绿色切削中的MQL技术（一）

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　　在机械制造领域，切(磨)削加工中使用的切削液对提高加工效率与加工质量具有重要作用，但切削液在制造、使用、处理和排放的各个时期均会对环境造成严重污染，而在加工过程完成以后，清除零件表面切削液附着物时还会产生所谓的“二次效应”污染。
! E* r2 R: i6 Z3 v9 @) m　　据统计，切削液的使用成本相当昂贵，把切削液和有关设备的费用、能耗费、处理费、人工费、维修费及材料费加在一起达到了全部制造费用的7%～17%，而全部刀具费用仅为总制造费用的2%～4%。
　　1996年，国际标准化协会颁布了关于环境管理的ISO14000系列标准，德国、美国、加拿大和日本等国家也相继制定出更加严格的工业排放标准，进一步限制了切削液的使用。
* x( `& W4 l) R# O" x  g* z　　面对降低生产成本，改善生产条件和可持续发展对环境保护的要求，更迫于有关法律的压力，合理利用制造资源、废弃物少、环境污染小、可进行良性循环的“绿色制造”技术必将会成为21世纪制造领域的主要发展趋势。
　　1绿色加工技术的原理与特点
) [7 V% U& _* ?% P　　人们在寻找替代原有切削液浇注方法的绿色加工技术过程中，进行了多方面有益的尝试，创造出多种具有代表性的切削润滑冷却技术)生物稳定型切削液、喷雾冷却、液氮冷却、低温风冷切削、MQL及干切削等。从优质、高效、经济以及环保的角度出发，上述各种技术各有其自身的特点和优越性。生物稳定型切削液
% \( ~4 J1 h" l　　生物稳定型切削液依靠其配方中所含的特定成分来延长使用寿命，当该特定成分的含量降低后(如排放后)就不具有这种抗菌的功能，很容易被生物所分解，对人体和环境基本无害。生物稳定型切削液在国外已形成系列产品，并已推向中国市场，如Mobilcut系列水溶性切削液、德国ARAL系列切削液、英国嘉士多公司的水溶性切削液。喷雾冷却
2 w- t& j. Q1 F6 @　　喷雾冷却是利用气液两相流体的混合体以高压(3～6个大气压)雾化的方式喷射到加工区，雾化的质点颗粒在切削区的高温作用下发生相变(汽化)，吸收大量的切削热。高速气流中所携带的细小的雾滴容易渗透到切削接触区，改善了切削液的渗透性，降低了摩擦和摩擦热，润滑作用得以充分发挥。与切屑有关的排屑问题也在不同程度上得以消除。另外还省去了切削液的处理费用，减少了环境污染。喷雾冷却常采用的介质有水、乳化液、植物油及动物油等，其中以乳化液应用最广。低温风冷切削
! }8 V7 v. ^. v' G　　低温风冷切削是采用-10～-100℃的冷风强烈冲刷加工区的一种方法。它可以显著均匀地降低加工区、刀具及工件的温度，有效地抑制刀具磨损，提高刀具耐用度，改善已加工表面的加工质量。如果在冷风中供给微量润滑油，则改善效果更加明显。目前常用的介质有空气、氮气(有液氮蒸发后加热到所需温度和常温氮气冷却到所需温度两种方式)和二氧化碳(干冰蒸发)等。液氮冷却
　　液氮冷却加工方法采用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态进行切削加工，利用材料的低温脆性，使其在韧性降低、塑性减小的情况下完成切屑和工件的分离。干切削
; T. ]- y4 Q! h　　干切削是指在切削加工中不使用切削液的工艺方法，它从源头上消除了切削液带来的一系列环境负面效应。
2 s& f4 C* f. Z" M　　干切削技术起源于欧洲，目前在西欧各国也最盛行。美国LeBlond Makino公司也已经开发出用陶瓷刀具和CBN刀具对铸铁进行高速干切削的　　　　“红月牙”工艺并投入实际生产，取得了良好的经济效益。
+ G. F: Q# L" R1 e* o6 Y. F0 ?6 _　　实施干切削，并不是简单地停止切削液的使用，必须要对包括机床、工件特别是刀具在内的整个工艺系统进行全面的考虑。目前出现的各种新型刀具(包括采用先进材料的刀具、进行涂层处理的刀具和优化几何参数与结构的刀具)为干切削的实施提供了有力的保证。刀具材料性质的研究也很有必要，实际上，对于陶瓷刀具来讲，由于干切削降低了热冲击和热疲劳的可能，其加工效果往往优于普通湿切削。
　　干切削的应用在铸铁材料上比较成功，但其范围还不是很广泛，对钢和难加工材料的干切削也正在研究之中。MQL
6 Y( y) e" b- Y$ {7 `　　MQL技术是将压缩气体与极微量润滑液混合汽化后，喷射到加工区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑。在德国，由于人们对它是否同时具有冷却功能还存在意见上的分歧，而分别称之为微量润滑和微量润滑冷却。
! [. U# L5 A6 W　　MQL可以大大减少“刀具-工件”和“刀具-切屑”之间的摩擦，起到抑制温升、降低刀具磨损、防止粘连和提高工件加工质量的作用，使用的润滑液很少，而效果却十分显著，既提高了工效，又不会对环境造成污染。
* M7 A& f# @! p- v) N* F　　MQL法所使用的润滑液用量非常少，一般为0.03～0.2L/h，而一台典型的加工中心在进行湿切削时，切削液用量高达20～100L/min。而且MQL技术只要使用得当，加工后的刀具、工件和切屑都是干燥的，避免了后期的处理，清洁和干净的切屑经过压缩还可以回收使用，完全不污染环境，故又称之为准干式切削。
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