內(nèi)冷卻刀具最小量潤(rùn)滑加工的最大益處是“綠色”，因?yàn)樗鼘?duì)環(huán)境非常友好，并且有助于為企業(yè)創(chuàng)造更多利潤(rùn)。

　　最小量潤(rùn)滑(MQL)切削(即近干切削)是一種雙贏加工模式，它可以大幅度減少冷卻液用量、相關(guān)設(shè)備和能源成本、散發(fā)到空氣中的冷卻液飛沫及刺激操作工人皮膚的可能性，同時(shí)，它還能潛在地提高生產(chǎn)率和工件加工質(zhì)量。這是外部供液式MQL以及本文將要重點(diǎn)討論的內(nèi)冷卻刀具M(jìn)QL的共同特點(diǎn)。

　　與傳統(tǒng)冷卻方式在刀具/工件界面處澆注大量冷卻液不同，內(nèi)冷卻刀具M(jìn)QL是將壓縮空氣與潤(rùn)滑劑(通常為植物油、潤(rùn)滑酯或酒精等)形成的氣霧，通過機(jī)床主軸和刀具內(nèi)部的冷卻液通道，從冷卻孔出口準(zhǔn)確地噴射到刀具切削刃上。生產(chǎn)MQL供液系統(tǒng)的德國(guó)必諾(bielomatik)公司北美銷售經(jīng)理Kevin Howes介紹說，這些最優(yōu)化定量供液的潤(rùn)滑劑大約有90%在切削時(shí)被消耗掉，其余10%大部分被切屑帶走，在工件上只有極少(或沒有)殘留。他補(bǔ)充說，MQL系統(tǒng)的潤(rùn)滑劑用量大約為10-150ml/h(0.003-0.04gph)，與之相比，采用5%乳化液進(jìn)行濕式切削時(shí)，其用量可達(dá)132gph或更高。

　　人們通常公認(rèn)，從濕式切削加工轉(zhuǎn)換為近干切削加工，可將與冷卻液相關(guān)的加工成本降低10%-17%。Howes說，“有些人表示，自己在冷卻液上沒有花那么多錢，但他們并沒有考慮所有其他成本，他們只考慮了冷卻液本身的費(fèi)用。”

　　其他成本還包括過濾系統(tǒng)和介質(zhì)、貯液槽、循環(huán)冷卻器、高壓輸液機(jī)、用于從切屑中去除冷卻液的離心分離機(jī)或切屑?jí)簤K機(jī)，以及殺菌劑等。此外，Howes說，在建造采用MQL技術(shù)的“綠色工廠”時(shí)，不再需要為支承沉重的冷卻液過濾系統(tǒng)而專門加固地基，“他們只需為放置MQL機(jī)器澆筑一塊一定厚度的平整地面即可。”

　　一些零件制造商可能會(huì)說，他們的澆注式冷卻液會(huì)在過濾后重復(fù)使用，但這并不意味著系統(tǒng)中的所有冷卻液都不會(huì)損耗。Howes說，“客戶告訴我，冷卻液的損耗量大得難以置信，尤其是在比較陳舊的機(jī)床上。”這種損耗是由蒸發(fā)和泄漏，以及切削時(shí)被油霧收集器吸出而造成的。據(jù)最終用戶估計(jì)，在生產(chǎn)環(huán)境中，加工每個(gè)零件的冷卻液損耗量為1/2-1加侖，“如果你每年加工25萬(wàn)個(gè)零件，就有可能損耗25萬(wàn)加侖冷卻液。”

　　MQL系統(tǒng)的選擇

　　在MQL系統(tǒng)中，有兩種將空氣與潤(rùn)滑劑混合起來的基本方式。單通道內(nèi)冷卻刀具M(jìn)QL系統(tǒng)是在位于主軸后方的一個(gè)貯液槽中對(duì)兩種成分進(jìn)行混合，然后通過一根穿過旋轉(zhuǎn)聯(lián)管節(jié)的管道，將空氣與潤(rùn)滑劑的混合物經(jīng)過主軸和刀塔輸送到刀頭部位。

　　雙通道內(nèi)冷卻刀具M(jìn)QL系統(tǒng)則是一種循環(huán)式系統(tǒng)，潤(rùn)滑劑持續(xù)不斷地從一個(gè)貯液槽中被泵出，并存儲(chǔ)在環(huán)形管道中。為了提供精確定量的潤(rùn)滑液，可利用位于旋轉(zhuǎn)傳送裝置之前的一個(gè)速動(dòng)閥來調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的潤(rùn)滑液量。Howes介紹說，“當(dāng)需要MQL系統(tǒng)工作時(shí)，將速動(dòng)閥門打開，從環(huán)形管道中汲出最佳數(shù)量的潤(rùn)滑液。”

　　精確定量的潤(rùn)滑液通過位于主軸中心的噴桿被輸送到位于刀柄后部的噴嘴處。當(dāng)潤(rùn)滑液通過噴桿進(jìn)入噴嘴時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)傳送裝置供給的空氣則沿著圍繞噴桿的主軸冷卻通道進(jìn)入噴嘴的混合腔，空氣與潤(rùn)滑液在混合腔中混合成氣霧。然后，這種氣霧通過刀具內(nèi)部的冷卻孔流動(dòng)，并作為極細(xì)小的潤(rùn)滑油/空氣微粒噴出。

　　在選擇單通道或雙通道MQL系統(tǒng)時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速是一個(gè)需要考慮的因素。單通道系統(tǒng)是在通過主軸之前對(duì)潤(rùn)滑劑與空氣進(jìn)行混合，因此，允許的最大主軸轉(zhuǎn)速約為16,000r/min。這是因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速產(chǎn)生的離心力可能會(huì)造成潤(rùn)滑液與空氣分離。而雙通道系統(tǒng)則適合高達(dá)約40,000r/min的主軸轉(zhuǎn)速。

　　此外，對(duì)于單通道系統(tǒng)來說，噴霧能夠流動(dòng)的距離有一定限制，在其流速減慢前，可流動(dòng)的最大距離約為1270mm。對(duì)于一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)型加工中心來說，這并不會(huì)構(gòu)成問題，但對(duì)于一臺(tái)大型龍門式加工中心，則需要將單通道系統(tǒng)安裝在龍門本體上，使其可以隨著龍門一起運(yùn)動(dòng)，而不能將MQL系統(tǒng)安放在地面，并長(zhǎng)距離輸送氣霧。

　　另一個(gè)需要考慮的問題是換刀頻率，因?yàn)閱瓮ǖ老到y(tǒng)將氣霧從主軸后部輸送到刀具頭部有一定的滯后時(shí)間。生產(chǎn)用于MQL加工的絲錐、鉸刀、鉆頭和鏜孔刀具的Komet美國(guó)公司加工方案業(yè)務(wù)主管Mark Blosser說，“如果采用單通道系統(tǒng)，需要在換刀程序中增加停頓時(shí)間。而雙通道系統(tǒng)實(shí)際上能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時(shí)反應(yīng)。”

　　Howes指出，單通道系統(tǒng)換刀之間的滯后時(shí)間為1-3秒，“如果采用雙通道系統(tǒng)，當(dāng)你關(guān)閉MOL時(shí)，實(shí)際上是在阻止MOL流入刀柄，只需要0.1-0.3秒的時(shí)間，就能使MOL重新開始流動(dòng)。”

　　Howes補(bǔ)充說，單通道系統(tǒng)的成本約為雙通道系統(tǒng)的90%。為了解決單通道系統(tǒng)的滯后問題，可在編制加工程序時(shí)，在進(jìn)入切削之前提早打開MQL，以縮短滯后時(shí)間，但這樣會(huì)消耗更多的潤(rùn)滑液，“如果比較兩種系統(tǒng)可以節(jié)省的總成本，雙通道系統(tǒng)似乎優(yōu)勢(shì)更大一些。”

　　盡管如此，單通道系統(tǒng)也有自己的優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)于那些基于工件的考慮，需要在濕式切削與近干切削之間快速來回轉(zhuǎn)換的中小批量零件制造商來說，更是如此。這是因?yàn)?，單通道系統(tǒng)將混合氣霧引入旋轉(zhuǎn)聯(lián)管節(jié)后部的方式與引入澆注冷卻液的方式相同。Howes解釋說，“澆注冷卻液可通過另外一個(gè)球閥和管道系統(tǒng)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)聯(lián)管節(jié)。你既可以打開引入澆注冷卻液的球閥，同時(shí)關(guān)閉另一個(gè)引入MQL的球閥，也可以與此相反。”

可能存在的局限性

　　MQL切削方式可能并非適合加工所有的工件材料。刀具制造商Emuge公司的技術(shù)主管Alan Shepherd推薦，在對(duì)較難加工的不銹鋼、鈦合金和某些鎳基合金材料(如Inconel合金)的攻絲加工中采用MQL方式。他指出，需要的不僅是噴霧冷卻方式，切削這些材料時(shí)，還需要使用某種類型的潤(rùn)滑液。MQL加工方式的適用范圍存在一些限制。Emuge公司已經(jīng)設(shè)計(jì)和制造了用于MQL加工的絲錐產(chǎn)品。

　　有些人認(rèn)為，只要刀具制造商合理設(shè)計(jì)刀具，工件材料就不會(huì)對(duì)MQL的應(yīng)用造成任何限制。Komet公司的Blosser說，“每種刀具都需要根據(jù)加工要求和工件材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。”潤(rùn)滑系統(tǒng)制造商Unist公司首席執(zhí)行官Wally Boelkins也同意這種看法，“我們可以加工每一種材料——包括所有難加工材料和高鎳合金材料，這些材料不會(huì)給我們?cè)斐陕闊?rdquo;

　　Unist公司可以為機(jī)床配備單通道或雙通道MQL系統(tǒng)，還可以提供外部供液式MQL系統(tǒng)。Boelkins說，雖然雙通道系統(tǒng)是用戶的首選，但有時(shí)卻無法安裝，“雙通道系統(tǒng)采用的旋轉(zhuǎn)聯(lián)管節(jié)安裝在主軸的上死點(diǎn)，而有時(shí)候管道口卻無法進(jìn)入主軸的上死點(diǎn)。有許多機(jī)床實(shí)際上無法配備雙通道系統(tǒng)。”

　　切削加工類型也會(huì)影響MQL的有效性。例如，據(jù)目前在福特汽車公司位于英國(guó)的福特技術(shù)中心從事MQL核心工程的傳動(dòng)技術(shù)專家Alexander Stoll介紹，該公司在美國(guó)已為200臺(tái)加工機(jī)床配備了雙通道MQL系統(tǒng)，該技術(shù)已應(yīng)用于除了磨削和珩磨以外的各類金屬切削機(jī)床。Stoll指的是福特公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和一些差速器箱體的珩磨加工，“不過，珩磨只是MQL技術(shù)的一個(gè)利基應(yīng)用領(lǐng)域，我們尚未對(duì)MQL在珩磨加工中的應(yīng)用投入太多精力。”

　　Unist公司的Boelkins認(rèn)為，MQL技術(shù)對(duì)于某些磨削加工還是適用的，例如對(duì)工具和刀具的磨削，以及潛在地對(duì)表面磨削和注射器針頭的磨削等。他說，“對(duì)于較大工件的無心磨削加工，MQL可能并非最佳選擇。”

　　關(guān)鍵的技術(shù)進(jìn)步

　　Stoll介紹說，福特汽車公司從1998年開始在德國(guó)應(yīng)用MQL技術(shù)。在典型的大規(guī)模生產(chǎn)模式中，引入MQL技術(shù)有助于使每年的冷卻液消耗量減少大約3萬(wàn)加侖，用水量減少25萬(wàn)加侖，過濾器介質(zhì)用量減少幾千碼，壓縮空氣用量減少數(shù)百萬(wàn)立方英尺。此外，福特公司最近在近干切削領(lǐng)域取得了以下5個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)進(jìn)步：

　　(1)開發(fā)了失效模式和效果分析(FMEA)工具，它可以提供應(yīng)用MQL技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，幫助編寫培訓(xùn)操作工人的教材和技術(shù)文件。

　　(2)制定了用于計(jì)算空氣和潤(rùn)滑劑流量的校準(zhǔn)規(guī)程。如果沒有校準(zhǔn)規(guī)程，有可能50臺(tái)配備了50套MQL系統(tǒng)的加工機(jī)床盡管都來自同一供應(yīng)商，但其加工性能卻各不相同。Stoll說，“你必須按照同一標(biāo)準(zhǔn)來校準(zhǔn)這些系統(tǒng)。以前，一直沒有一種合理而適用的校準(zhǔn)方法和校準(zhǔn)裝置。”

　　(3)開發(fā)了刀具、刀柄、噴嘴、調(diào)節(jié)螺釘和噴桿之間的最佳界面，以確保氣霧以正確的路徑通過系統(tǒng)和流出刀具，而不會(huì)產(chǎn)生任何會(huì)改變氣霧流的空隙或空腔。

　　(4)開發(fā)了MQL噴流型態(tài)測(cè)試方法，以驗(yàn)證通過加工仿真顯示的、可使氣霧流最優(yōu)化的刀具設(shè)計(jì)方案。

　　(5)在工件夾具、機(jī)床的底座、立柱和主軸上安裝傳感器，以監(jiān)測(cè)機(jī)床和工件的溫度變化，然后利用這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出線性膨脹量，據(jù)此調(diào)節(jié)主軸位置。

　　潤(rùn)滑油問題

　　Stoll指出，如果潤(rùn)滑油的溫度保持恒定，將有助于確保潤(rùn)滑油具有穩(wěn)定的粘度，從而使其在切削區(qū)的用量保持一致。然而，設(shè)備的溫度可能會(huì)根據(jù)不同的季節(jié)和一天中不同的時(shí)間在15℃-43℃之間波動(dòng)。因此，福特汽車公司和必諾(bielomatik)公司在速動(dòng)閥上安裝了一個(gè)加熱裝置，以提高潤(rùn)滑油的溫度，使其高于車間環(huán)境溫度。

　　潤(rùn)滑油的類型對(duì)于MQL的成功應(yīng)用也至關(guān)重要。Unist公司的Boelkins表示，零件制造商必須避免使用具有氧化性的廉價(jià)潤(rùn)滑油，“氧化作用會(huì)使?jié)櫥妥兊谜吵?，并在設(shè)備表面形成不易去除的油漬。潤(rùn)滑油的粘性確實(shí)是一個(gè)問題，它會(huì)使切屑相互粘連，或粘在刀具上，從而造成二次切削。”

　　Boelkins推薦采用包含精煉植物油(也稱為潤(rùn)滑酯)的氣霧，他說，“使用少量?jī)?yōu)質(zhì)的、相對(duì)較貴的潤(rùn)滑油和壓縮空氣，切屑就不會(huì)產(chǎn)生阻力，在鉆削加工中可以順暢地排出孔外。”

　　Boelkins補(bǔ)充說，與礦物油相比，植物油的熱容量要高得多。植物油的閃點(diǎn)大約為230℃，而礦物油僅為120℃。他還警告說，不要將植物油作為油霧來使用，因?yàn)槠漕w粒越細(xì)小，就越不容易在刀具表面形成“潤(rùn)濕”效應(yīng)。“從工人健康的角度考慮，雖然植物油是無毒和可降解的，但它仍然會(huì)被吸入并附著在肺上，吸入肺部的油霧顆粒越小，其危害性就越大。”

　　近干切削刀具

　　為了獲得最佳加工效果，必須采用適合近干切削的刀柄和刀具。雖然任何類型的刀柄都適合用于MQL加工，但HSK刀柄使用最普遍，這部分是因?yàn)闅W洲機(jī)床制造商在大力推動(dòng)MQL加工技術(shù)的發(fā)展，而HSK刀柄在歐洲應(yīng)用范圍最廣。與濕式切削相比，MQL的關(guān)鍵要素是，氣霧必須沿著明確確定的輸送路徑流動(dòng)，而不會(huì)出現(xiàn)任何會(huì)干擾流速和流動(dòng)方向的空隙。

　　據(jù)刀柄制造商T.M. Smith刀具國(guó)際公司總裁Dave Smith介紹，刀柄后部與主軸的聯(lián)接方式?jīng)Q定了它如何將冷卻液輸送到刀具中。他在談到用于濕式切削和近干切削的刀柄有何不同時(shí)說，“從刀柄外部，你看不出有何不同，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)確實(shí)有區(qū)別。我們希望精確定量的氣霧通過刀柄正確輸送到刀具中。”

　　Komet公司的Blosser補(bǔ)充說，用于調(diào)節(jié)刀具安裝長(zhǎng)度以及刀桿與刀柄界面后部的徑向調(diào)節(jié)螺釘是唯一可以更換的附件，“你可以拿下標(biāo)準(zhǔn)接頭，取出調(diào)節(jié)螺釘，根據(jù)供液系統(tǒng)的類型，使用一根由機(jī)床制造商提供的、符合MQL要求的冷卻液輸送管，然后更換調(diào)節(jié)螺釘。這樣，你就有了一個(gè)符合MQL加工要求的刀柄。”

　　Blosser說，與刀柄不同，為了實(shí)現(xiàn)MQL加工，需要對(duì)刀具進(jìn)行更多改造。例如，在孔加工中，需要將鉆頭冷卻孔的出口擴(kuò)大，以利于將冷卻液輸送到與工件接觸的整個(gè)前刀面，從而消除積屑瘤和刀具熱淬現(xiàn)象。在切削中，當(dāng)冷卻液被引入紅熱化的刀具/工件界面時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)熱淬現(xiàn)象，它容易造成刀具基體碎裂，縮短刀具壽命。Blosser說，“我們還希望降低鉆尖形狀的頂點(diǎn)，以向鉆頭中心部位提供盡可能多的冷卻液。”此外，鉆頭的排屑槽也需要磨削得非常光滑，以防止切屑粘附。

　　刀具設(shè)計(jì)人員必須考慮到，需要將空氣/潤(rùn)滑油的混合物送達(dá)多階梯式刀具的所有切削刃。對(duì)于較長(zhǎng)的刀具，位于刀具端部的內(nèi)冷卻孔出口必須有較小的傾斜度，Blosser說，“這樣可以形成渦流，使冷卻液加速流向刀具端部，從而使所有切削刃都能獲得充分的冷卻潤(rùn)滑。”

　　冷卻孔的出口尺寸還取決于刀桿內(nèi)部冷卻液通道的直徑大小。Blosser說，“如果刀桿內(nèi)主通道本身的直徑為6mm，那么所有出口的直徑尺寸之和就不能超過6mm。”這是因?yàn)?，如果各出口直徑之和超過了主通道直徑，壓力就會(huì)降低，從而使流速減緩。

　　Blosser指出，對(duì)于近干切削而言，內(nèi)冷卻刀具的MQL加工要求最為嚴(yán)苛。“一般來說，對(duì)于常規(guī)加工，你可能情愿用銑刀進(jìn)行干切削。”

　　因此，對(duì)于MQL攻絲加工，也需要精心設(shè)計(jì)和制造刀具。Emuge公司的Shepherd說，專用絲錐的設(shè)計(jì)取決于工件材料和螺紋加工要求，不過，與常規(guī)絲錐相比，用于近干切削的絲錐具有較大的后角、較大的倒錐和較窄的棱帶，以滿足同步攻絲的要求。他補(bǔ)充說，“攻絲時(shí)，我們不希望刀具與工件之間大面積接觸，絲錐柄部不應(yīng)與工件發(fā)生摩擦。我們希望能控制軸向進(jìn)給與徑向進(jìn)給同步進(jìn)行。”

　　MQL絲錐的冷卻孔如何加工，取決于是用于加工盲孔還是通孔。對(duì)于加工通孔用絲錐，Emuge公司首先采用放電加工(EDM)方式加工出一個(gè)貫穿刀具全長(zhǎng)的冷卻孔，然后堵塞孔的端部，并用EDM加工出十字交叉孔，使MQL氣霧能從絲錐的側(cè)面噴出。Shepherd解釋說，“如果我們不這樣做，MQL氣霧就會(huì)通過通孔底部噴出，無法起到潤(rùn)滑冷卻作用。”而對(duì)于盲孔加工絲錐，就無需堵塞冷卻孔的端部，使壓力為100-200psi的氣霧能到達(dá)盲孔底部，發(fā)揮潤(rùn)滑和輔助排屑功能。

　　福特汽車公司的Stoll表示，首先，刀具制造商應(yīng)該對(duì)MQL刀具的設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，以確保氣霧能從盡可能靠近切削刃的冷卻孔噴出。他補(bǔ)充說，“有時(shí)，即使冷卻孔位于切削刃的前方，也能發(fā)揮作用。”

　　Stoll推薦采用前面提到的MQL噴流型態(tài)測(cè)試方法。這種測(cè)試是將一個(gè)刀具樣品安裝在帶有MQL供液系統(tǒng)的機(jī)床主軸上，并在刀具的前面、下面或周圍距離大約13mm處，放置一個(gè)綠色或藍(lán)色的吸水介質(zhì)面板，當(dāng)?shù)毒咝D(zhuǎn)時(shí)，觀察噴出的潤(rùn)滑液相對(duì)于切削刃的位置。如果其噴流型態(tài)與切削刃的位置非常接近，則表明該刀具冷卻潤(rùn)滑性能良好的可能性很高。Stoll說，“制造出首件刀具或代用/虛擬刀具后，需要將其安裝到機(jī)床上，進(jìn)行動(dòng)態(tài)噴流型態(tài)測(cè)試，如果測(cè)試結(jié)果不能滿足要求，則需要重新改進(jìn)刀具設(shè)計(jì)。”

　　生產(chǎn)率與工件質(zhì)量

　　MQL能夠提高切削速度和進(jìn)給率，這部分是因?yàn)椴粫?huì)再出現(xiàn)冷卻液限制切削參數(shù)提高的情況，在孔加工中尤其如此。例如，許多企業(yè)正采用麻花鉆代替槍鉆加工小直徑深孔。必諾公司(bielomatik)的Howes指出，“把孔塞得更滿并不總是好事。你必須在深孔加工中采用高壓冷卻液，為了排屑，冷卻液需要占用更多空間。而MQL則是采用氣流將切屑排出孔外。”

　　采用濕式切削時(shí)，還有可能因?yàn)榍邢鲿r(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)硬質(zhì)合金切削刃造成熱沖擊而降低切削速度。Komet公司的Blosser說，“采用MQL加工時(shí)，切削刃不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋，因?yàn)樗梢韵裏岽悻F(xiàn)象，或避免使硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生任何應(yīng)力碎裂或裂紋。因此，你可以采用比通常的濕式切削更高一些的表面切削速度進(jìn)行加工。”

　　福特汽車公司的Stoll也表示，某些MQL加工的切削參數(shù)高于對(duì)應(yīng)的濕式切削加工。例如，在一項(xiàng)鉆削加工中，該公司將進(jìn)給率從濕式加工時(shí)125mm/min提高到MQL加工的660mm/min。但他補(bǔ)充說，某些MQL加工的切削參數(shù)會(huì)略有降低。“從整體上看，采用近干切削在加工循環(huán)時(shí)間上不會(huì)產(chǎn)生不利影響，而且它通常都具有縮短加工時(shí)間的優(yōu)勢(shì)?；蛟S，工件的復(fù)雜程度越低，利用MQL提高加工速度和工件質(zhì)量的機(jī)會(huì)就越大。”

　　由濕式切削轉(zhuǎn)換為MQL切削后，工件的表面光潔度質(zhì)量通常會(huì)有所提高，這是因?yàn)镸QL切削每次使用的都是潔凈的潤(rùn)滑液，而濕式切削循環(huán)使用的回收潤(rùn)滑液中有可能混入微小磨粒，從而對(duì)工件表面造成二次切削。

　　Emuge公司的Shepherd認(rèn)為，目前MQL加工呈現(xiàn)出緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，而了解它的益處，可以產(chǎn)生立竿見影的回報(bào)。“例如，你可以假定一種加工成本為10萬(wàn)美元的情境，采用MQL加工能夠削減13%的成本，這能節(jié)省一筆不小的開支，而且很快就能看到實(shí)際回報(bào)。”

　　然而，傳統(tǒng)習(xí)慣并不會(huì)很快消亡。Unist公司Boelkins認(rèn)為，人們可能不愿意對(duì)原來的加工方式進(jìn)行變革，即使這種變革可以為他們省錢?？墒?，正確的變革——如由濕式切削轉(zhuǎn)換為MQL和與最小量冷卻有關(guān)的其他加工方式——可能是一件好事，其好處包括改善工件表面光潔度、降低刀具成本、提高加工速度、避免工人罹患皮炎、節(jié)省車間空間、減少動(dòng)力消耗和改善環(huán)境。


　　鏈接1：MQL刀具應(yīng)用實(shí)例

　　美國(guó)一家零件制造商在其孔加工中面臨圓度不合格的問題——允許的最大圓度公差為12μm，而加工出的孔圓度誤差范圍在12-20μm。該公司面臨的另一問題是加工循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)。該零件上有許多個(gè)孔，而每孔加工時(shí)間過長(zhǎng)。最后，為了達(dá)到表面光潔度要求，MQL系統(tǒng)采用了較高的供液率(250毫升/小時(shí))，使工件和切屑粘滿潤(rùn)滑油。

　　刀具制造商尤尼莫克(Unimerco)集團(tuán)通過提供一種專用PCD刀具——Heli-Ream鉸刀，很好解決了這些問題。這種鉸刀采用了專門設(shè)計(jì)的小螺旋導(dǎo)向條，以減小切削力。換句話說，刀具對(duì)工件施加的壓力較小，從而減小了切削振動(dòng)，顯著提高了孔的圓度，使平均圓度誤差從0.017mm減小到0.0022mm(不到3μm)。

　　由于減小了切削力，進(jìn)給率提高了5倍多(從500mm/min提高到2,800mm/min);主軸轉(zhuǎn)速也從7,000r/min提高到8,000r/min。此外，Heli-Ream鉸刀使加工企業(yè)MQL系統(tǒng)的供液率大幅下降到80毫升/小時(shí)，使切屑和加工后的工件不再沾滿潤(rùn)滑油。

　　結(jié)果表明，小螺旋刃有助于從孔中排出切屑，而這對(duì)于近干切削來說極其重要。傳統(tǒng)的濕式切削是利用水基冷卻液來幫助排屑，在大進(jìn)給率加工中，冷卻液的作用變得更加重要。但在MQL加工條件下，可沖刷切屑的切削液極少，Heli-Ream鉸刀的螺旋導(dǎo)向條則可幫助排屑。

　　鏈接2：用于MQL加工的空氣清潔系統(tǒng)

　　在美國(guó)的大型汽車制造廠，有100多臺(tái)用于MQL加工中心的MFSorp系統(tǒng)在處理齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中心排出的廢氣。為了提供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需的靈活性，Dantherm Filtration公司生產(chǎn)的MFSorp系統(tǒng)將每臺(tái)加工中心上的來源捕獲裝置、管道附件和切屑收集器整合到一起，用于捕獲和收集切屑、金屬粉塵和油氣，以防止形成具有潛在爆炸性的粉塵、油氣和空氣混合物。在許多情況下，它能清潔近90%的廢氣，并將其送回工作區(qū)循環(huán)使用，從而大大降低了能源成本。

　　MFSorp系統(tǒng)的工作流程：首先，在一個(gè)預(yù)分離系統(tǒng)中，將較大的、不可燃的切屑分離出來，并將其收集起來供回收;然后，將其余的金屬粉塵、空氣連同專用添加劑(用于增大鋁粉的惰性)一起導(dǎo)入顆粒過濾器。采用MFSorp系統(tǒng)，可取消常規(guī)機(jī)床使用的切屑傳輸器。

　　此外，系統(tǒng)將MQL加工中產(chǎn)生的、具有粘性的潤(rùn)滑油滴從廢氣流中分離出來，并沉積在由一種類似粘膠的惰性物質(zhì)構(gòu)成的預(yù)涂層上，這種涂層能夠延長(zhǎng)過濾器的工作壽命，因?yàn)橛偷尾粫?huì)再堵塞后面的各過濾層。該系統(tǒng)不需要使用額外的袋式過濾器或二次過濾，就能穩(wěn)定達(dá)到0.01mg/m3的氣體潔凈度(衡量排放氣流中顆粒含量的指標(biāo))。(