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GUHRING MQL曲轴油道孔钻头
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GUHRING MQL曲轴油道孔钻头

1.MQL引言

  MQL(Minimal Quantity Lubrication)是介于湿切削和完全干切削之间的加工技术;它是将压缩空气与少量切削油混合气化后,再以雾状喷到切削区域,代替目前传统大量浇注切削液的冷却、润滑、防锈以及冲屑等作用。

2.MQL与传统冷却液加工的区别

  在传统机械加工中,冷却液的主要作用:冷却、润滑、清洗与防锈,可延长刀具寿命,保证和提高加工尺寸精度;但是切削液大量使用会增加制造成本,造成工作环境恶化等。

  MQL优点:

  ①MQL所使用的润滑油用量非常少,仅为传统切削液用量的万分之一,制造成本低;
  ②MQL可以根据工况规定润滑的最佳浓度,改善工作环境;
  ③MQL系统简单,体积小,易于安装在各种类型的机床上。

  MQL缺点:

  ①冷却、润滑效果相对冷却液效果差,尤其是对深孔加工
  ②对刀具的要求高。如果刀具设计不合理,或者使用不恰当,容易发生折断;

3.MQL油道孔钻头的使用

  一家外资发动机企业曲轴线,在加工曲轴油道孔是采用的是整体硬质合金深孔麻花钻,冷却方式为MQL,加工设备是西班牙ETXE-TAR卧式加工中心。投产初期的加工统计中发现,该钻头的刀具消耗非常高,工艺要求换刀频次为250件;但是实际统计,能达到换刀频次的只有35%,不能达到换刀频次且异常打刀的部分达到30%;刀具成本非常高,因此解决这一刀具问题显得异常迫切。 

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  曲轴材质为GGG70球磨铸铁,硬度为HB280-300;在加工油道孔时分3把刀完成,第一把刀是立铣刀,在曲面上加工一平面;第二把刀是常规麻花钻,钻油道孔导引孔;第三把刀是深孔麻花钻。所有刀具材料均是硬质合金。

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加工方式(上图)

  深孔麻花钻加工参数:S4400 F765;钻头直径φ5.1mm,总长156,加工孔深98mm。

4.GUHRING对深孔麻花钻的优化

  分析打刀原因:

  ①润滑不良主要体现在刀尖处油雾的喷射量不足,难以取得应有的润滑效果;
  ②过高的切削参数S4400 F765,虽然大大改善加工节拍,但也导致了刀耗升高;
  ③油道孔孔弯曲,直线度偏差大,加工时钻头扭距增大,导致刀具折断。

  GUHRING对深孔麻花钻的优化:

  ①改进MQL深孔钻的内冷孔,按照一定的角度研磨内冷孔出口,这样有利于对整段刃
口,尤其是对靠近外圆处刃口的冷却效果最好;

                   改进前                            改进后
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  ②根据MQL刀柄的特殊要求,改进刀柄尾部做成宽键且呈90゜锥,这样可与MQL刀柄的冷却导管更好配合,使刀刃的冷却效果更加明显;

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  ③采用合适的加工参数;根据现场工况以及加工材料改进加工参数Vc=60m/min,Vf=674mm/min;

  ④ 采用四刃带支撑,提高了钻孔时的刃带导向性,使钻孔的直线度大大提高,圆度也有了很大的改善,提高了加工质量,并有利于减少打刀的现象。

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5.结语

  GUHRING公司根据MQL深孔钻削技术特点及工艺原理,在极为苛刻的工况下,通过对刀具耐心细致的分析、优化,满足了这家企业对刀具更换频次的要求,大大降低了刀耗成本。

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