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磨削冷却润滑方案提供巨大的效率潜力
作者:Heinz Dwuletzkl    来源:MM现代制造
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在冷却润滑剂方面,节能和节约原材料也是很重要的。对于磨削作业来说,作为一种基本介质的新型水基冷却润滑剂的方案可以挖掘出巨大的效益潜力。

磨削过程是机器、工件、磨削刀具、工艺参数、相关边界条件和冷却润滑剂等因素相互之间的一种复杂的配合过程。作为冷却润滑剂的研发和生产厂家,位于Hagen地区的Carl Beckem 公司多年以来就为采用特定和不特定刀片的金属切削作业提供冷却润滑剂产品。Berufluid是一种新型冷却润滑剂方案,该产品除了一些显著的产品特征之外,在目前原材料材质的背景下,对于金属加工企业来说,也可提供一种策略性的优良质量。

在采用传统的水溶性和非水溶性冷却润滑剂时,根据不同的产品结构,基本上属于冷却特性或润滑特性的冷却润滑剂。但是,这两种系统会遇到工艺应用极限。市面上的传统型介质产品必须与矿物油替代品一样,在其效用、生态环境和耐用性等方面满足日益提高的要求。Berufluid冷却润滑剂方案结合了迄今为止常见的油与水混合的碱基液的良好特性,因此可以被用作一种独特的基本介质。粘稠的水以其油质润滑特性和良好的冷却特性,构成了此种新一代润滑剂的基础。

由于此Berufluid产品具备良好的特性,因此在磨削要求很高的硬金属的加工场合中,可以达到以往切削油或切削溶剂无法达到的单位时间切割量。刀具的磨损程度也明显降低。新型介质的粘稠度可以根据各种加工工艺要求,进行最佳的设定,以达到冷却和润滑的最佳匹配。

下面有关制造带柄铣刀时的“花键磨削”的例子表明冷却润滑剂所带来的巨大效率潜力。通常情况下,在对带有金刚石盘的实心硬金属键槽(K10)进行费时费力的磨削加工时,可以达到3~7mm3/mms的Q'w单位时间切削量,且工艺流程安全稳定。无论是采用水溶性冷却润滑剂,还是采用非水溶性冷却润滑剂(KSS),两者之间的加工效率并无显著的不同。针对此加工流程,Beckem公司对所采用的乳化液/溶液、磨削油和Berufluid冷却润滑剂所测得的效率极限作了对照:

乳化液或溶液:16件键槽,Q'w =5mm3/mms(最大);

磨削油(V40,大约7mm2/s):16件键槽,Q'w=10mm3/mms(最大);

Berufluid:40件键槽,Q'w = 15mm3/mms。

在40件键槽之后,磨盘的磨损程度达到最大0.02mm。在此效率数据的基础上,进行了最初的试验,得到了如下结果:

例1:制造13mm直径的实心硬金属钻头,其键槽深度为4.96mm,键槽进给速度为146mm/min,单位时间切削量为Q'w=12mm3/mms;

例2:制造20mm直径的实心硬金属有柄铣刀,其键槽深度为4.0mm,键槽进给速度为190mm/min,单位时间切削量为Q'w=13mm3/mms。

通过在实际工作中的应用,制造硬金属钻具和铣刀的能力得到了证实。相对于传统加工作业而言,其单位时间切削量提高了30%以上,且生产稳定、安全,无需更改任何工艺流程。

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图 对硬金属刀具的高效磨削

降低磨损和法向力

按照Beckem公司研发人员的说法,采用Berufluid液可以明显提高单位时间切削量,延长刀具的使用寿命,从而有助于优化工艺流程的经济性。Berufluid液的优点是实现很低的切削法向力,降低磨盘的磨损程度,没有油雾的问题,最佳的磨削状态和极佳的冷却能力。

对于用户来说,使用Berufluid还有其他明显的优点:在磨削硬金属时不会产生钴侵蚀。此外,此新型冷却润滑方案因其优良的清洁和冲洗功效,也有助于简化对工件的清洁。采用Berufluid还可以提高工作岗位的安全性和卫生程度,这是因为无需再使用杀菌剂,也不会出现采用阻燃粘稠水时的油雾现象。这也意味着,在采用Berufluid时,可以避免磨削油一直存在的燃烧和爆炸的危险,因此也可以省去耗资大的防火和防爆措施以及各种保险。与其他水混合型冷却润滑剂类似,对Berufluid产品也可以采用折射计进行监视。该产品完全满足TRGS 611的要求。

能源效益、耐久性和电能资源的话题以很快的速度成为工业企业的业务与产品策略的组成部分。

Berufluid新型冷却润滑剂除了具有传统的效率参数之外,在“不含矿物油”的概念下,也越来越多地显示出其重要意义。原材料成本快速上涨,尤其是与能源和矿物油相关的资源的涨价,在最近清楚表明,很多企业将面临着巨大的挑战。

改善生产流程

矿物油资源的枯竭也对润滑剂和冷却润滑剂,尤其是那些含有很高矿物油成分或几乎完全以矿物油为基础的产品带来影响。日益萎缩的采油量和政治上的不确定性以及恶化了的原油质量,这些都无不揭示着在原料可供性、价格发展趋势和此类高价值生产原料和润滑剂的产品特性等方面所存在的各种风险。

早期就从石油转换到非矿物油基润滑剂系统的金属加工企业可以获得双倍的策略优势:一方面企业受到不可预见的采购价格变化结果的影响较小,另一方面企业通过采用新型技术而比其他企业领先一步。此类现代化企业无需负担适应环境的压力,而可以及早就把自己调整到具有未来前途的技术方案上来。此外,企业还可以把这种技术进步和节能改进措施(加工时间缩短、刀具使用寿命延长)视为一种很好的卖点。无矿物油的水基技术方案给企业提供了这些机会。

在这个应用领域里,Beckem公司非常强调其在冷却润滑剂领域上的领先地位。尤其在磨削加工方面,该公司已经向前跨得特别远,因为在研发项目的开始阶段,公司就全神贯注于磨削加工的应用场合。而且也积极参与到其他的切削和成形场合,在这些方面,公司也将看到美好的前景。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (6/16/2012)
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