微量润滑在航空航天加工中的应用

文章来源:MM《现代制造》 点击数:371 发布时间:2019-10-25
微量润滑是将润滑剂雾化或超细化,在高速气流的携带下直接进入到切削区域实现充分润滑,润滑效果明显,这也是微量润滑可以有效抑制刀具磨损的原因。
微量润滑在航空航天加工中的应用

金属加工的微量润滑MQL(Minimal Quantity Lubrication) 技术是指在压缩气体中混入微量的无公害润滑剂代替大量切削液对切削点实施冷却和润滑。微量润滑是一种有效的绿色制造技术,润滑剂以高速雾粒供给,增加了润滑剂的渗透性,提高了冷却和润滑效果,改善了工件的表面加工质量,润滑剂的使用量仅为传统切削液用量的万分之一或更低,从而大大降低了冷却液成本;同时微量润滑使切削区域外的刀具、工件和切屑保持干燥,避免了处理废液的难题;微量润滑可以根据工况确定最佳的润滑剂用量,可以有效地消除切削液的悬浮颗粒污染,改善工作环境;微量润滑系统操作简单,占地面积少,易于安装在各种类型的机床上。微量润滑技术作为一种有效的绿色制造技术,在环境保护方面优势突出,是替代传统湿式切削加工的有效方法。

泰伦特研发了能够满足航空企业加工各种材质的微量润滑油
泰伦特研发了能够满足航空企业加工各种材质的微量润滑油

微量润滑是将润滑剂雾化或超细化,在高速气流的携带下直接进入到切削区域实现充分润滑,润滑效果明显,这也是微量润滑可以有效抑制刀具磨损的原因。另有文献报道,微量润滑加工时可以将更多的氧气带至加工区域,在刀、屑接触界面形成氧气防护膜,有利于延长刀具寿命

加工过程中,由于润滑剂颗粒或油雾遇到高温加工表面会迅速蒸发,冷却效果优于浇注式切削液的冷却效果,所以浇注式切削液吸收的热量小于同等质量的雾状切削液吸收的热量。同样,吸收相等的热量,需要的雾状切削液的量也远小于浇注式切削液的量。由于少量的雾状切削液即可实现大量浇注式切削液的换热功能,所以对雾化冷却特性的研究也日益增多。微量润滑技术可以将润滑剂充分雾化并高速喷射至金属表面而不会对金属组成造成影响。

微量润滑加工时,金属加工油(液)以雾粒形式喷射至加工表面,不会产生急冷作用,也不会产生淬火效应。 而且提高切削速度时,工件会提前出现切削破裂点,裂点热源将远离刀尖。由于热量全部集中在工件及切屑上,刀具的热源只有切屑点产生的热及小部分摩擦产生的热,因此提高切削速度会使切屑更为弯曲并以更快的速度离开工件及刀具,有效地减少切屑传导热量的时间。这样就使工件的温度升高,使工件表面软化,切削更容易进行。也就是说,微量润滑加工适合高速切削。总的来说,微量润滑在环境保护、润滑、除屑和冷却等方面均显现出较为突出的优势。

微量润滑系统一般由空气压缩机、油泵、控制阀喷嘴及管路附件组成,集成后的系统成本价格低廉,质量轻,可以方便地安装在机床上。这一装置可用于铝材、铜材和黑色金属的加工,还适用于车削、铣削、钻孔、攻丝、冲压和折边等加工工艺。

目前广泛应用于航空领域的几种材质有铝合金、钛合金及特种钢材,它们具有较好的力学和加工性能,具有较高的强度、韧性及良好的加工性能。鉴于航空材料的特殊性,泰伦特研发了能够满足航空企业加工各种材质的微量润滑油,属于植物油基油品,可用于车床、铣床冲床加工中心、圆锯、带锯润滑加工以及链条等工艺,其优势是:绿色环保、无毒无害、易于降解、抗磨性好、挥发性低、高闪点以及阻燃性高。该产品的加工用油量一般仅为0.03~0.2 L/h(传统湿法切削的用量为20~100 L/min),可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦,防止粘结,延长刀具寿命,提高加工表面质量,可完全满足加工要求,并通过了中国民航局测试中心BAC5008技术要求。

微量润滑金属加工液则一般由精制基础油、极压抗磨剂、稳定剂和防锈剂等调制而成,具有良好的极压润滑性、冷却性、防锈性和清洗性,能确保加工精度和表面质量,减小刀具磨损。可同时用于铝合金,钛合金和黑色金属的加工。

总而言之,微量润滑金属加工具有安全、环保的特点,增加了金属加工油的渗透性,提高了冷却和润滑效果,同时避免了处理废液的难题,且可根据金属加工工况调节金属加工油的用量,达到最佳润滑效果。目前,金属加工微量润滑技术正在逐步替代传统的浇注式金属加工。