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高效切削液带来高效加工

发布时间:2015-12-25  来源:http://www.shjama.com  作者:加美切削液 查看: 731 次

高速切削对切削液的各方面的性能都提出了挑战,要求切削液生产企业具有很强的研发能力,以适应高速加工的发展。

加工过程中有很多因素会影响机械加工的效率,切削液就是其中之一,切削液在加工过程中的作用是不容忽视的。

首先,我们先来看下面的一个公式:一定时间内的产量=机床单位生产效率×产品合格率×有效生产时间。通过公式可以清楚的看出如何提高机床的单位生产效率,可以从以下几方面入手:提高单位进给量,增加主轴转速,缩短工件夹装和换刀的时间等。其中提高单位进给量和增加主轴转速就涉及到了切削液的选择。切削液在金属切削过程中起润滑、冷却、清洗(把切屑带入排屑槽)和防锈的作用,其中润滑、冷却与加工速度直接相关。

提高单位进给量意味着加工负荷的增加,要求加工液有更强的加工(润滑)能力和冷却能力,可能需要高压力、大流量的泵输送,而现代机床的液槽设计越来越紧凑,加工液削泡的时间也越来越短,对加工液的抗泡性和削泡能力提出的挑战。增加主轴转速意味着刀具或工件线速度的提高,在大流量、高压力泵输送的情况下,引起的冲击搅动会带入切削液更多的气体,产生发泡。同时加工液在强冲击力的作用下可能会雾化,高速切削引起的高温可能会将切削液雾化,这些油雾漂浮在空气中会影响到车间的操作环境和员工的健康,油雾的漂散也意味着油品的损失,如果是纯油产生的油雾还会增加火灾或爆炸的风险。

高的进给量和切削速度也意味高的切削温度,这也可能对切削液的氧化稳定性造成影响,这要求油品的基础油高度精炼,还要添加适量的抗氧剂来增强其抗氧化性能。此外还可能涉及到水溶性切削液的稳定性等。

一)切削液对实现高效加工的贡献

没有切削液的高效加工一般是很难实现的,因为高速切削产生大量的热会引起工件变形,影响加工精度。另外冷却液的加工能力也是保证工件加工质量,提高产品合格率的关键因素之一。为了保证每一款冷却液产品表现卓越,科研人员在机床上进行切削试验,进行配方优选,以确保每款产品都能降低切削力、能量消耗,减少刀具磨损,实现高效加工。在切削液产品研发过程中,不同的配方的表现,都会对切削效率和刀具寿命产生巨大的影响。

健康、安全、环保(HSE),是高速切削最基本的要求之一,切削液在其中起了相当关键的作用。机械加工中,油雾挥发相关的打扫和安全危害都由机械手段来进行控制,如复杂的通风和过滤系统,现在,科研人员通过对基础油和抗油雾添加剂的优选,成功地将油雾的产生量大大减少了,从源头上减少了油雾的产生。含氯的切削液在加工铸铁(灰铸铁、球墨铸铁)会在机床内壁或机台形成一层粘附物,长此以往会腐蚀机台,影响机床使用寿命和效率;同时机床液槽内铸铁粉末会因为氯离子反应形成铁屑生锈现象,大大降低铁屑的回收利用;我将切削液对HSE的负面影响降到了最低,并且减少了切削液的消耗,降低了切削成本。

二)高效解决方案提高加工效率

高速切削,其最终目的是降低单个工件的成本,从而降低单件生产成本,以达到较好的经济效益。根据前面列举的公式,要想使一定时间内的产量最大,必须使各个因子都变大。当然我们还可以通过延长切削液的使用寿命,减少切削液的换液次数来增加有效生产时间。切削是一个系统的工程,整个切削过程的费用包括切削液初装和补充费用(15%~20%),切削液维护费用(8%~15%),排放费用(15%~25%),刀具费用(40%~50%),其他费用(10%)等。要想实现切削的低成本,就必须根据整个费用的权重,权衡利弊。优质的切削液,不仅可以降低切削液的维护费用,废液排放费用,更能降低刀具费用,提高切削速度,其中尤其以提高切削速度带来的效益最为明显。以上这些成本都是可以计算的。若以提高10%的生产效率来计算,其他条件不变的情况下,可以直接导致固定资产折旧,人工费用等摊到每个工件的成本降低10%,其产生的效益是相当明显的。

高速切削对切削液提出了高要求,选择优质的切削液可以更好地保证加工的顺利进行;而合理的冷却液管理可以延长切削液的使用寿命,减少消耗,从而降低切削液使用的综合成本。

三)优质切削液提升切削效率

高速切削意味着大的进给量和更高的机床主轴转速。

提高单位进给量意味着加工负荷的增加,要求加工液有更强的加工(润滑)能力和冷确能力,以减少切削过程中热量的产生和工件的变形,减少切削过程所需的能量。这可能需要高压力大流量的冷却液泵送。增加主轴转速意味着刀具或工件线速度提高,在大流量高压力泵送的情况下,引起的冲击搅动会带入切削液中更多的气体,产生发泡倾向,而现代机床的液槽设计越来越紧凑,加工液消泡的时间也越来越短,对加工液的抗泡性和消泡能力提出了新的挑战。

高品质切削液良好的抗泡性能和水质的适应性,有效保证了高速切削的顺利进行。某些汽车零部件的加工,如转向器和曲轴,需要使用油性切削液进行加工,高速切削引起的高温和冲击可能会使油性切削液雾化,这些油雾漂浮在空气中会影响到车间的操作环境和工作的身心健康,油雾的漂散也意味着油品的损失。科研人员通过对基础油和抗油雾添加剂的优选,成功地将油雾的产生量大大的减少了,从源头上减少了油雾的产生,将切削液对HSE的负面影响降到了最低,并且减少了切削液的消耗,降低了切削成本。

四)化学品管理降低切削液使用综合成本

就目前而言,化学品管理的核心是冷却液管理。以一个发动机工厂为例,现在的发动机工厂多采用集中供液系统,整个系统容量可达300?500立方米,仅初装浓缩液的使用量就达20?30t,整个系统使用寿命要求3年以上,这对整个系统的管理维护提出了很高的要求。我们知道,在金属加工液使用的过程中,会有很多的导轨油、主轴油、液压油以及铁屑等各种杂物混入切削液,这其中包含大量的微生物,而这些物质都是微生物繁殖的食物,导致切削液发臭变质的根本原因就是微生物在切削液中大量生长繁殖。切削液中微生物的大量繁殖会带来非常严重的后果,如产生恶臭、恶化环境和影响人体健康;消耗切削液中的添加剂和油性剂,使切削液润滑性能下降,影响工件加工质量;细菌代谢产生的酸性物质破坏冷却的稳定性,真菌的大量繁殖还会堵塞泵、沉淀槽和过滤器。为了防止切削液使用中的腐败变质,在提高切削液本身抗菌能力的同时加强切削液的后序管理相当重要。

大批量铁质零件的加工,对切削液的防锈性提出了很高的要求,特别是在温热的雨季,对冷却液防锈性的检测将是冷却液管理中相当重要的一环,避免工件因生锈返工,就相当于提高了生产效率。

仅从以上两点就能看出切削的使用维护不是一件简单的事。根据经验,在此对切削液的使用和管理提出了如下建议:

1.冷却液的管理最好由专门的冷却液供应商服务工程师负责,把自己从冷却液的管理中解放出来,把精力放在自己的核心业务上。不具备条件的最好指定专人负责冷却液的管理。

2.由专业的公司帮助选择最合适的产品。

3.使用后期管理中注意撇除浮油,控制浓度(每天检测),注意PH值、微生物含量的检测(每周检测并根据检测结果投放杀菌剂),重视切削液防锈性的检测(每周检测,天气湿度大时增加检测频率)。

通过以上的管理措施,加工企业可大大延长切削液的使用寿命,降低冷却液的消耗,减少废液的排放,提高工件的加工精度和产品合格率,达到提高效率,降本增效的目的。

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