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采用改进型润滑工艺实现无油深钻孔
newmaker    来源:MM现代制造
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钻头/丝锥/板牙展厅
麻花钻, 钻咀, 丝攻, 丝锥, 板牙, ...
由于深钻孔所用油品里含有很多硫分,因此有些企业不敢使用此类油品。很多企业转而寻找其他种类的润滑剂。一种新的润滑工艺表明,深钻孔还有其他的方法,甚至几乎可以干钻。

在切削作业中,虽然市场上已经长期存在耗油量很低的内润滑设备,但是,传统的冷却润滑方法仍然占据主导地位。为何在市场上可获得的MMS技术至今在切削作业上未能得到广泛的应用,其中一个主要原因便是液体注入量的可靠性低,针对各种不同使用场合的灵活性不足。当刀具的直径较小时,迄今为止的润滑效率不足,这是因为依据刀具直径而确定尺寸的往往较窄的内冷却通道所输送的气溶胶数量过小。

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事实上,采用这种新的技术工艺在析出时会产生一种带有封闭链状结构的极薄的滑膜,由于其具有非常精细的特征,因此可以带来最好的润滑效果

若刀具直径较大,迄今为止的液体输送量则往往过大,由此容易粘附切屑,给废屑排放带来困难。仅仅依靠对目前市面上的MMS装置进行改进的措施,仍无法解决此类问题,因此,数十年来在最低量润滑技术方面有着丰富经验的HPM Technologie公司(以前称Pfeifer-Technik公司)则从另一个角度来尝试解决这个问题。HPM公司越来越意识到,如果不同时解决流体物理定律和由此而产生的一些需求方面的问题,而仅在设备结构上做一些变更,是无济于事的。

封闭链状结构的极薄滑膜

从这种认知中产生了一种全新的润滑方法:HPM Breeze(图1和2)。HPM公司的专家采用这种方法,成功地把冷却润滑液打成雾状,使之变得非常细微,从而使生成的气溶胶能够安全通过直径仅为0.3mm的主轴和刀具的内部冷却通道,到达目标位置。事实上,这种新的技术工艺在析出时会产生一种带有封闭链状结构的极薄的滑膜,由于其具有非常精细的特征,因此可以带来最好的润滑效果。

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图1 采用新的润滑方法,无油深孔钻变得可行

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图2 即使直径极小,也可以在几乎干的状态下,实现完美无缺的钻孔质量

用户的使用结果表明,HPM Breeze润滑方法可以达到真正的改进目的。暂且不说原来采用传统的冷却润滑而产生的采购、生产和排放等费用,而由于现在液体需求量大幅下降,且降到一个非常低的水平,而大幅提高了的生产效率则给用户带来了实实在在的利益。很多用户的积极反馈信息证明了这一点。例如,汽车工业的客户在其Ixion TL2上采用HPM Breeze润滑方法进行深孔钻时,进给量至少可以提高30%。

刀具寿命几乎翻倍主轴负荷降低1/3

在这种钻孔应用场合中,采用直径为d = 12mm、长度为l = 1000mm和材质为1.2344工具钢的单刃深孔钻,即可达到明显高得多的进给量。对此,用户把HPM-Breeze-Z40液体喷雾装置调设到非常精确的程度,使得刀具的使用寿命也比原来提高了一倍,主轴的负荷降低了1/3。

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图3 在最近的一次试验中,采用1.5mm直径的麻花钻在42CrMo4+QT调质钢材上一直钻了40个孔,才出现刀刃边缘破损

针对频繁和快速换刀而要求润滑效率较高的生产场合,HPM Technologie 公司通过其子公司即HPM Breeze公司可向这些应用场合提供新的Z40或Z30型液体喷雾润滑设备。对于情况不太复杂和要求不太苛刻的应用场合,则可采用Z10和Z05型液体喷雾装置。所提供的所有HPM Breeze设备均带有单独可定义的程序控制,只需很短的时间即可在几乎所有的机床设备上进行加装。这也是研发过程中着重考虑的。昂贵的设备必须尽可能达到高的生产效率,以回收所投入的资金。因此,加装和变动也应该快速完成。如果用户的条件具备,在设备上安装HPM Breeze液体喷雾装置,并实现控制系统对接,只需半天时间。接着,生产设备便可在改善良多的条件下继续作业。

采用1.5mm麻花钻头可在调质钢材上钻出40个孔

在此期间,研发工程师们积极拓展HPM Breeze液体喷雾装置的应用范围。目前,该公司与位于多特蒙德的Institut für Spanende Fertigung(ISF)研究机构合作,采用一些在加工作业中更显挑战性的材料,进行一系列新的试验。在最近的一次试验中,采用42CrMo4+QT调质钢材和1.5mm麻花钻头,在钻头刀刃出现破损之前,共完成了40个钻孔(图3)。这种可靠的润滑成果,在以往采用传统的冷却润滑方法时,只有耗用大量的资金,才能获得。刀刃破损也影响到切屑的生成。在试验开始时,出现了很短的切屑块。随着刀刃破损,这种碎切屑则演变成为一种带状的切屑。对于HPM公司来说,这还只是一种成功的开端。HPM Breeze方法为针对不同材料和不同应用场合而有针对性地采取各种改进措施奠定了基础。HPM Breeze公司目前接到了大量的询价单,这就充分表明,不仅是用户,同时也有很多首次加装的单位,他们都对这种新的润滑方法有了很深刻的的认识。自从条件得到改善以来,与客户约定的演示活动日益增多,从中也能看出,有意在液体喷雾技术上投资的客户正在逐日增加。
文章内容仅供参考 (投稿) (7/3/2010)
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