铣床冷却润滑系统的改进

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　　摘要：在机械制造业中，先进制造技术是机械制造的最新发展方向，而铣削占有相当重要的地位。该文就如何改进切削液浇注方式，提高铣床切削效率进行了探讨，具有一定借鉴意义。
　　关键词：铣削冷却；润滑
　　中图分类号：TQ64文献标识码：B文章编号：1009-9166（2011）0014(C)-0149-01
　　
　　引言：在机械制造业中，先进制造技术是机械制造的最新发展方向，而铣削占有相当重要的地位。20世纪90年代以来，高速铣床和高速铣削中心的精度不断提高，如德国和日本研制的高速铣削加工中心，其主轴转速达6000r/min。进给速度80m/min，加速度2g―2.5g。重复定位精度达到3I/um。加之日本DSG公司开发的超微细金刚不涂层硬质合金立铣刀，使铣削加工的技术达到了新的发展。加工时其表面粗糙度RY可达0.66mm。明显高于高速钢立铣刀，且使切削力大大减少，加工工件表面精度大大提高，刀具寿命比常用刀具高出10倍。如能解决切削中的热稳定及摩擦问题，则在铣床切削中占有重要意义。而在有些地方，一个企业的技术进步往往会受到其财力、人力及管理水平的制约。而利用现有设备结合近些年逐步发展起来的高速切削技术，使用新型铣刀，改进冷却润滑系统，提高了生产效率及产品精度，收到了意想不到的效果。本人在多年的生产实践和现场观察中，发现冷却液对于铣削有着极其重要的作用，改进切削液浇注方式。改善工件的冷却和润滑条件。不仅可方便地加工一些难加工工件，更可在较大程度上提高劳动生产率。
　　一、切削中冷却润滑系统的作用
　　（一）切削液的润滑作用
　　当切削液处于刀具与工件之间时，便形成一层仅有几个分子厚度的润滑膜。在高温高压下，切削液中的某些添加剂会发生物理吸附和化学吸附，通过切削液的渗透机理，形成热闹润滑膜。这层极薄的润滑膜具有一定强度的保护膜，但它本身的剪切强度又很低。因此它影响着刀具与切削和工件之间的摩擦状态及摩擦力，控制着切削过程的应力状态因而能够承受较大负荷的切削。
　　（二）冷却作用
　　铣削过程中，刀具与工件发生剧烈的摩擦，压力高达（2―3）×109pa，温度高达500℃以上，工件铣削层温度更高，可达700℃―1000℃。被加工材料温度升的越高，对工件材料的稳定性及可加工性影响越大，而切削液可将切削热迅速带走，对延长刀具寿命减小工件热变形，提高其加工精度起到了积极作用。
　　（三）清洗作用
　　切削液具有清除切削过程中所产生的切屑油污等杂物的作用。防止这些微粒在刀具和已加工面上。
　　（四）防绣作用
　　切削液中的油性物质自然在铣床和工件表面形成保护油膜隔绝外界环境，避免磨蚀。
　　二、冷却润滑系统的改进方法
　　（一）浇注方向随意可调盘固定法
　　现在所用铣床均采用一根横杆螺栓固定法，这使得切削液浇注只能在杆的600范围内调节，使浇注在一定程度上受限，而改进方法是在横杆高度上固定―可调盘，固定于主轴箱外，使冷却润滑喷头可调剂到加工平面内的360°任意方位，选取合适的浇注方向，明显改善了工件的冷却润滑效果。
　　（二）单泵/单回路双喷头浇注
　　传统的冷却润滑系统全为单回路单喷嘴系统，冷却润滑方式主要针对刀具切削温度高的地方―前刀面，这样在刀量及高温区的温度下降的同时，其它部分的热量也随之散发出去了，但在高速铣削或加工难加工工件时，其冷却效果很难达到加工要求，而双喷头可在首先针对主要的加工区处，另有一辅助喷头用于其它部位的冷却润滑，还可通过调节两喷头的流量、压力、速度的大小不同改变供给方式，以期达到满足加工不同工件的特殊要求。
　　（三）双回路双泵双喷头或多喷头系统
　　现代铣床正在向高速高精度化和自动化方向发展，单一的切削冷却液已不能满足生产的需要，因而不同的切削液对摩擦系数，降低切削温度，润滑性能及切削力下降等方面效果差别较大，不同型号种类切削液侧重有所不同。有侧重于润滑，降低切削力，有的侧重降温改善切削加工温度，提高改善摩擦系数，增加刀具的耐用度，采用分开式双泵源冷却系统，选用两种切削液可达到多种要求的兼顾，一种使用主要侧重于冷却作用较好的切削液，另一种使用侧重润滑，减小摩擦的切削液。用后根据比重不同，使之分离，循环使用。
　　结论：铣削加工中利用冷却润滑为主，控制磨擦力，降低切削力，提高切削生产率是一项重要而麻烦的工作，在实际生产过程中阻碍提高切削速度，增加生产效率的因素很多，需要我们在现场仔细观察认真分析，根据资金及加工实际情况，因厂制宜，因车制宜，先用最合理的冷却润滑系统，提高切削速度，使生产效率最大化。
　　
　　
　　作者单位：淮南舜泰化工有限责任公司

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