微量潤滑系統(tǒng)使生產(chǎn)更高效
【編者按】大眾薩爾茨吉特工廠可制造用于藍驅(qū)(Blue Motion)的3缸發(fā)動機,大眾鳄袍、奧迪和布佳迪品牌所用的12缸和16缸發(fā)動機系忙,保時捷、西亞特和斯柯達所用的發(fā)動機也屬于該工廠的生產(chǎn)范圍以及大眾船用發(fā)動機和面向內(nèi)部生產(chǎn)的工業(yè)用發(fā)動機迹卢。
在生產(chǎn)發(fā)動機過程中確保產(chǎn)品的耐用性至關(guān)重要辽故。因此,在選擇創(chuàng)新型生產(chǎn)工藝時腐碱,大眾從節(jié)能高效的角度出發(fā)誊垢,對物流管理系統(tǒng)的適用性先進行考察,然后再決定是否采用症见。從過去到現(xiàn)在喂走,使用帶微量潤滑系統(tǒng) (MMS) 的加工工藝或干式加工工藝始終是大眾的一個工作重點。該工藝所實現(xiàn)的“重大突破”一方面體現(xiàn)在生產(chǎn)率上谋作,另一方面體現(xiàn)在產(chǎn)品的耐用性和環(huán)保性上兵故。Michael Knauf在薩爾茨吉特駐地任職刀具規(guī)劃主管,自2008年以來就一直致力于研究微量潤滑系統(tǒng)技術(shù)缩棉,并且力圖將這項技術(shù)引入到高規(guī)格的生產(chǎn)過程當中折甸。
微量潤滑系統(tǒng)的優(yōu)越性
薩爾茨吉特工廠對微量潤滑系統(tǒng)技術(shù)的采用始于90年代末,當時僅限鑄件加工領(lǐng)域颂梆,此后逐漸從鋼加工和鑄件加工轉(zhuǎn)向鋁加工绕众,在2005年以前就使用微量潤滑系統(tǒng)制造出了首批簡單的鋁制部件,這也為Knauf的研究工作提供了經(jīng)驗基礎(chǔ)肴摊。
使用微量潤滑系統(tǒng)的一個重要初衷就是進行潔凈生產(chǎn)姆已。潔凈的工作環(huán)境對于員工來說百利而無一害,同時碉晾,潔凈也意味著工作在機床旁的員工無需穿戴特殊的工作服和專用手套急响。沒有油膩濕滑的地面、所有切屑都是干燥的陋窗。只需每隔2——3周對機床進行一次清潔就足夠了嘱悄;其次就是以更大的力度來節(jié)約和保護資源隅本。冷卻潤滑劑的使用量大幅度降低,同時制備和廢棄處理工作也大大減少兼呵。
在 GROB G 320的每臺機床上兔辅,每分鐘大約有305——375L冷卻潤滑乳劑處于循環(huán)當中。若每天使用20臺機床生產(chǎn)2000個氣缸頭击喂,則每分鐘共需要從相應(yīng)的流體回路中攝取8000L冷卻潤滑劑维苔,為此就需要使用容量高達300——350m3的冷卻潤滑劑系統(tǒng)設(shè)備,以及用于放置所需清潔單元的場地懂昂。
圖1 薩爾茨吉特工廠氣缸頭生產(chǎn)線的其中一臺GROB機床安裝了雙通道供應(yīng)系統(tǒng)
過去制造一個氣缸頭要損耗4.2——4.3L冷卻潤滑劑介时,現(xiàn)如今在微量潤滑系統(tǒng)的幫助下,7——10ml潤滑油便足夠了凌彬。值得一提的是沸柔,若每臺機床有兩個主軸,則每個主軸所用的冷卻潤滑劑僅為17ml/h铲敛。氣缸頭生產(chǎn)過程中所采用的“在進給路徑中切斷潤滑劑輸送”技術(shù)對節(jié)約資源作出了重要貢獻褐澎。同時也不難發(fā)現(xiàn)這明顯減少了用水量。如今一個沖洗流程便能夠滿足所有生產(chǎn)所需伐蒋,而在過去則需要兩個工三。由于省去了冷卻潤滑劑系統(tǒng)回路的循環(huán)泵,同時隨著部件清潔和切屑干燥的資源消耗量的急劇減少芯妇,生產(chǎn)過程的總能源需求量便得以顯著降低。
Michael Knauf總結(jié)道:“整體看來圈蛹,微量潤滑系統(tǒng)使我們在降低生產(chǎn)成本方面實現(xiàn)了重大突破肃刁,并以此收獲了顯著的經(jīng)濟效益。在薩爾茨吉特工廠奇茫,借助于微量潤滑系統(tǒng)孙泵,我們每加工一個氣缸頭所使用的油質(zhì)流體量大約會減少98%,與濕式加工相比上绅,加工一個氣缸頭能夠節(jié)約90%的用水量崇审,并且最終可減少54%的 CO2排放量〉合”
必諾機械(Neuffen)技術(shù)部門的銷售經(jīng)理Matthias Haug從其他著眼點出發(fā)對微量潤滑系統(tǒng)的優(yōu)點進行了補充:微量潤滑系統(tǒng)的主要任務(wù)就是有針對性地將適當潤滑劑輸送至切削刃任汪,期間力求將油量使用降至最低。有時甚至還可以實現(xiàn)更好的表面質(zhì)量滚吱。由于在微量潤滑系統(tǒng)中僅使用“新鮮”油枷窿,而非循環(huán)回收的乳劑,因此就可以避免將切屑微粒輸送至刀具荣月,從而可以消除由于“共同切削”而導致的凹槽等缺陷管呵。
圖2 干燥的切屑從Michael Knauf手中滑落
用于MMS雙通道系統(tǒng)的微量潤滑
GROB G 320中的屑對屑換刀速度極快梳毙,用時僅為4.2s。但對其進行潤滑也毫無問題捐下,MMS雙通道系統(tǒng)可在0.1s內(nèi)將潤滑劑直接輸送至切削刃账锹。由于換刀過程中常常需要調(diào)整油量以便適應(yīng)已變更的加工流程,因此在換刀頻繁的生產(chǎn)過程中坷襟,MMS雙通道系統(tǒng)的優(yōu)勢一覽無余奸柬,即可在工作過程中將油和空氣集合在一起。
MMS雙通道系統(tǒng)可借助空氣將油膜沿刀具方向輸送啤握,并借助閥門技術(shù)實現(xiàn)油量配給鸟缕。以此可確保油量配給的精度高,重復性強排抬,且不受周圍環(huán)境波動的影響懂从。不管是小型刀具,還是大型刀具蹲蒲,都能確保實現(xiàn)精確配給番甩。MMS雙通道系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可選用的油流量范圍非常廣泛。這項技術(shù)不受空氣流量影響牲羊,僅需借助閥門進行配給磅芬,除了配給精度高以外,還可始終為那些需求量大的刀具供應(yīng)足夠的潤滑油蛮血,因此可確保工藝過程具備高度可靠性着癞。
微量潤滑系統(tǒng)
在使用微量潤滑系統(tǒng)的過程中應(yīng)密切關(guān)注熱量向部件傳輸?shù)默F(xiàn)象。為準確控制部件升溫芽刨,必須觀察詳盡的過程參數(shù)役霍,優(yōu)化工序在氣缸頭加工中也非常重要。微量潤滑系統(tǒng)專家Michael Knauf說:“為確保實現(xiàn)所需精度瘩浆,必須深入考量所有的工藝步驟磷尊,力求通過有針對性的流程控制體系改善部件的生產(chǎn)品質(zhì)。最終胡炼,熱量應(yīng)該主要通過切屑排出豹女,而不再通過冷卻劑。我們非常清楚各個工序里熱量向部件傳輸?shù)那闆r碍蚊】郊。”
刀具系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)與微量潤滑系統(tǒng)相匹配。由于切屑干燥且溫度高旨巷,因此容屑槽也需要采用一套合適的表面處理工藝廓块。絕熱的硬質(zhì)材料涂層和經(jīng)拋光的刀具表面便是應(yīng)運而生的解決方案。許多知名的刀具生產(chǎn)商都能夠提供相應(yīng)的MMS刀具。
機床中的排屑情況也應(yīng)予以密切關(guān)注带猴,因為加工倉的結(jié)構(gòu)會影響排屑的效果昔汉。如今,現(xiàn)代化的機床都已針對干式加工進行過反復的設(shè)計和改進拴清“胁。“單單將一個開關(guān)從濕式改裝成干式是不行的,”Knauf 解釋道口予,“這里需要的是專業(yè)技術(shù)娄周,同時需要員工具備極大的興趣和意愿,積極研究刀具斷裂的原因沪停,并對機床煤辨、刀具、油和微量潤滑系統(tǒng)進行優(yōu)化盒止。我們對相關(guān)的基本準則進行了定義侥锨,并力爭在每個生產(chǎn)流程中認真遵守∑说”
服務(wù)助力成功
對于微量潤滑系統(tǒng)專家和刀具專家Michael Knauf和他的員工來講扇殃,微量潤滑系統(tǒng)供應(yīng)商所提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)和支持是必不可少的。而必諾機械不僅僅是在微量潤滑系統(tǒng)的引入階段負責對機床操作員提供咨詢和培訓服務(wù)创皿,專家級別的員工同樣也享有培訓機會投戴。當來自必諾機械的Matthias Haug從氣缸頭制造的負責人Bernd Gasch口中聽到:“bielomatik所提供的培訓非常棒,整個合作非常成功爸蝠,聯(lián)系人也周到體貼梢跳。”這樣的評價十旗,他感到非常欣慰仲峡。
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