Dry machining and near dry machining, Chinese

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Dry machining and near dry machining, Chinese

  1. 1. 绿色环保加工技术 Dry Machining and Near Dry Machining With Accu-Lube Near Dry Machining Solution 西北工业大学 材料学院 04010703班 2009-4-26 1
  2. 2. Dry Machining and Near Dry Machining 本节提要 一、传统加工切削液的负面影响 二、技术概述 i. 干式加工特点及优势 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 三、技术前景 西北工业大学 材料学院 04010703班 2009-4-26 2
  3. 3. 在传统的切削与磨削加工过程中,切削液几乎是不可缺 少的,它对保证加工精度,提高表面质量和生产效率具有 重大意义。但随着人们的环境保护意识的增强以及环保法 律法规的要求日趋严格,切削液的负面影响愈加被人们所 重视。主要表现在以下几个方面: 西北工业大学 材料学院 04010703班 2009-4-26 3
  4. 4. 一、传统加工切削液 的负面影响 2009-4-26 4 1.切削与磨削加 工过程中产生的 高温使切削液成 雾状挥发,严重 污染空气、威胁 操作者的身体健 康,切削液的渗 漏和溢出也会影 响安全生产; 此图片拥有版权(C) 4
  5. 5. 一、传统加工切削液 的负面影响 2009-4-26 5 2.如切削液不经 处理而排放会严 重地污染环境: 污染土地、水源 和空气,影响动 植物生长,破坏 生态环境; 此图片拥有版权(C) 5
  6. 6. 一、传统加工切削液 的负面影响 2009-4-26 6 3.切削液的供给和管 理费用,特别是有毒 有害切削液及粘带有 切削液的切削处理费 用相当高,大大增加 了生产成本。调查结 果表明,切削液的运 送、管理及清除费用 已为刀具的4倍,即 如果刀具费用是零件 制造成本的4%的话, 切削液的综合费用已 经达到零件制造成本 此图片拥有版权(C) 的16%; 6
  7. 7. 一、传统加工切削液 的负面影响 2009-4-26 7 4.切削液中的添 加剂(如S、Cl)会 造成零件的质量 事故,如晶间腐 蚀等。 此图片拥有版权(C) 7
  8. 8. 切削过程的研究表明:切削液具备的冷却、 润滑和排屑等作用没能得到充分有效的发挥。因 此,人们正试图少使用或不使用切削液,以适应 干式加工技术 21世纪清洁生产和降低成本的要求。我们需要一 种实用绿色切削技术,可以较好的解决当前的生 态环境、技术与经济见的协调持续发展。 2009-4-26 8
  9. 9. i. 干式加工特点及优势 西北工业大学 材料学院 04010703班 2009-4-26 9
  10. 10. 二、技术实现 i. 干式加工特点及优势 2009-4-26 10 干式切削:在金属切削加工应 概念 用过程中,不使用任何润滑剂 和冷却液,直接将刀具与工件 接触,进行切削加工。干式切 削因为没有润滑和冷却,产生 大量冲击应力热和摩擦热,对 刀具的损害比较大,加工工件 的精度相对较低。 西北工业大学 材料学院 04010703班 10
  11. 11. 二、技术实现 i. 干式加工特点及优势 2009-4-26 11 干式切削技术是在切削或者磨削过程中 不使用任何切削液的新的工艺方法。由于不 使用切削液,当然可以完全消除切削液带来 的所有负面影响。干式切削技术有以下特点: ①形成的切削干净清洁无污染,易于回收和 处理; ②省去了与切削液有关的传输、回收、过滤 等装置以及相应费用; ③省去了切削液与切削的分离装置及相应的 电器设备,机床结构紧凑,减少了占地面 积; ④不会产生环境污染,也不会产生与切削液 有关的安全及质量事故。 西北工业大学 材料学院 04010703班 11
  12. 12. 二、技术实现 2009-4-26 12 1.刀具技术 实施干式切削的必要 i.刀具应具有优异的耐热性能(高温硬度)与耐磨 技术: 特性 ii.尽量减少刀具与切削间的摩擦系数 iii.减少对切削液排屑作用的依赖 2.机床技术 i.切削热的传出 ii.切削的排出 3.干式切削可采用方法 1、风冷却切削 2、液氮冷却干式加工 3、准干式加工 西北工业大学 材料学院 04010703班 12
  13. 13. ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 西北工业大学 材料学院 04010703班 2009-4-26 13
  14. 14. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 14 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(MQL):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。 西北工业大学 材料学院 04010703班 14
  15. 15. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 15 请看这段视频: 即为传统湿式加工 射流润滑的切削液 消耗量可达6L/min 15
  16. 16. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 16 介于完全干式切削与湿 式切削二者之间的最小 润滑技术(Minimal Quantity Lubrication, 简 称MQL)。 切削液消耗量可达 50ml/h以下 右侧视频来源于 公司 在准干式切削业界的领 导公司之一。 www.neardrymachining.com 西北工业大学 材料学院 04010703班 16
  17. 17. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 17 试验证明,常规切削 刚才视频中 液的渗透能力不强,能够 如图所示,即 被汽化的液体量很少,使 为微量控制系 润滑效果受到限制。而喷 统喷嘴。 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。 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。 17
  18. 18. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 18 另一种润滑形式 内喷油装 置 是在喷油装置内 部将润滑油微粒 化并通过特定输 送管道将润滑油 微粒喷到切削刃 口。 尤其适宜于 内部加工。 18
  19. 19. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 19 冷却液的选择 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。 19
  20. 20. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 20 冷却液的选择 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。 润滑系统 20
  21. 21. 二、技术实现 ii. 准干式加工及微量控制系统(MQL) 2009-4-26 21 对润滑剂的要求: a.润滑剂要求较低 的粘度。 b.润滑剂有很好的 渗透性和表面附着系 数。 c.润滑剂要具有超 级的润滑性。 d.润滑剂需要优良 的极压性能。 e.润滑剂环保、安 全、可再生(植物性) 21
  22. 22. 法律法规 环境 2008年3月11日, 随着国家环保总局正式 升级为环境保护部,这 意味着我国政府已经开 减少能源损耗 始重视工业生产中的环 境问题,一大批高能耗、 高污染的企业相继被关 闭,更多的地方政府开 始重视”绿色GDP” 。 而干式切削及准干 式切削技术作为一种绿 企业形象提升 色加工方式,必定会在 职工满意 未来的一段时间中彰显 其优势,并定会在相当 大的范围内有更广泛的 应用。 减少冷却液花销 2009-4-26 22
  23. 23. 吴沙 武立言 Dry Machining and 张滨滨 Near Dry Machining 张庆林 张薇 张元东 邹丹凤 免责声明 本演示中所提及的部分技术及图片为其相应 专利/版权所有人/组织所持有,本次使用是 非盈利性性质,不承担法律责任。如果对您 的相应权利产生侵害,请与作者联系,我们 将在收到您的申诉的5个工作日内进行处理。 版权声明 本演示制作群享有对部分版权图片及资料的 著作权,未经许可请勿使用或任何形式的转 载。如有需要,请与本作者联系。本作品受 中华人民共和国法律及相关国际法律保护。 联系 aarondion@gmail.com 2009-4-26 23

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