SKF在其制造過程中采用了微量潤滑(MQL),并擁有全面的MQL解決方案組合。雖然SKF從引入MQL中獲得了顯著的好處,包括大幅降低了油耗和提高了加工生產率,但其專業潤滑分銷商之一、西班牙的HRE液壓S.L.委托進行研究,以量化總體擁有成本的總體節約。西班牙畢爾巴鄂附近的領先研發公司Tecnalia進行了測試。
測試參數
研發測試旨在比較干加工(無潤滑)、使用冷卻系統的濕加工以及MQL內部和外部潤滑的加工性能、不同潤滑條件下刀具切削力、刀具磨損和刀具溫度的影響以及總成本。
總結
為了提供高效、經濟、環保的加工工藝,微量潤滑的重要性日益增加。隨著降低生產成本的壓力增大,測試表明,與濕法加工工藝相比,內冷式微量潤滑MQL可將總體擁有成本降低一半。隨著MQL與行業合作伙伴合作發展,其收益將在全球范圍內傳播。
選擇作為基本試驗臺的機床是IBARMIA ZV 25加工中心(圖1)。該機器配備濕式加工冷卻系統、全干式加工和內冷式和外噴式微量潤滑MQL。
所選試驗材料為雙相不銹鋼1.4462,工件尺寸為400 mm x 90 mm的坯料。刀具為Kendu 3203.57(Z4)四槽銑刀,用于外部潤滑或干加工試驗,以及相同類型的銑刀,但針對內部通道進行了改進。
選擇了兩種類型的潤滑劑。對于使用冷卻劑的潤濕過程,Houghton HOCUT B-750是一種濃度為7%的可溶油,在2.3 MPa(23 bar)的壓力下從外部供應至機床。對于內部MQL和外部MQL,使用了SKF自己的產品LubriOil。該過程的設置如下所示:
參數:
轉速2228 r/min
切割速度70米/分鐘
每邊進給0.05毫米/邊
切割深度8毫米
切割寬度4毫米
在每種情況下,對兩種刀具重復進行測試,并獲得能耗和刀具壽命的測量值。

后果
能量消耗是使用FlukeView 435功率計測量的,該功率計連接到電源。它記錄機器的輸入功率、每相消耗的功率和總功率(圖2)。
對采用不同潤滑技術的刀具壽命進行了對比分析。作為壽命終止標準,刀具的唇部磨損(側面磨損值VB)在0.3 mm以下出現故障。在10道次的間隔內,通過立體顯微鏡在工具唇的側面測量側面磨損值(VB)。
在干加工試驗中,刀具在短時間后斷裂。
圖3:使用冷卻液切削液進行加工試驗的立銑刀爆裂圖像;上部:a)第一次試驗中的銑刀;下:b)第二次試驗中的銑刀。
在試驗1(圖3a)的情況下,右圖顯示了36 m長的機械化刨屑后刀具斷裂的狀態。在左圖中,一個凹槽的破裂被認為是造成災難性刀具斷裂的原因。
在試驗2(圖3b)的情況下,圖像顯示邊緣的斷裂不太明顯。但刀具尖端出現的碎屑表明刀具在切削過程中沒有得到適當的潤滑,從而導致銑刀的切削刃材料出現局部張力和剝落。
圖4:使用外部MQL作為潤滑方法進行加工試驗的端銑刀爆裂圖像;上部:a)第一次試驗中的銑刀;下:b)第二次試驗中的銑刀。
圖4顯示了使用外部MQL執行的兩個實驗測試中刀具的狀態。對于這些試驗,刀具的邊緣比切削液加工的情況更先進。
在試驗1(圖4a)的情況下,圖像顯示工具分離面上的磨損。
在試驗2(圖4b)的情況下,圖像顯示銑刀尖端斷裂,在切削刃末端產生斷裂。
最后,在使用內部MQL進行銑削試驗的情況下,結果表明,與使用冷卻劑進行加工和使用外部MQL進行加工相比,切削刃的磨損更為漸進,在兩次內部MQL加工試驗中均未出現切削故障。
圖5:使用內部MQL作為潤滑方法的機加工試驗的端銑刀爆裂圖像;上部:a)第一次試驗中的銑刀;下:b)第二次試驗中的銑刀。
在試驗1(圖5a)的情況下,邊緣在通過深度的高度處磨損。
相反,在試驗2(圖5b)的情況下,工具尖端發生微破裂。
圖6顯示了根據所用潤滑技術測試的每種切削刀具的切屑長度。依次顯示每種潤滑技術的不同重復次數獲得的平均值。
圖6:不同潤滑方法的刀具壽命(機加工切屑長度)。
測試結論
結果表明,當使用內部MQL技術時,刀具壽命顯著提高,其中機械化切屑的長度遠高于使用其他兩種潤滑技術獲得的長度。
在對四種方法進行計算后,表1給出了操作總成本(去除1000 cm3金屬計算)。
它清楚地表明,通過使用LubriLean MQL,操作的總成本降低了。使用內部MQL,總成本低于濕法加工的54%。