高速精密加工的博弈战
阅读2443次
您的位置:切削技术首页>技术专题>切削液>高速精密加工的博弈战
点击此处:以获得带文本搜索器的该文页面
在高速精密加工中,导轨润滑在机床整机中的作用非常关键,导轨润滑油的摩擦控制不良、稳定性差、或基础油和添加剂配方不均衡都有可能导致机械加工精度下降,并最终导致机床生产效率的丧失。
机械加工设备中,机床导轨起到导向及支承作用,其精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有着最为直接的影响。在高速精密加工中,导轨润滑在机床整机中的作用非常关键,导轨润滑油的摩擦控制不良、稳定性差、或基础油和添加剂配方不均衡都有可能导致机械加工精度下降,并最终导致机床生产效率的丧失。因此,为满足当今机床精密加工的润滑要求,现代导轨润滑油的首要任务那就是——“击溃”粘滑现象于无形之中!
图1 辛辛那提Lamb摩擦实验(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
图2 SKC摩擦计(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
图3 达姆施塔特钻机测试(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)

锁定目标:认清机床加工精密性的“隐形杀手”

粘滑(也称为“爬行”)现象是由于静摩擦和动摩擦的不断交替出现而引起的,当静摩擦超过动摩擦,且整个系统中存在着一定程度的弹性时,粘滑现象就会发生。由于机床导轨的负荷及速度变化很大,并且总是处于渐进式运动状态,因此容易产生边界润滑、甚至是混合润滑,从而时常导致粘滑现象的产生。
对于机床上的导轨来说,粘滑有可能使得导轨上物体以及所附带的工件或工具不均匀和稳定地移动,可以说是造成机械加工的精度下降、工件质量受损、生产效率低下的“第一杀手”。为此,如果要让机械加工变得更为稳定顺畅,除了减少摩擦这个主要功能之外,现代导轨润滑油应把“粘滑”现象作为首要消除的目标。为克服粘滑(爬行)现象,应选用含有特别摩擦改进剂的润滑油,以便对摩擦状况进行更好的控制,改善润滑。
现代机床及其导轨设计对润滑油都提出了更高的要求:机床速度及荷载的提升以及对机械加工精度的更高要求,使得导轨润滑油也变得更加先进、全面。此外,材料品种越来越多,不同材料间(如金属与塑料间)的摩擦状况不同,也意味着对于润滑的需求不同。

自我认知:深谙导轨润滑油的摩擦特性

俗话说,知己知彼,百战不殆。随着现代机床润滑需求的越发严苛,除了关注导轨润滑油的抗摩擦属性及摩擦改进剂的应用,机械加工企业还必须深知导轨润滑油的摩擦特性,比如静摩擦和动摩擦特征,以及润滑油在不同导轨材料上所产生的效果,从而正确选择最佳导轨润滑油。如此一来,不仅能使导轨油的性能得以全面发挥,更能帮助其在不同工况下遏止“粘滑”现象。
对于导轨润滑油的摩擦特性测试,可以通过以下一系列摩擦试验来进行评估:

辛辛那提Lamb摩擦实验

在该试验中,静摩擦与动摩擦的比率预先设定。要避免粘滑现象发生,该比率值不得超过1。比率越小,就意味着启动更容易,从停止状态转换到运动状态的过程也更顺畅。辛辛那提机械公司将该试验室中的静动摩擦比最高设在0.8。

SKC摩擦计

SKC摩擦计策是能确定钢与钢接触以及钢与SKC3材料(一种特别的塑料)接触时的摩擦情况。摩擦计测得的数值越小,意味着启动更容易,粘滑的可能性越低。

达姆施塔特钻机测试

德国达姆施塔特大学采用了一套完整规模的机床系统来模拟真实生活中的机床操作。该系统能测试在不同速度和荷载情况下,润滑油在各种导轨材料及结构上的应用效果,从而辨别出不同润滑油配方的品质差异。右图反映的就是一款润滑油在钢与钢的接触面上呈现出良好的性能,但在钢和塑料接触面上的效果就不尽人意,理想的润滑油应该在不同材质、不同机床速度下都能呈现良好的效果,减少摩擦以及粘滑现象的发生。

高速精密加工的关键:导轨润滑油平衡配方全面击溃“粘滑”现象

在衡量导轨润滑油的主要性能指标中,热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、以及抗极压性与抗磨损性都是极为重要的,然而随着时间的推移,具有平衡配方的导轨油及其高稳定性能够使得精密加工维持较小的误差值,也因此成为了全面击溃“粘滑”现象的核心力量。
在要求精确度小于1微米的机械加工中,机床导轨的设计通常采用非金属或塑料涂层的传统方式,并且这种高精度操作往往也要求机床需要高速运行。在这类应用中,机械加工企业在选择导轨润滑油时,除了考虑其抗摩擦特性之外,更应注意该导轨油是否拥有实现基础油和添加剂之间的良好平衡方案。
以美孚产品为例,美孚威达™数字系列、美孚威格力™1400系列导轨润滑油在高速精密加工应用中表现卓越,能满足大多数机床导轨及滑槽应用,已获得广泛机床设备生产商的认可。该系列导轨润滑油拥有低摩擦属性,能有助于消除重负荷导轨和垂直式导轨的粘滑现象,帮助现代高生产率机床在最低停车率的条件下实现要求的工件生产质量合格率,而其出色的抗磨性能更能有效控制部件磨损和延长设备寿命,帮助企业实现高效生产;并且其平衡配方方案拥有卓越的抗氧化性和热稳定性,有助于提高机床清洁度、减少频繁维护服务。
本文作者:美孚
上载于:2015-8-3 17:24:57

声明: 切削技术网站刊载此文不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息。

发给好友 收藏 投稿给我们 打印本页

切削技术微信



本文微信分享码

沪ICP备05002856号 不良信息举报
谷歌搜索
本站:
全网:

本页链接

日本刀具增长但受高速钢刀具拖…
2017年前9月美国刀具消费…
2017年10月日本机床总订…
2017年前9月美国金切机床…
2017年第三季度德国机床工…
瓦尔特正在扩大切槽刀具的产品…
第44届世界技能大赛后记
采用伊斯卡螺纹刀具,成本更低…
伊斯卡盘式变形金刚立铣刀头用…