摘要：傳統的曲軸深斜油孔加工方式存在工序分散、加工成本高和冷卻（què）液耗費大等諸多（duō）弊端，現采用高速臥式加工中心（xīn）來保（bǎo）證工（gōng）序集（jí）中，並應用先進的刀具微量潤滑(Minimal Quantity Lubrication，MQL)加工技術，實現曲軸深斜油孔加工的技術突破，達到提升質量、高效、環保和低成本等生產（chǎn）目標（biāo），符合綠色可持續發展之路。通過曲軸深斜油孔的實際加工，對（duì）MQL的（de）構成及使（shǐ）用條件等進行（háng）深入研究。
   
      關鍵詞：曲（qǔ）軸；深（shēn）斜油孔；微量潤（rùn）滑（huá）加工
   
     0  引言
     
     曲軸深斜油孑L加工是曲軸加工中的難點之一，除了具有深孔加工（gōng）的特點外，還因為孔與孔之間是空間多角度分布，且各（gè）斷麵尺寸、形狀（zhuàng）和剛度均不同，給定位、夾緊、鑽孔及冷卻等工藝帶來（lái）很大難度。
   
     國內汽車製造廠家加工曲軸深斜油孔（kǒng）大多采（cǎi）用如下兩種傳統加工方法：1)通(專)機+麻花鑽刀（dāo）具，分級進給加工，水冷卻刀具；2)專機+槍鑽，以導套導向、高壓水(油)潤滑冷卻刀具。
   
     以上（shàng）加工工藝（yì），工序分散，並行設備較（jiào）多，占地麵積大，效（xiào）率低下，投資成本較高，且汙水(油（yóu）)回收較困難。針對上述問題，可（kě）利用臥式高速加工（gōng）中心（xīn）機床，采用工序集中的方案，並應用微量潤滑技術，即將（jiāng）微量的切削（xuē）油與具有一定壓力的壓縮（suō）空氣混合並霧化，噴射至切削區，對刀（dāo）具與切屑和刀具與工件的接觸界麵進行（háng）有效潤滑，以減少摩擦和防止切屑粘到刀具上，同時也冷卻了加工區（qū）並（bìng）利於排（pái）屑，從（cóng）而顯著地（dì）改善切削加工（gōng）條件。
   
     東風汽車（chē）有限公司設備製造廠應用刀具微量潤滑(Minimal Quantity Lubrication，MQL)加工技術，在自主研發的臥式高速（sù）PM500臥（wò）式加工中心上進行曲軸深斜油孔加工，獲得用戶高度評價。
   
     1 、刀具微量潤滑技術之曲軸
 
     1．1曲（qǔ）軸參數
 
     圖1所示為（wéi）曲軸深斜油孔（kǒng）外觀圖。曲軸（zhóu）材料為S30CMSl；硬度為78—87HRD。
  
     
  
     
  
     1．3新工藝方案
 
     新工藝方案的設（shè）備選用高速臥式加工（gōng）中心，工序集中並（bìng）應（yīng）用先進的刀具微量潤滑技術，配（pèi）置專用的刀（dāo）具，對長徑比較（jiào）大的深油孔，在加工時為連續大進（jìn）給切削，提高加工效率，減少切削液的使用，實現清（qīng）潔生產。
 
     2、項目主要（yào）研究內容與應用（yòng）
 
     MQL技術是在壓縮空氣中混入微米級(油霧半徑<20txm)的無公害油霧，在臥式（shì）加工中心上通過主軸內部及（jí）刀具內孑L噴射至切削區，代替大量切削液，實施對切（qiē）削點冷卻潤滑。霧粒高速供給，增加了潤滑劑的滲（shèn）透性，有利減少刀（dāo）具與（yǔ）工件摩擦，提高（gāo）了刀具壽命與加工表麵質量，同時避免傳統水冷產生淬火效（xiào）應，適當（dāng）的高速加工使得（dé）切削層的破裂點提前（qián）出現，若及（jí）時采取措施，使鐵屑破裂點（diǎn）高溫遠離刀尖，從而保護（hù）刀具。由於潤滑油的用量僅為傳統切削液用量的萬分之一，從而大大降低（dī）了冷卻液成本，減（jiǎn）少了（le）場地（dì）使用和能源需求口!。並使切削區域（yù）外的刀具、工件（jiàn）和切屑保持幹燥（zào），避免了處理廢液的難（nán）題，更（gèng）符合綠色可持續發展之路。
 
     2．1油霧運輸（shū）通道（dào）
 
     微粒油霧與壓縮空氣混合後，通過一定（dìng）的通（tōng）道（dào）到達切削（xuē）區，要求通道要通暢，盡量減少盲區（qū）、渦流，同時防止油霧凝固。在臥（wò）式高速加工中心上主軸通（tōng）道為內置單一（yī）通（tōng）道，因此要求MQL技術有單獨的微量生成裝置（zhì），使油（yóu）氣混合（hé）物粉碎成微粒狀，再由壓縮空氣送入主軸通道，圖2所示（shì）為油霧運輸通道示意圖，油氣混合物通過MQL專用管、球閥、軟管進入主（zhǔ）軸內安裝的拉杆內孔，最後到達主軸安裝刀柄的前錐麵內。
 

                                    圖2油霧運輸通道示意圖
   
     2．2氣源（yuán）
   
     作為運輸微粒油霧的載體，壓縮（suō）空氣必須（xū）要有一（yī）定壓力，壓力範圍為o．5～0．8MPa，壓力值與（yǔ）通道（dào）長短有關，並根據切削情況進行調整，同時壓縮（suō）空氣本身清潔度要高，過（guò）多的水分與雜質會影響微粒油霧的霧（wù）化效果，減小刀具出口油霧的（de）比（bǐ）例，導致刀具加工時（shí）潤滑不充分，直接影響刀具壽命與（yǔ）加工質量，因此具體措施采用工業用（yòng）壓（yā）縮氣體通過過濾器、油（yóu）水分離器以及增壓泵（bèng），過濾精度為5txm，再進入MQL生成裝置。
 
     2．3刀具與輔具（jù）
 
     刀具與輔具的具體要求（qiú）為：1)刀具與輔具內置通道（dào）的結合部須做特殊處理，保證刀輔具端麵緊密接觸。2)刀具應具有優異的耐高（gāo）溫性能，采用大螺旋光滑排屑槽。
 

                                     圖3刀輔具結構
 
     圖3所示為刀輔具結構。從（cóng）圖（tú）3a可知，刀具尾（wěi）部為外錐麵，安裝時（shí）與專用內錐麵密封環配套使用，減少通道盲區，增強油霧（wù）混合體通過性，由圖3b所示，專用密封（fēng）零件用（yòng）螺紋與（yǔ）刀柄連接（jiē），並且螺紋連接塑料密封（fēng）導流管，內有截麵小孑L，保證油（yóu）汽混合（hé）物通過，並（bìng）到達與密封零件配合的刀（dāo）具的錐麵上的內冷孔。特別說明，深油孔加工刀具為帶內冷的塗層硬質合金麻花深孔鑽頭，如圖4所示（shì），其內（nèi）有2條內冷孔。
  
    
   
     2．4油品選擇與用量
 
     MQL技術是否成功，潤滑油的選擇（zé）也相（xiàng）當重要。這是由於切削區高溫高壓（yā），很難形成流體潤滑，因此（cǐ）要求（qiú）潤滑（huá）膜（mó）形成快、表麵附著係（xì）數高(黏度為32～68)且能抑製（zhì）刀具與鐵屑、刀具與工件之間的粘結（jié），同時耐壓耐熱，防止加工時廢油（yóu）霧產生。另外作（zuò）為環保技術體現，潤滑（huá）油（yóu）還盡量（liàng）選用（yòng）無公（gōng）害（hài）、可再生產品。推薦使用（yòng）潤滑油為日本尤希路CM30T，其（qí）粘度為45。潤滑油作為消耗品(其無法回收)，設定、控製好其輸出量，對用戶（hù）控（kòng）製成（chéng）本是有至關重要（yào）的。按油霧生成裝置每分鍾最大噴射60次(60滴)計算，每滴油隻有1／5形成微小霧粒與壓縮空氣混合(其（qí）餘回（huí）歸油箱)，其量約0．006mL，即每分鍾最大消耗0．4mL。(實際加工中，達到穩定優化狀態後，每分鍾噴射次數（shù）一般為30次左右。)按一（yī）天2班製100％開機，1升油（yóu）約可用5天。
   
     3 、結語
   
     經（jīng）過實際使用驗證，MQL技術實現了環保加工，同時提高了加工品質，尤其提高了刀具使（shǐ）用壽命，表2所示為新舊刀具（jù）壽命對比，表3所示為采用槍鑽工藝配（pèi）置與切削參數，如表2、表3所示（shì），經過實際切削刀具壽命（mìng）對比，大大降低了刀具使用（yòng）成本。
 
 
     表2新舊刀具壽命對比

    
  
  
     表3采用MQL技（jì）術的配置與切削參數

    
     
     MQL及配套技術的應用，保（bǎo）證了單台設備能完成所有油孔加工（gōng），廠家投資少、無高壓過濾水係統、刀具（jù）壽命較長且效率提高，可用較高參數的連續切削（xuē），單軸(孔)加工效率提（tí）高約7倍；加工質（zhì）量提升，孔的尺寸精（jīng）度好，表麵質量提高，改善零件性能；環保，采（cǎi）用無公（gōng）害（hài）潤滑油品且（qiě）用量低（dī），油霧少（shǎo）；無汙水、鐵屑幹（gàn）燥，易運輸（shū）。此生產模式（shì）是社會發展追求的必然（rán）模式，有廣泛的推廣應用價值。
   
    後續的技術發展是，現高速PM500臥式加工中心上的（de）電主軸軸承的潤滑可以采用脂潤滑和油霧潤滑，但效果不太（tài）理想，能不（bú）能與MQL技術（shù）共用（yòng）一部（bù）分裝（zhuāng）置，實現定時、定量油氣潤滑。根（gēn）據電主軸受潤滑點的需油量和事先設定（dìng）的工作程序，最後通過油氣分配器的分配，最（zuì）後以一股極（jí）其精細（xì）的連續油滴流噴射到電主軸內各潤滑點。