在一個加工過程的壽命周期操作成本中，冷卻液成本大約占15%铅惋。這種成本不斷上升绅拢。它包括與采購、過濾泪滥、分離濒聪、處置以及EPA(美國環(huán)保局)記錄保存等有關(guān)的成本。冷卻液處置的成本已經(jīng)高出其初始成本园凫，并且這種成本還在繼續(xù)上升砍没。對于冷卻液的使用架独、處置和勞動保護奈辰，人們正在醞釀甚至更加嚴(yán)格的法規(guī)志衍。因此革秩，濕式加工中的冷卻液是一個嚴(yán)峻的經(jīng)濟問題。一種可選項温峭，即采用“最少量潤滑劑”加工攻泼，或稱MQL揖赴，正作為一種節(jié)省成本和符合環(huán)保要求的選項而替代某些濕加工過程。

        MQL可以大大降低冷卻液成本竭钝，同時保護工人和環(huán)境。它還可以改善刀具壽命和表面粗糙度 — 盡管刀具壽命通常是應(yīng)用濕加工方式所考慮的原因雹洗。MQL可以保證更好的壽命香罐，原因有二:(1)對于給定操作可以規(guī)定潤滑的最佳濃度，(2)消除切削液中懸浮的硅粒子污染时肿。

        MQL加工過程適合鑄鐵庇茫，也適合鋁加工。存在的挑戰(zhàn)(所有都在下面介紹)包括精密控制潤滑劑混合系統(tǒng)螃成、維持熱穩(wěn)定性旦签、選擇合適的切削刀具和排屑等。

        潤滑劑的控制

        對所配置的潤滑劑量進(jìn)行控制是很重要的寸宏，因為不同的過程需要不同的潤滑量宁炫。例如，銑削是一種表面操作氮凝，它需要最少量潤滑羔巢。深孔鉆削是一種需要不同潤滑水準(zhǔn)的操作。而對于攻絲和螺紋切削操作需要第三等級的潤滑黎蠢，因為其表面壓力高霹早。

        MQL混合系統(tǒng)的目的是提供精確量的懸浮微粒。也就是說岔歼，懸浮微粒的直徑被保持到精確公差范圍內(nèi)以保持最佳加濕和潤滑屬性秋贤。在針對MQL設(shè)計的機床中，潤滑性可以用零件程序中改變懸浮微粒的量和持續(xù)時間的參數(shù)加以控制帘既。早期以這種方式采用油氣混合物的嘗試失敗了爬喝，因為在高速情況下會出現(xiàn)油氣分離現(xiàn)象。但是誊预，新的系統(tǒng)已經(jīng)被證明在維持潤滑性方面如濕加工一樣有效效益。一個實例是Cross Hüller的“Specht Duo”，一種建造用于濕式或MQL操作的兩主軸CNC生產(chǎn)模塊寡瘩，其中帶有精密分配系統(tǒng)缔道。這種分配系統(tǒng)被集成在電主軸外罩中。
 
        在設(shè)計采用MQL的機床中管书，分配系統(tǒng)集成在主軸中享甸。

        由CNC程序來控制提供精密潤滑劑量的分配閥。潤滑劑與空氣混合以形成所需要的氣/油懸浮粒子混合物梳侨。然后蛉威，它通過刀具中的導(dǎo)管進(jìn)給到切削刃上日丹。由于懸浮粒子的產(chǎn)生點和切削面之間距離短，因此可以對特定加工過程和切削刀具實現(xiàn)和維持最佳冷卻和潤滑條件蚯嫌。當(dāng)主軸從一個加工孔位置快移到另一個時哲虾，懸浮粒子關(guān)閉。這就避免了在工件和機床表面的油積聚現(xiàn)象择示，減少了操作員清理機床的必要性束凑。由于用MQL系統(tǒng)產(chǎn)生的切屑基本保持干燥，消除了費時又費錢的冷卻液回收操作栅盲。

        硅污染

        除了控制潤滑性外汪诉，MQL還通過消除懸浮在冷卻液中的磨蝕性硅粒子而提高了刀具壽命和表面粗糙度。鋁工件包括大約13%的硅谈秫，這種硅會降低刀具壽命和導(dǎo)致表面粗糙度很差扒寄。微細(xì)鋁/硅粒子有可能懸浮在濕的加工冷卻液中。盡管過濾系統(tǒng)濾掉了40 mm的粒子私免，但小于40 mm的粒子會穿過系統(tǒng)而與冷卻液一起重新循環(huán)木冈。

        MQL的熱穩(wěn)定性

        在應(yīng)用MQL時，維護熱穩(wěn)定性和零件公差的策略包括減少引發(fā)的熱量以及對熱增長的補償?shù)取?br> 
        熱的控制是MQL中需要考慮的一個重要方面折焙，該過程可能需要重新設(shè)計以實現(xiàn)這一點晶睦。當(dāng)用MQL方式加工圖示轉(zhuǎn)向節(jié)時，在加工前先對零件進(jìn)行隔離直到它充分冷卻為止层漠。

        通過改變加工工序的順序可以減少熱效應(yīng)爱茫。在濕加工操作中，零件通常是先粗加工然后精加工涨旨。槽和腔體的粗加工慰沸，連同螺紋和攻絲工序都是在過程的早期進(jìn)行的，然后進(jìn)行精加工槽叮。但是在MQL加工中磷像，粗加工被減少到使零件疲勞的程度。在零件熱處理前進(jìn)行精加工津贩。一般地邦匆，具有緊密定位公差的軸承孔和榫釘孔將在過程的較早階段進(jìn)行精加工。然后尝江，其他在完成精加工后進(jìn)行的工序不受熱侵蝕的影響涉波，諸如鉆削和攻絲等。

        有一種相關(guān)的MQL策略是隔離來料直至其溫度穩(wěn)定為止炭序。鋁輪轉(zhuǎn)向節(jié)的加工過程提供了這方面一個實例啤覆。對于該過程，零件直接來自一個鄰近的鑄造廠惭聂。用一個溫度測頭測量來件的溫度窗声。如果溫度太高相恃，則零件排隊隔離，直至它們足夠冷卻適合加工為止笨觅。一旦轉(zhuǎn)向節(jié)達(dá)到了所需要的溫度拦耐，就用機器人將它們裝到機床中進(jìn)行切削操作。

        如果庫存量太小见剩，不好隔離零件揩魂，則可選方式是對某特定零件開發(fā)一個專有溫度補償算法。之所以需要零件特定算法是因為復(fù)雜的零件在加熱后可能不會均勻膨脹炮温。在一個實例中，對一個汽缸頭進(jìn)行了人工加熱以確定它的膨脹情況核必。從該試驗開發(fā)了一個檢查表茸汇，并將它包含在零件程序中』谋睿基于由測頭測定的溫度居饵，在所加工的特征所處的位置上進(jìn)行了自動補償。

         切削刀具

         用于銑削末昂、鉆削减严、攻絲、精加工凸輪孔和精加工閥座及導(dǎo)桿的MQL過程都需要在切削刀具中帶有潤滑導(dǎo)管二蚓。借助該導(dǎo)管肮碗，零件程序所規(guī)定的懸浮粒子潤滑劑可以達(dá)到刀具的切削刃上。

         隨著懸浮粒子被泵入刀具的導(dǎo)管中停就，任何通道直徑的突然變化或者盲端都將阻止懸浮粒子的自由流動始踪。懸浮粒子將對自己重新分級為較大的油珠，從而失去懸浮粒子的潤滑性颈癌。

        因此洁糟，MQL加工中使用的切削刀具必須包括一個過渡段來支持MQL從主軸往刀具的流動。導(dǎo)管的路徑(其分支以及方向的變化)必須有利于潤滑劑流動猖败，而導(dǎo)管出口的位置要確保潤滑劑到達(dá)了刀具的切削刃上速缆。

        排屑

        存在大量不用冷卻液而高效排屑的技術(shù)。例如恩闻，帶陡角的不銹鋼切屑排出裝置可以消除切屑巢現(xiàn)象艺糜；真空系統(tǒng)可以回收細(xì)霧和灰塵；切屑傳送器可以將切屑從機床上排出判呕。機床的污染采用一個響應(yīng)性的混合系統(tǒng)加以控制倦踢。這樣就可以免掉人工清理粘在機床壁上切屑的必要。

        MQL的實施

免掉加工中冷卻液產(chǎn)生了與熱侠草、刀具壽命以及排屑等相關(guān)的挑戰(zhàn)辱挥，但是某些系統(tǒng)和策略卻可以滿足這些挑戰(zhàn)的需要犁嗅。不用冷卻液的散熱需要采用不同的方式來處理零件。還需要采用潤滑劑導(dǎo)管的非標(biāo)刀具(以及高性能涂層和耐熱材料)晤碘。同時還必須采用排屑系統(tǒng)褂微。

         此外，MQL的最佳實施需要利用適當(dāng)設(shè)計的機床园爷。這樣的一臺機床可以允許使用如在濕式加工過程中相同的進(jìn)給速度和轉(zhuǎn)速宠蚂。刀具壽命與濕式加工的一樣。只要油的混合和分配得到了精確控制卷芜，零件質(zhì)量就如濕式加工過程中的一樣好甚至要更好夷朽。在最后的分析中，MQL加工提供了一種經(jīng)濟上和生態(tài)上合理的元粹、替代傳統(tǒng)濕式加工過程的方式熄朴。