1997年12月,在日本京都召開了防止地球變暖的國際會議,會上通過了“京都議定書”,提出了有害氣體的排放規(guī)定莫诺。議定書通過6年來,已得到世界許多國家的認(rèn)同,俄羅斯也于2004年10月下旬正式批準(zhǔn)該議定書。迄今,在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域已認(rèn)真討論過不少全球環(huán)境保護的相關(guān)問題。在機械加工過程中,為了降低環(huán)境污染程度,已把建立綠色工廠作為重要課題提上議事日程悯周。在切削加工中,切削液的使用存在兩方面的問題,即使用階段和廢液處理階段均會產(chǎn)生二氧化碳等有害氣體,從環(huán)保角度來看,危害性極大。因此,應(yīng)盡可能控制切削液的使用和排放,為此,工業(yè)發(fā)達國家正在大力開發(fā)干式和半干式加工技術(shù)陪竿。這里重點介紹半干式加工技術(shù)禽翼。

半干式加工系統(tǒng)由硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩大部分組成,硬件技術(shù)包括:主軸及工作臺等機械設(shè)備、半干式加工用的霧液噴供裝置播窒、塵霧回收裝置硫忆、切屑處理裝置及所采用的刀具等；軟件技術(shù)包括:設(shè)定最佳加工條件及加工狀態(tài)監(jiān)控手段等,硬件技術(shù)和軟件技術(shù)必須高度配合,融為一體挨这。切削加工過程大力減少切削液的新技術(shù),通常稱作“微量切削液供給法”,即MQL(MinimalQuantityLubrication)袭丛。目前,MQL正在制造業(yè)中大力推廣。在實踐過程中,有些問題亟待解決,有關(guān)的研究開發(fā)工作也正在加緊開展嘹冀。本文擬就半干式加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題作一個概略的介紹饲骂。

圖1 半干式加工的相關(guān)技術(shù)

圖2 主軸轉(zhuǎn)速與霧液噴出量的關(guān)系(采用原主軸送液結(jié)構(gòu))

圖3 主軸轉(zhuǎn)速與霧液噴出量的關(guān)系(采用非回轉(zhuǎn)型主軸線路)

半干式加工技術(shù)涉及到的加工技術(shù)如圖1所示。

利用主軸供油孔的MQL裝置

與切削液相比,霧液流動的運動量較小,因此,刀具或工件在高速回轉(zhuǎn)時,附近發(fā)生的空氣流動將會影響冷卻霧液的流向,使其不能充分到達切削位置壮煎。這種現(xiàn)象在主軸轉(zhuǎn)速超過10000r/min的高速切削赛琢、孔加工、切槽等加工中尤為明顯触迄。解決此問題最有效的手段,便是讓冷卻霧液經(jīng)過回轉(zhuǎn)主軸的內(nèi)部,再通過鉆頭悴碳、立銑刀等回轉(zhuǎn)工具的供油孔,直接送到切削部位。這種由主軸內(nèi)孔供應(yīng)冷卻霧液的方式,在原有的濕式加工中也曾使用過,但過去供給的是液體,而現(xiàn)在供應(yīng)的卻是霧狀液流,于是便出現(xiàn)了下述問題惦参。圖2所示為采用原有主軸供液方式的高速主軸供油孔送出霧液時主軸轉(zhuǎn)速與霧液噴出量的關(guān)系灾囊。由圖可知,主軸轉(zhuǎn)速超過10000r/min時,刀具刃尖部噴出的霧液量便急劇下降。原因在于,當(dāng)主軸高速回轉(zhuǎn)時,受離心力的作用,液滴附著在主軸內(nèi)的回轉(zhuǎn)通道內(nèi)壁上腥刹；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速達30000r/min這樣的高速回轉(zhuǎn)時,霧液幾乎全從霧流中分離出來,從刀具油孔中噴出的幾乎純?yōu)榭諝饴黼省榱私鉀Q這個問題,研究人員采用了如下措施:(1)讓壓縮空氣和切削液從不同的路線送出,通過主軸,讓兩者在主軸端部的刀柄附近混合,形成霧液汉买；(2)將主軸內(nèi)霧液通道改為非回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),藉以抑制離心力的作用。在主軸內(nèi)配有特殊結(jié)構(gòu)的非回轉(zhuǎn)線路后,即便在高速回轉(zhuǎn)條件下,也可獲得非常穩(wěn)定的霧液噴出量佩脊。

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