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内冷却刀具最小量润滑(MQL)切削加工4

 mjljaj 2012-07-03
润滑油的粘性确实是一个问题,它会使切屑相互粘连,或粘在刀具上,从而造成二次切削。”

    Boelkins推荐采用包含精炼植物油(也称为润滑酯)的气雾,他说,“使用少量优质的、相对较贵的润滑油和压缩空气,切屑就不会产生阻力,在钻削加工中可以顺畅地排出孔外。”

    Boelkins补充说,与矿物油相比,植物油的热容量要高得多。植物油的闪点大约为230℃,而矿物油仅为120℃。他还警告说,不要将植物油作为油雾来使用,因为其颗粒越细小,就越不容易在刀具表面形成“润湿”效应。“从工人健康的角度考虑,虽然植物油是无毒和可降解的,但它仍然会被吸入并附着在肺上,吸入肺部的油雾颗粒越小,其危害性就越大。”

    近干切削刀具

    为了获得最佳加工效果,必须采用适合近干切削的刀柄和刀具。虽然任何类型的刀柄都适合用于MQL加工,但HSK刀柄使用最普遍,这部分是因为欧洲机床制造商在大力推动MQL加工技术的发展,而HSK刀柄在欧洲应用范围最广。与湿式切削相比,MQL的关键要素是,气雾必须沿着明确确定的输送路径流动,而不会出现任何会干扰流速和流动方向的空隙。

    据刀柄制造商T.M.Smith刀具国际公司总裁DaveSmith介绍,刀柄后部与主轴的联接方式决定了它如何将冷却液输送到刀具中。他在谈到用于湿式切削和近干切削的刀柄有何不同时说,“从刀柄外部,你看不出有何不同,但其内部结构确实有区别。我们希望精确定量的气雾通过刀柄正确输送到刀具中。”

    Komet公司的Blosser补充说,用于调节刀具安装长度以及刀杆与刀柄界面后部的径向调节螺钉是唯一可以更换的附件,“你可以拿下标准接头,取出调节螺钉,根据供液系统的类型,使用一根由机床制造商提供的、符合MQL要求的冷却液输送管,然后更换调节螺钉。这样,你就有了一个符合MQL加工要求的刀柄。”

    Blosser说,与刀柄不同,为了实现MQL加工,需要对刀具进行更多改造。例如,在孔加工中,需要将钻头冷却孔的出口扩大,以利于将冷却液输送到与工件接触的整个前刀面,从而消除积屑瘤和刀具热淬现象。在切削中,当冷却液被引入红热化的刀具/工件界面时,就会出现热淬现象,它容易造成刀具基体碎裂,缩短刀具寿命。Blosser说,“我们还希望降低钻尖形状的顶点,以向钻头中心部位提供尽可能多的冷却液。”此外,钻头的排屑槽也需要磨削得非常光滑,以防止切屑粘附。

    刀具设计人员必须考虑到,需要将空气/润滑油的混合物送达多阶梯式刀具的所有切削刃。对于较长的刀具,位于刀具端部的内冷却孔出口必须有较小的倾斜度,Blosser说,“这样可以形成涡流,使冷却液加速流向刀具端部,从而使所有切削刃都能获得充分的冷却润滑。”

    冷却孔的出口尺寸还取决于刀杆内部冷却液通道的直径大小。Blosser说,“如果刀杆内主通道本身的直径为6mm,那么所有出口的直径尺寸之和就不能超过6mm。”这是因为,如果各出口直径之和超过了主通道直径,压力就会降低,从而使流速减缓。

    Blosser指出,对于近干切削而言,内冷却刀具的MQL加工要求最为严苛。

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