孫坤鵬

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，尤其對(duì)于機(jī)械制造業(yè)而言，如何能夠應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)提高工作質(zhì)量和工作效率，當(dāng)前研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。本文通過(guò)分析機(jī)械切削加工過(guò)程中潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用原理，分析潤(rùn)滑技術(shù)在機(jī)械切削加工過(guò)程中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：潤(rùn)滑技術(shù)；機(jī)械切削加工；應(yīng)用

一、機(jī)械切削加工過(guò)程的潤(rùn)滑技術(shù)原理

在機(jī)械切削加工過(guò)程中應(yīng)用潤(rùn)滑技術(shù)的主要目的是，使得刀具與模件之間的摩擦得到有效控制，從而降低摩擦損耗。具體來(lái)看就是通過(guò)潤(rùn)滑，在刀具和切削接觸面之間形成一層潤(rùn)滑薄膜，從而有效避免刀具與模件相互接觸，降低了摩擦因數(shù)，有效控制刀具在切割加工過(guò)程中對(duì)材料的損害。這里說(shuō)的潤(rùn)滑技術(shù)主要是通過(guò)在切削加工過(guò)程中添加一些含有油性添加劑的潤(rùn)滑油，在金屬表面由于化學(xué)作用或者物理作用而產(chǎn)生一定的吸附膜、氧化膜等，從而發(fā)揮潤(rùn)滑作用。

根據(jù)切削加工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在切削加工過(guò)程中，切削力比較小時(shí)潤(rùn)滑膜保持的時(shí)間比較久，隨著切削力的不斷增大，潤(rùn)滑膜在后期甚至出現(xiàn)磨損甚至是脫落。此時(shí)切削加工過(guò)程中的潤(rùn)滑膜處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)或者是混合潤(rùn)滑狀態(tài)，切削力稍有增大就會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑膜的破損和開(kāi)裂，并導(dǎo)致失去潤(rùn)滑效果。在沒(méi)有任何潤(rùn)滑膜的保護(hù)下進(jìn)行切削加工屬于干切削型，對(duì)于刀具的磨損比較大。

二、潤(rùn)滑技術(shù)在機(jī)械切削加工過(guò)程的應(yīng)用

雖然采用不調(diào)加任何潤(rùn)滑劑的方式即干切削形式，對(duì)于刀具的磨損程度比較大，但是可以有效的改善由于使用潤(rùn)滑劑帶來(lái)的各種環(huán)境污染問(wèn)題。加之近幾年來(lái)，我國(guó)刀具制造技術(shù)不斷發(fā)展，目前隨著刀具材料的不斷發(fā)展、完善，刀具可以承受的切削溫度不斷上升。與傳統(tǒng)耐溫度僅達(dá)300℃的鋼刀具相比，目前已生產(chǎn)出來(lái)的高速鋼刀具可以承受600℃的溫度、金剛石刀具可以承受的最高溫度甚至在800℃左右，在此基礎(chǔ)下采用干切削形式也不會(huì)影響刀具的使用壽命，對(duì)刀具造成破壞[1]。同時(shí)在考慮到加工方式、加工材料、配合刀具等方面因素時(shí)，選擇干切削加工確實(shí)比添加潤(rùn)滑劑的加工方式更加便捷，但是干切削加工方式也有一定的不便之處。例如由于缺少潤(rùn)滑油，在切削加工過(guò)程中摩擦因數(shù)增大，只能不斷增加切削力，降低了工作效率。不能進(jìn)行熱交換，溫度上升速度過(guò)快，使得加工零件時(shí)零件的精細(xì)程度受到影響。因此綜合考慮切削加工過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題以及潤(rùn)滑劑帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，可以采用半切削技術(shù)，即減少切削潤(rùn)滑劑的使用量，但是仍然需要潤(rùn)滑劑發(fā)揮做大的潤(rùn)滑效果，這就對(duì)潤(rùn)滑劑提出比較高的要求，既要滿足長(zhǎng)時(shí)間高效的潤(rùn)滑效果，又要減少污染體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果[2]。對(duì)于半切削技術(shù)在機(jī)械切削加工過(guò)程中的應(yīng)用分析如下：

（1）MQL切削加工技術(shù)

微量潤(rùn)滑技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)MQL切削加工技術(shù)，又稱(chēng)為最小潤(rùn)滑液或準(zhǔn)干式切削，是一種通過(guò)壓縮空氣與少量潤(rùn)滑劑使其霧化形成微小顆粒噴射到需要進(jìn)行切削加工的區(qū)域內(nèi)，對(duì)模件與刀具都進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻的一種技術(shù)。這種微量潤(rùn)滑技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于，其能夠通過(guò)少量的冷卻液或者潤(rùn)滑劑，通過(guò)壓縮空氣在對(duì)切削部位進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑的同時(shí)，還能保持刀具、模件的干燥。同時(shí)其使用的潤(rùn)滑油為可降解的動(dòng)物或植物油脂，對(duì)環(huán)境的污染程度比較小。由于切削加工需要的潤(rùn)滑油大約為2-200 ml/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通潤(rùn)滑油用量的千分之一，而且安裝比較簡(jiǎn)單，占地面積比較小。在加工蠕墨鑄鐵、鈦合金等材料時(shí)，微量潤(rùn)滑技術(shù)能夠加快工作效率，延長(zhǎng)工具的使用壽命[3]。

這種潤(rùn)滑技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖1，通過(guò)對(duì)機(jī)床主軸和供油系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改裝之后，再與外部的供氣系統(tǒng)相連接而形成。在機(jī)床主軸上方還加入了套管，套管一共分為兩層，里層用于裝油，外層則是用于通氣。同時(shí)在主軸前方還安裝了一個(gè)混合裝置，能夠進(jìn)行油氣的混合，使得刀具在切削加工過(guò)程中能夠通過(guò)混合裝置噴灑霧狀的潤(rùn)滑劑。霧狀的潤(rùn)滑劑不容易被離心力影響，可以通過(guò)前面的噴孔準(zhǔn)確噴灑到需要切削的位置處。而加工過(guò)程中潤(rùn)滑劑的用量需要通過(guò)定量泵進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)算，在微量潤(rùn)滑技術(shù)中，需要應(yīng)用的油量大約在5-50ml/h，壓縮氣體的壓力在0.2-0.4 MPa，因此微量潤(rùn)滑技術(shù)能夠使用傳統(tǒng)加工方式的五十分之一的油量完成120%的潤(rùn)滑效果。同時(shí)微量潤(rùn)滑技術(shù)能夠減少各個(gè)工件上所占的油量，便于清洗。此外，為了提高微量潤(rùn)滑技術(shù)的冷卻性能，還需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)：

其一，油水復(fù)合供給，即調(diào)整油管內(nèi)的油水混合比，并將油水進(jìn)行霧化處理后，使其能夠均勻噴灑到所切削位置的表面，從而實(shí)現(xiàn)微量潤(rùn)滑技術(shù)的冷卻、潤(rùn)滑的效果。

其二，水滴法，在油管、通氣管外層嵌套多層套管，使得噴灑出來(lái)的水滴表面附帶一層油膜，在切削過(guò)程中由于溫度比較高，等到水滴蒸發(fā)冷卻以后，外面的油膜可以發(fā)揮潤(rùn)滑效果，一般比較適用于車(chē)削加工等方面。

（2）浮動(dòng)噴嘴技術(shù)

浮動(dòng)噴嘴技術(shù)主要應(yīng)用于磨削加工中，通過(guò)去除砂輪表面及砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的空氣層，使得磨削液能夠與砂輪充分接觸，增強(qiáng)了潤(rùn)滑效果。同時(shí)浮動(dòng)噴嘴技術(shù)就是對(duì)噴嘴運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣流進(jìn)行反作用調(diào)整，確保氣流產(chǎn)生的力度能夠大于噴嘴對(duì)砂輪內(nèi)彈簧的擠壓所產(chǎn)生的彈簧力，從而保證在砂輪表面與噴嘴之間保持一定的距離，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)距離需要保持在0.1-0.2mm之間。由于縫隙比較小，此間不會(huì)通過(guò)或者留存過(guò)多的磨削液，從而能夠控制和減少磨削液的使用量。此外，為了降低砂輪的磨損量，可以使用浮動(dòng)噴嘴技術(shù)，改善普通噴嘴技術(shù)在加工過(guò)程中磨損率比較嚴(yán)重的問(wèn)題，減少磨削液的使用量，使得噴嘴保持在正常運(yùn)行狀態(tài)[4]。

綜上所述，在機(jī)械切削加工過(guò)程中，潤(rùn)滑技術(shù)十分有必要。因此在應(yīng)用潤(rùn)滑技術(shù)時(shí)不僅要保證使用的潤(rùn)滑劑具備防銹防腐、擠壓抗磨等作用，而且還要通過(guò)一定的方法將切削液與工件能夠充分接觸。目前的潤(rùn)滑技術(shù)中MQL潤(rùn)滑技術(shù)在實(shí)踐過(guò)程中所使用的切削液用量比較少，因此使用范圍比較廣，但就其使用效果和作用來(lái)說(shuō)，還需要進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁松梅，朱光遠(yuǎn)，王莉.綠色切削微量潤(rùn)滑技術(shù)潤(rùn)滑劑特性研究進(jìn)展[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2017，53（17）：131-140.

[2]羅杰，王成勇，袁堯輝，等.微量潤(rùn)滑技術(shù)在切削加工中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2017，46（5）：1-9.

[3]李新鋒.淺析綠色機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（18）：132-132.

[4]馮云貴.礦山機(jī)械維修中合理潤(rùn)滑技術(shù)的運(yùn)用分析[J].大科技，2017（14）：76-77.

（作者單位：云南工商學(xué)院）