微量润滑（MQL)释疑
作者： 日期：2012-02-29 来源： 关注：50
微量润滑是指什么？
一般来说，微量润滑（MQL）是指向摩擦点供应极小量润滑剂。 所使用的设备可以是计量单元、微型泵（注射加油器）、和气体单元等。
然而，这一术语在金属加工领域另有具体意思，即以由少量非水溶性、油雾和/或气雾剂组成的冷却液－乳状液取代溢流润滑
气雾剂是什么？
气雾剂是以喷气分配的用于润滑的油滴。 油滴在靠近刀具的地方生成，例如通过喷嘴生成，然后通过压缩空气输送到刀具和工件上，也可以在设备外部利用气雾剂生成器（例如LubriLean Digital）生成，再通过数米长的软管和管道输送到应用区。 根据气雾剂的生成方式，油滴尺寸从约30微米（没有“远距离气雾剂传输”的外部润滑设备）到小于1微米（例如LubriLean Digital等气雾剂生成器，用于对刀具进行内部润滑，带内部冷却剂供给）不等。
微量润滑（MQL）与冷却剂润滑相比具有什么优势？
· 提高生产率（由于更高的切削数值，加工时间可缩短20％至70%）
· 减少磨损（可延长刀具'使用寿命达300％）
· 由于实现了100%润滑，可改进表面质量（降低表面粗糙度）
· 基本上实现干加工（切屑、刀具、工作环境、没有电力损失）
· 健康好处(皮肤、呼吸道、注意力集中<< MAC)
· 有益环保（没有废弃物处理问题、没有水污染风险）
· 环境清洁（员工满意＋激励、操作安全）
微量润滑可如何带来经济效益？
减少冷却液消耗量
传统润滑工艺中冷却液的成本比刀具成本高出约3至4倍。 研究显示，它可能占到与刀具相关的制造成本的17%。
提高生产效率
缩短生产时间是成本方面的主要成果之一。 这些节约得益于兼容微量润滑的刀具更高的切削数值，以及需要对陈旧生产工艺进行重新评估。
微量润滑能否实现更高的切削数值？
切削值比湿加工高出1.5至4倍，具体取决于加工程序和材料。
这是可以实现的，因为
· 可以改善润滑。
· 就热负荷而言，接触时间越短越好。
· 采用微量润滑实现的高切削数值允许更窄公差范围
使用改进的刀具（硬质合金基片、涂层、几何形状；由于热冲击的缘故，它们在与冷却液一起使用时效率会低些）
微量润滑如何能够延长刀具寿命？
与湿加工相比，采用微量润滑可将刀具寿命延长2至20倍。
为什么？
· 润滑剂在需要的确切位置上得到应用。
· 溢流润滑会导致对刀具的热冲击。 正如德国工程师协会的报告显示，微量润滑技术可产生更恒定的温度范围。
· 报告还发现，微量润滑对刀具更有保护作用，即由于热量原因，相较于传统的冷却液机械加工，采用微量润滑加工铸造金属时需要更小的切削力。
· 试验还发现，采用溢流润滑时，由于颗粒直径较大，润滑剂往往无法到达所需位置。 而微量润滑工艺产生的较小的颗粒可以更靠近切削刃，从而产生更好的润滑效果。
除了延长刀具寿命外，另一个效果是用微量润滑加工的表面粗糙度更低。 它对于下游加工步骤也产生正面影响。
采用微量润滑，为何不会出现过热现象？
由于我们以更高的切削参数运转（通常高出1.5到2倍），切屑的热量累积能极快地消散。 这是由于金属去除率提高，因而缩短了刀具与工件间的接触时间。
低导热性的材料除外，因为温度会很快传递到刀具（例如钛金属）。
微量润滑在健康和工作安全方面有何益处？
“在金属业采用的所有会引起职业皮肤病的物质中，冷却液首当其冲。 据铁和金属业工人协会的一项研究发现，新出现的严重皮肤病或复发的皮肤病中30%是由冷却液引起。 车工、抛光工人、铣工和钻床操作员等金属业工人尤其受到威胁。”（德国工程师协会报告 1339）
传统的水溶性冷却液含有许多添加剂（例如为了获得更长的刀具寿命）、抗菌添加剂、防雾以及防沫添加剂等。 冷却液里随着时间推移不断积累的反应产物（亚硝胺、多环烃、微生物——后者还会产生酸）也会对健康造成威胁。
采用微量润滑则不会出现以下任何情况：
· 无有害成分（脂肪醇、天然酯油）
· 不刺激皮肤（接触湿疹、过敏反应）
· 无呼吸道刺激（头痛、支气管炎、癌症等风险）
· MAC值远低于门槛水平，采用冷却液则往往无法保证这一点。
· 无湿滑地板，而溢流润滑则往往出现这种情况（水溶性冷却液）
· 无细菌污染风险
无危险的反应产物
微量润滑为何比湿式润滑更环保？
微量润滑更环保，这是因为
· 不存在使用过的冷却液和过滤辅助物等废弃物的处理问题，没有危险废弃物
· 切屑是干的，无需额外处理就可回收再用
· 无运输或储藏问题
· 无对水、空气或土壤的潜在威胁
· 无生产添加剂时对环境的损害
· 水危险等级为1级而非2或3级
· 无危险的反应产物
不浪费水
能否采用微量润滑切削所有的金属材料？
这是可以的，基本上所有的金属材料都能采用微量润滑进行切削。
例外：
· 对铜进行重切削（散热不足）
· 银和金： 无经验数值
对镁（镁粉产生爆炸风险）以及钛（高热负荷造成刀具磨损）等难以切削的材料进行切削时可能会产生问题。 但是也有采用SKF LubriLean微量润滑系统对钛（飞机业）进行干式加工的成功例子。
与湿式工艺相比，干式工艺的好处是什么？
· 由于工艺过程是干式，因此没有切屑回收的成本问题。 湿切屑在回收前必须进行干燥处理。
· 采用溢流润滑时，看不到切削过程。
· 采用微量润滑加工这种干式加工时，整个工艺过程都可以看见。 在试运行期间或设置切削工艺时，更能体现这一好处。 可以更快地发现损坏的刀具。
· 钢： 可能不需要后处理（防腐蚀保护）。
优化参数意味着零部件能保持干燥。 在外部润滑期间，形成一层薄润滑薄膜。
机床如何转换为干式加工？应做些什么？
在转换前，应进行以下检查：
· 主轴和/或转台以及刀具是否有内部冷却液通道？
· 是否适合旋转导管？ 最好是轴向进给
· 刀柄系统？ 大锥度刀具只是有条件适用
· 夹具是否合适？ 中央孔
· 主轴和刀柄之间是否需要传输管？ 当加工铸造零件时一般不需要；需要带深孔的铝锻造合金（l/d > 3)。
· 是否可以移除用于旋转导管的微量润滑系统？
· 微量润滑系统的致动类型有哪些？ (手动或CNC控制数量设置）
· 刀具类型有哪些？ （哪些刀具可以保留）
需在现场填写相关清单，从而对相应的情况做出估计。
能否省去传统的冷却润滑？
从技术角度来看，这是可以的。 当然必须查明，例如投资于旧设备是否值得。 如果现有刀具都不适合微量润滑，或者必须购买昂贵的新刀具，那么转换可能就不再具有经济效益。
如果需要干预加工顺序来改善对温度变化的响应，并因此产生严重影响时，也可能属于此类情况。
在微量润滑转移阶段，建议恢复混合操作。 这可能是必要的，因为根据经验，将单个工件从湿式润滑转为微量润滑需要很多时间。
对于零部件种类极多的企业来说，永久性地进行混合操作不失为一种明智的选择。 在这种情况下，缩短生产时间和延长刀具寿命将带来节约效益。
混合操作是指什么？
混合操作意味着润滑采用冷却液或者微量润滑。 转换是利用三通/两通球阀进行，用M-commands控制，例如在为同一工件换刀期间。 在这种情况下，换刀期间主轴得到大量的压缩空气供应。
很小或很大的刀具能否采用微量润滑？
可以，应用范围从直径3.00毫米、冷却孔为2 x 0.5的深孔钻削，到大型回转刀架和大直径铰刀。
每台机床是否都需要单独的微量润滑单元？
采用外部润滑时，两个或更多的邻近设备可通过不同长度的同轴线彼此独立地得到润滑供给和运作。
采用内部润滑时，每个活动点都需要独立的微量润滑系统。
当对带有不同刀具的活动点同时润滑时，气雾剂会选择“阻力最小的通路”，以不加控制和不平衡的方式对刀具提供润滑。