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微量润滑(MQL)系统的飞跃
作者:必诺机械(上海)有限公司
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润滑泵, 集中润滑系统, 注油器, 油气分配器, 油雾润滑, ...
汽车缸盖加工之前需大量釆用冷却液来冷却。在使用微量润滑(MQL)或者半干式加工后,Salzgitter工厂实现了清洁生产,并减少了润滑剂的用量,备品、维保和清理的成本。

位于德国Salzgitter的大众汽车公司,是全世界最大的发动制造机工厂之一。覆盖面积28,000,000m2,工厂每天生产的7,000个引擎里有超过370种非标件,其中有大众汽车,奥迪和布加迪品牌。

通过使用微量润滑(MQL)或者半干式加工,公司已经拥有世界上第一个大批量的汽车缸盖生产线。通过压缩空气和极少量的油滴混合来提供需要的润滑,替代了之前所使用的冷却液。

从一开始,负责刀具规划的Michael Knauf,就参与了此项工艺的合作。自2008年以来,他一直在Salzgitter工厂负责测试MQL技术,并将其融入到最严谨的操作工序当中。

工厂最初使用MQL还要追溯到90年代。2000年之后,工厂不仅将MQL运用在机件钢和铸件上,同时也推广到加工简单的铝件上。即使在那时,工厂一直在使用bielomatik提供的MQL系统(在美国的子公司是bielomatik inc., New Hudson, Mich.)。

接下来的里程碑就是Salzgitter工厂MQL生产线的创新,针对铝合金的汽缸盖的干式加工。此生产线于2009年安装,并于2010年运用到了整个流水在线。

首先,关键的因素是MQL可以提供清洁生产。金属的切屑是干的,机床仅仅需要每2-3周清洁一次,机床操作员不需要其他任何特殊的衣服或者手套,工作台面也不会有油腻。

其次是减少了润滑剂的用量,备品、维保和清理的成本。使用传统润滑时,VW发现,一台GROB的2轴G 320加工中心大约需要81-99加仑/分钟(305-375L/min)的循环润滑剂。因此,当20台机床生产时,例如,一天生产2,000个汽缸盖,每分钟大概需要2,113加仑(8,000L/min)的润滑剂循环一圈。

在以前,润滑剂的消耗通常是加工每一个汽缸盖需要1.1-1.4加仑(4.2-4.31L),包括蒸发掉的和损耗的。现在,每个汽缸盖只需要不超过0.002-0.003加仑(7-10 ml)润滑剂。

尤其是一台2轴机床,单主轴每小时润滑剂的消耗量仅略微超过0.004加仑(17 mL)。

由于润滑剂只在机床切屑时才会开启供应,横移或者操作间隙时会关闭,因此VM节省了额外的运营成本。耗水量也明显减少了,且只需要一个清洗步骤,而以前则需要两个。

以前的润滑系统用过滤器来清洁润滑剂。这种过滤过程存在的风险是会将金属切屑微粒输送到刀具上,并再次切削它们,造成划痕并且影响零件表面。而由于MQL工艺一直是用纯净的油品,一次使用,不会存在此种风险。

Knauf 阐述道﹕“通过MQL,在面向整个过程中的降低生产成本的问题上,我们正取得‘巨大突破’。每个汽缸盖的润滑剂用量大约减少了98%,这都归功于MQL工艺。相比于湿加工,每个汽缸盖将近节省了90%的耗水量,二氧化碳排放减少了54%。”

GROB G 320机床允许刀具切换的时间是4.2s(换刀时间)。由于bielomatik的MQL 双信道系统仅需0.1秒开启/关闭的反应时间就可以直接将润滑剂输送到刀具的刃口,所以完全没有问题。

换刀时也经常需要校准油量,MQL双信道系统便能胜任此项任务:油和气在刀柄里靠近切削点的位置混合。

在这种情况下,双信道系统,通过压缩空气,在刃口形成一层油膜。使用bielomatik定量阀可以提供精准的油量。报道结果显示,精确可再生的油,供油量也不会随着环境变化而受到影响。精准的供油量也能用于类似的小号或大号刀具。

除了高精度供油量以外,不依赖气流的定量供油的另一个优势是,对于润滑要求高的刀具,可以一直提供足够的适量润滑。

对于MQL,有一个非常挑剔的要求,就是如何处理将热量引入零件。为了精确控制零件的热量,需要单独考虑工艺参数。加工汽缸盖时,工序必须要最优化。

Knauf指明﹕“为了保证精度要求,必须想出合理的工序,通过有针对性的进行过程控制,提高零件质量。热量最终不会因为冷却液而消失,而通过切屑带走。我们完全知道每个生产步骤里零件应该引入多少热量。”

Salzgitter的终极目标是建立一座拥有完整的MQL生产线的工厂,并与大众汽车形成持续性发展战略。

工厂的最新项目涉及到使用MQL的磨削凸轮轴。可是,“目前还没有一个转换是从湿加工到干加工”,Knauf说道:“这个过程要求专业知识技能和准备好开发MQL的专业知识技能的员工。你必须要调查刀具磨损的原因,并且优化机床、刀具、刀柄、油和MQL系统的相关程序。我们已经确定了基本原则,并且将这些因素考虑到一个又一个工序里。”(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (10/25/2013)
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