MQL加工的微量冷却润滑系统
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１６ ３
２０ 年 ｌ 中国制造业信息化 ０７ ０月
第３卷 ６
第 １ 期 ９
ＭＱＬ加 工 的微 量 冷 却 润 滑 系统
裴 宏杰 ， 张春 燕 ， 张巍 巍 ， 林立峰 ， 王贵成 （ 苏大学 精 密工 程研究 所 ， 江 江苏 镇 江 ２２１） １０３
基金项 目： 先进数控技术江苏省高校重点 实验室开放基金资助项 目（ Ｘ ０ ０ ９ ； Ｋ Ｊ ５ １ ） 江苏省 自然科学基金资助项 目（ Ｋ ０ ６ ７ ） Ｂ ２ ０ ０ ７ 作者简介 ： 裴宏杰 （９ ２一）男 ， １７ ， 江苏大学讲 师， 工学硕士 ， 主要从事高速加 理论及应用万 面的研究工作。
约在 ３ ６ ０ ｔ其 中 ２ ０ ｔ ． ×１ ５， ×１ ５ 为切 削液 … １。
基 于这背 景 ， 削液 的使用 问题倍 受 国内外 切
图 １ 切 削液 渗 入 途 径
传统 加工 方式 中 ， 注的切 削液最 终能 否进入 浇
机械 工程专 家和 学 者们 的高 度关 注 。“ ” 无 ” 少 “ 切 削液 加工技 术随 之产 生 。“ 切 削液加 工 ， 无” 如干切 削 【３ ， 于其 自身 的 特 点 ， 应 用 受 到一 定 的 ］ 由 ．等 其 限制 。“ ” 少 切削液 加工 ， ＭＱＬ Ｍｉｉ ｍ ａ— 如 （ ｎ ｍｕ Ｏｕｎ
面。
通 常来说 ， 削液到 达切 削 ３个 变形 区的路径 切
有 Ａ， Ｃ， 途径 ， 图 １ Ｂ， Ｄ ４条 如 所示 。不管从 哪里
渗人 ， 够进人 变形 区的切 削液 的量都 很少 。 能
占总量 的 ３ ％－４ ％） ０ － ０ 和水基 浓 缩液 （ 占总量 的 约 ６ ％） ３ ７ ×１ ．０×１ ０ 在 ．９ ０ ～５ ３ ０Ｌ左 右 ， 按 溶解 若 油 、 学和半 化 学 浓缩 液 稀 释后 的量 算 ， 总 消耗 化 年 量 约为 １２ ×１加 其 中 ６ ％ ～７ ％用 于切 削 加 ．１ ０ Ｌ， ０ ０ 工， 其余用 于成 形加工 。西 欧金属 加工 液总需 求 大
摘 要 ： 对 大量浇注 式传统 切 削冷却 润 滑存 在 的 主要 问题 ， 出并 构 建 了 由供 液 系统 、 削液和 针 提 切 雾液 回收装置 所组 成的适 用 于 ＭＱＬ加 工 的微 量切 削液冷却 润 滑 系统 ， 阐述 了微 量 冷却 润滑 系 并
统 对机 床 、 工具 系统和 刀具 兼容性 的要 求 ， 为制 造微 量 切 削 液 冷却 润 滑 系统 和 实施 ＭＱＬ加 工 工
具之 间缝 隙 的毛细现 象 ， 隙 内部与 大气之 间的压 缝 力差 或切 屑与 刀具之 间相对 运动 引起 的抽 吸现象 ， 液体 能够 到达切 削 区附近 ； 其二 是阻碍 切削液 进人 的作用 ， 由于切 削 区 表面 的 高 温 ， 超过 最 小 热 流密 度 ， 生膜 态沸腾 ｌ ］在切削 液和 基体 表 面形成 切 产 ｔ， ｏ
近 年来 ， 国 金属 加 工液 年 消耗 量 的 净 油 （ 美 约
果， 同时可 降低加 工成本 、 少环境 污染 ， 减 开辟 出实
现 绿色 加工 的新途 径 。
１ 传统冷却方式及存在 的主要 问题
传 统机械 加工 中 ， 常采取 大量 浇注切 削液来 通 实现 冷却 润滑 ， 中大部 分 切 削 液 向 四周 飞溅 ， 其 并 不 能随 浇注量 增加 而增 强其冷 却润 滑效果 ， 只有少 部分 切 削液能 够 靠 近和 接 触 刀具 、 件 、 屑 的 表 工 切
艺提 供 了理 论 和 工 程 依 据 。
关键 词 ： 械加 工 ； 机 ＭＱＬ 切 削液 ； ； 微量 冷却 润滑 系统
中 图分 类号 ： Ｈ１ Ｔ ６
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ ０ ）９—０ ３ 一Ｏ １ ７ —１ １ （０ ７ １ １６ ３
在 传统 的机械 加工 中 ， 常采取 大量 浇注式 切 通 削液供 给方式 ， 以实现 降低切 削温度 ， 冲刷 切屑 ， 防 止生锈 ， 延长 刀具 寿命 ， 而保 证和 提高加 工质 量 ， 进 但 是切 削液 的大 量 使用 却 增 加 了制造 成 本 。有 关 研究 表 明 ， 在工 件 总 的加 工 成 本 中 ， 削液 费 用 约 切 占７ ％～１ ％ ， 刀具 的成本 仅 占 ２ ７ 而 ％～４ ％。大量 浇注式传统切削液供给方式造成 了机械 加工现场 环境 的不 断恶化 ， 尤其 是未 经处 理 的切 削液 会污 染 土地 和水 源 ， 坏 生 态环 境 ； 削 液 与人 体 直 接 接 破 切 触， 受热 挥 发 ， 形成 烟雾 ， 会使 操 作 人 员 的皮 肤 、 呼 吸道 和肺 部等 出现诸 多疾病 。
ｉ ） ＿Ｓ ｎ ｎ 、ＤＭ（ｅ —Ｄ ｙＭａｈｎｎ ） ｊ ， 应 用 ｇ ８ Ｓｍｉ ｒ ｃｉｉｇ 【 等 其 范 围越 来越 宽广 。从某 种意 义上讲 ， 量切 削液加 微
工 可以达到甚至好于传统浇注冷却润滑的加工效
收稿 日期 ：０ ７ ８—２ ２ ０ —０ ６
削液蒸汽膜 。 此蒸汽膜一方面阻碍 了切削液进人
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・
应用研究・
裴宏杰
张春燕
张巍巍 等
ＭＱ Ｌ加工的微量冷却润滑系统 剂， 琥珀酸衍生物的生物降解率也大于 ８ ％。 ０ ２ ２ 供 液 系统 ．
微 量切 削液 供液 系统 主要 有 ２种形式 ： 种是 一 外 置式 供液 系统 （ 图 ３ ａ所 示 ）一 种是 内置 式 ， 如 （） ；
ｔ ｙ Ｌ ｂ ｉ ｔ ｎ ［ 、 Ｍ （ ｅｒ Ｄ ｙ Ｍａｈｎ ｉ ｕ ｒ ａｉ ） ～ ＮＤ ｔ ｃ ｏ Ｎ ａ ｒ ｃ ｉ—
变形 区 ， 人多 少 ， 进 主要 取 决 于 ２个 方 面 的综合 作
用 ： 一是利 于 切 削液 进 人 的作 用 ， 于切 屑 和刀 其 由
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２０ 年 ｌ 中国制造业信息化 ０７ ０月
第３卷 ６
第 １ 期 ９
ＭＱＬ加 工 的微 量 冷 却 润 滑 系统
裴 宏杰 ， 张春 燕 ， 张巍 巍 ， 林立峰 ， 王贵成 （ 苏大学 精 密工 程研究 所 ， 江 江苏 镇 江 ２２１） １０３
基金项 目： 先进数控技术江苏省高校重点 实验室开放基金资助项 目（ Ｘ ０ ０ ９ ； Ｋ Ｊ ５ １ ） 江苏省 自然科学基金资助项 目（ Ｋ ０ ６ ７ ） Ｂ ２ ０ ０ ７ 作者简介 ： 裴宏杰 （９ ２一）男 ， １７ ， 江苏大学讲 师， 工学硕士 ， 主要从事高速加 理论及应用万 面的研究工作。
约在 ３ ６ ０ ｔ其 中 ２ ０ ｔ ． ×１ ５， ×１ ５ 为切 削液 … １。
基 于这背 景 ， 削液 的使用 问题倍 受 国内外 切
图 １ 切 削液 渗 入 途 径
传统 加工 方式 中 ， 注的切 削液最 终能 否进入 浇
机械 工程专 家和 学 者们 的高 度关 注 。“ ” 无 ” 少 “ 切 削液 加工技 术随 之产 生 。“ 切 削液加 工 ， 无” 如干切 削 【３ ， 于其 自身 的 特 点 ， 应 用 受 到一 定 的 ］ 由 ．等 其 限制 。“ ” 少 切削液 加工 ， ＭＱＬ Ｍｉｉ ｍ ａ— 如 （ ｎ ｍｕ Ｏｕｎ
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通 常来说 ， 削液到 达切 削 ３个 变形 区的路径 切
有 Ａ， Ｃ， 途径 ， 图 １ Ｂ， Ｄ ４条 如 所示 。不管从 哪里
渗人 ， 够进人 变形 区的切 削液 的量都 很少 。 能
占总量 的 ３ ％－４ ％） ０ － ０ 和水基 浓 缩液 （ 占总量 的 约 ６ ％） ３ ７ ×１ ．０×１ ０ 在 ．９ ０ ～５ ３ ０Ｌ左 右 ， 按 溶解 若 油 、 学和半 化 学 浓缩 液 稀 释后 的量 算 ， 总 消耗 化 年 量 约为 １２ ×１加 其 中 ６ ％ ～７ ％用 于切 削 加 ．１ ０ Ｌ， ０ ０ 工， 其余用 于成 形加工 。西 欧金属 加工 液总需 求 大
摘 要 ： 对 大量浇注 式传统 切 削冷却 润 滑存 在 的 主要 问题 ， 出并 构 建 了 由供 液 系统 、 削液和 针 提 切 雾液 回收装置 所组 成的适 用 于 ＭＱＬ加 工 的微 量切 削液冷却 润 滑 系统 ， 阐述 了微 量 冷却 润滑 系 并
统 对机 床 、 工具 系统和 刀具 兼容性 的要 求 ， 为制 造微 量 切 削 液 冷却 润 滑 系统 和 实施 ＭＱＬ加 工 工
具之 间缝 隙 的毛细现 象 ， 隙 内部与 大气之 间的压 缝 力差 或切 屑与 刀具之 间相对 运动 引起 的抽 吸现象 ， 液体 能够 到达切 削 区附近 ； 其二 是阻碍 切削液 进人 的作用 ， 由于切 削 区 表面 的 高 温 ， 超过 最 小 热 流密 度 ， 生膜 态沸腾 ｌ ］在切削 液和 基体 表 面形成 切 产 ｔ， ｏ
近 年来 ， 国 金属 加 工液 年 消耗 量 的 净 油 （ 美 约
果， 同时可 降低加 工成本 、 少环境 污染 ， 减 开辟 出实
现 绿色 加工 的新途 径 。
１ 传统冷却方式及存在 的主要 问题
传 统机械 加工 中 ， 常采取 大量 浇注切 削液来 通 实现 冷却 润滑 ， 中大部 分 切 削 液 向 四周 飞溅 ， 其 并 不 能随 浇注量 增加 而增 强其冷 却润 滑效果 ， 只有少 部分 切 削液能 够 靠 近和 接 触 刀具 、 件 、 屑 的 表 工 切
艺提 供 了理 论 和 工 程 依 据 。
关键 词 ： 械加 工 ； 机 ＭＱＬ 切 削液 ； ； 微量 冷却 润滑 系统
中 图分 类号 ： Ｈ１ Ｔ ６
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ ０ ）９—０ ３ 一Ｏ １ ７ —１ １ （０ ７ １ １６ ３
在 传统 的机械 加工 中 ， 常采取 大量 浇注式 切 通 削液供 给方式 ， 以实现 降低切 削温度 ， 冲刷 切屑 ， 防 止生锈 ， 延长 刀具 寿命 ， 而保 证和 提高加 工质 量 ， 进 但 是切 削液 的大 量 使用 却 增 加 了制造 成 本 。有 关 研究 表 明 ， 在工 件 总 的加 工 成 本 中 ， 削液 费 用 约 切 占７ ％～１ ％ ， 刀具 的成本 仅 占 ２ ７ 而 ％～４ ％。大量 浇注式传统切削液供给方式造成 了机械 加工现场 环境 的不 断恶化 ， 尤其 是未 经处 理 的切 削液 会污 染 土地 和水 源 ， 坏 生 态环 境 ； 削 液 与人 体 直 接 接 破 切 触， 受热 挥 发 ， 形成 烟雾 ， 会使 操 作 人 员 的皮 肤 、 呼 吸道 和肺 部等 出现诸 多疾病 。
ｉ ） ＿Ｓ ｎ ｎ 、ＤＭ（ｅ —Ｄ ｙＭａｈｎｎ ） ｊ ， 应 用 ｇ ８ Ｓｍｉ ｒ ｃｉｉｇ 【 等 其 范 围越 来越 宽广 。从某 种意 义上讲 ， 量切 削液加 微
工 可以达到甚至好于传统浇注冷却润滑的加工效
收稿 日期 ：０ ７ ８—２ ２ ０ —０ ６
削液蒸汽膜 。 此蒸汽膜一方面阻碍 了切削液进人
维普资讯
・
应用研究・
裴宏杰
张春燕
张巍巍 等
ＭＱ Ｌ加工的微量冷却润滑系统 剂， 琥珀酸衍生物的生物降解率也大于 ８ ％。 ０ ２ ２ 供 液 系统 ．
微 量切 削液 供液 系统 主要 有 ２种形式 ： 种是 一 外 置式 供液 系统 （ 图 ３ ａ所 示 ）一 种是 内置 式 ， 如 （） ；
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变形 区 ， 人多 少 ， 进 主要 取 决 于 ２个 方 面 的综合 作
用 ： 一是利 于 切 削液 进 人 的作 用 ， 于切 屑 和刀 其 由