态下,刀具材料能够保持良好的切削性能,可以提高刀具寿命,保证了切削效率和加工质量。目前,液氮冷却切削技术主要存在以下需要解决的问题:

(1)液氮的存储、运输等费用带来了附加成本;

(2)液氮在切削加工中的润滑性不够;

(3)液氮使用的安全性需要特别加以注意;

(4)在超低温下切削出来的工件表面具有极强的化学活性,暴露在空气中会很快生锈,因此必须解决工件防锈问题;

(5)尚需对不同工件材料的低温切削性能以及刀具的切削特性等作进一步深入研究。

5、水蒸汽冷却切削

水蒸汽冷却切削是将过热水蒸汽喷射到切削区以达到冷却润滑的一种切削方法。微量润滑冷却系统水蒸汽冷却切削可以减小切削力和工件表面粗糙度值,明显降低切削温度,生成的切屑更规则合理,润滑性有所提高。水蒸气价格低廉又无污染,是一种很好的绿色润滑剂。目前,该技术仍处于研究阶段,主要存在以下问题:

水蒸汽发生装置能耗较大,尚须进一步研究能耗低、保温性好、结构简单合理的水蒸汽发生装置。

水蒸汽的润滑机理还需进一步深入研究,切削过程的润滑模型尚不明确。

需对不同的工件材料进行大量切削性能试验和研究,选择合理的加工参数及确定最优喷射角度和流量等。