准干式切削(Near Dry Machining)和微量润滑系统(MQL)-干式切削

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准干式切削(Near Dry Machining)和微量润滑系统(MQL)-干式切削
准干式切削(Near Dry Machining)和微量润滑系统(MQL)-干式切削摘要：定义，概念： 准干式切削：是相对干式切削和湿式切削而言的，是在切削刀具的切削刃上喷上一层润滑油，切削加工的时候，润滑油在刀具和工件间形成一层油膜，保护刀具和工 件，避免热量产生，提高工件加工精度，特别是在精密加工中。 微量润滑系统：简单的说就是精密控制油 2002:机床,入世是挑战更是机遇 专家指出要加大我国数控机床研发力度 加快普及型数控机床的发展 漫话中国机床制造业的服务竞争 中国铣床和加工中心市场的现状和展望 国内外车床的技术水平和发展方向 世界加工中心的生产、需求和发展动向 国内外机床发展趋势 世界数控系统发展趋势 切削加工技术和数控机床的发展 现代机床产品技术发展趋势 我国高速加工技术现状及发展趋势 利用先进制造技术提升汽车活塞加工水平 瓶盖及瓶口模具上特殊螺纹的数控车削 深孔的螺纹加工 数控车床螺纹切削方法分析与应用 磨削蜗杆砂轮的修整 精密零件多台阶面磨削的新方法 曲轴连杆颈的跟踪磨削工艺
8 F* l8 p6 d# a1 ?) Z# i定义，概念：
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" p8 B- ]* ]; {+ l准干式切削：是相对干式切削和湿式切削而言的，是在切削刀具的切削刃上喷上一层润滑油，切削加工的时候，润滑油在刀具和工件间形成一层油膜，保护刀具和工件，避免热量产生，提高工件加工精度，特别是在精密加工中。
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  G. u% m. t, Y1 d. V微量润滑系统：简单的说就是精密控制油量的喷油装置，通常分为外喷油和内喷油装置。外喷油装置是润滑油和压缩空气分别独立调节，压缩空气在喷嘴出口处将润滑油通过高速气流吹向切削刀刃，实现润滑作用。
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一喷雾冷却的机理
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切 削液在金属切削中主要起两个作用，一是润滑作用；二是冷却作用。切削液能否充分发挥有效的润滑作用，其渗透能力强弱是一个重要的因素。常规的浇注式切削液 在切削加工中的渗透以液体渗透和气体渗透两种方式进行：浇注的液体渗透效率较低，在高速切削时效率更低；气体渗透是由于浇注在切屑表面裂纹中的液体随着切 削温度的上升发生汽化而向前刀面进行渗透的。试验证明，常规切削液的渗透能力不强，能够被汽化的液体量很少，使润滑效果受到限制。而喷雾冷却形成的两相流 体，能够弥补切削液渗透能力的不足。气液两相流体喷射到切削区时，有较高的速度，动能较大，因此渗透能力较强。此外，在气液两相射流中微量液体的尺寸很 小，遇到温度较高的金属极易汽化，可从多个方面向刀具前刀面渗透。虽然射流中的液体量很少，但被汽化的部分则比连续浇注切削液时多，因而润滑效果较好。在 金属加工中切削热主要来源于金属的塑性变形，切削区的冷却过程就是固体与流体之间的传热过程。由于流体与固体分子之间的吸引力和流体粘度作用，在固体表面 就有一个流体滞流层，从而增加了热阻。滞流层越厚，热阻越大，而滞流层的厚度主要取决于流体的流动性即粘度。粘度小的流体冷却效果比粘度大的流体冷却效果 好。
) ]* U% Z; x* Q0 G7 d, v气液两相流体喷出时，体积骤然膨胀对外做功，消耗了内能，可使温度降低10℃左右。喷雾冷却中两相流体有较高的速度，能够及时将铁屑冲走，并带走大量的热量，进一步增强了降温效果。因此，喷雾冷却实际上综合了气液两种流体的降温效果和优点。
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) e# p( S4 A: d2 L8 Q二喷雾冷却装置的工作原理
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喷雾冷却就是把微量液体混入压力气流中，形成雾状的气液两相流体，通过喷雾产生射流，喷射到切削区，使工件和刀具得到充分冷却和润滑。
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喷雾冷却装置工作时，压缩空气经分水滤气器滤除水分等杂质，通过电磁阀后一小部分压缩空气进入冷却液箱内，将冷却液压出到喷嘴；绝大部分压缩空气经调压阀将压力调至0.32～0.35MPa后经压缩空气软管到喷嘴与冷却液混合，雾化后喷射到切削区。

& D3 ?5 }2 H9 h9 Y8 a6 F9 ]喷 雾冷却技术的关键在于能否把冷却液充分雾化。由于冷却液的压力略大于压缩空气的压力，二者在气液混合室内混合后，经蛇皮管式冷却管5由喷嘴头喷出。反 之，若冷却液的压力小于压缩空气的压力，则冷却液将被压回到冷却液箱内。在一些进口机床的喷雾冷却装置中，压缩空气是从调压阀后进入冷却液箱的，因此喷出 冷却液时往往有“喘气”现象。若将压缩空气改为从电磁阀后直接进入冷却液箱，就可避免“喘气”现象。
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. Y. @: X7 G- N1 |' u为了调节喷出的冷却液流量，在喷嘴上 安装了冷却液流量调节阀。一些进口机床所采用的喷雾冷却装置，其喷嘴调节阀为锥形，使用时通过调整锥面配合间隙的大小 来调节冷却液流量。由于加工这种结构的喷嘴调节阀比较困难,阀杆与阀体锥面的同心度不易保证，从而不能有效地调节冷却液的流量。试验证明,如将锥阀改成平 阀、将锥面改成平面，并增加一个密封圈，则冷却液的流量可以任意调节。

) p: ^* l6 i. ~3 G三喷雾冷却液的选择
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由 于从喷嘴喷出的冷却液成雾状，其中大部分喷到切削区，一小部分弥散在空气中,为了避免环境污染及对操作者造成伤害，冷却液的选择非常重要。通过使用非传 统的切削液-植物油，包括脂类，环境成本显著减少。这些产品的技术优点包括具有清洗剂，分散剂的性能，低发泡，快速放气，着火点相对较高以及表层兼容。基 于植物的润滑油可迅速被生物降解，大多数情况下，润滑油在21天内即被分解，这样就无长期清洁的后顾之忧。这些润滑油也已经得到改进，具有低雾化的特点， 有助于短期清洁。
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对润滑剂的要求:

首先，润滑剂要求较低的粘度。
7 O$ ?, I  G# g其次，润滑剂有很好的渗透性和表面附着系数。
第三，润滑剂要具有超级的润滑性。
$ [0 v0 ~* _9 v2 T第四，润滑剂需要优良的极压性能。
7 ^$ N: A  r* I第五，润滑剂环保、安全、可再生（植物性）。

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个人认为 氮气冷却加工技术是未来机加工发展的主体