微量润滑加工（MQL加工）及其应用

　　MQL加工是基于改善环境的最终目标而发展起来的加工方式，虽然其在铣削和车削作业中还未能体现出明显的优势，但在深孔加工等方面，MQL加工却有着非常好的加工效果，而且更加环保和经济。

　　改善环境的加工方式

　　在改善车间现场加工环境的课题中，在提高生产率和降低成本的同时，营造一个保证工人身心健康的工作环境也是至关重要的工作。

　　众多机加企业的加工现场都存在着由于噪声、粉尘及因使用切削液而对工人健康造成危害的问题，其中冷却液的雾状微粒对工人的健康威胁最为巨大。现在，由于高速加工设备的应用越来越多以及在不断提高生产率的过程中大量使用强力切削液，环境污染问题更加严重，成本也在增加，这些问题得到了人们的更多关注。

　　为了有效地解决上述问题，人们试图采用干式加工的方式进行切削，但由于干式切削容易出现刀具使用寿命短、工件表面光洁度差、工件热变形、高温状态下处理铁屑的危险性以及会产生大量粉尘等众多问题，最终未能成功大量应用。由此，人们便开始关注其他一些更环保的加工方式或者接近干式加工的方式，比如使用对人体无害的植物油切削液进行加工，或者使用微量供给切削液的加工方式。后者就是备受关注的“MQL加工”方式，即微量润滑加工，也被称作“喷雾加工”或“半干式加工”。

　　MQL加工是基于改善环境的最终目标而发展起来的加工方式，仅使用很少的切削液，这在很大程度上影响了刀具的使用寿命。但在很多场合下，使用MQL加工不仅更加环保，而且可以获得理想的切削效果，同时，刀具的使用寿命仍能达到令人比较满意的结果，那么，MQL加工就不失为一种合适的加工选择。

　　适用MQL加工的范围

　　1.高温下的高速加工

　　在进行高于正常加工温度（700～800℃）的高速加工时，若使用切削液，反而会降低刀具的使用寿命，这种情况下可以考虑采用MQL加工的方式。在刀具寿命方面，虽然干式切削更为有利，但若要解决高温产生的其它问题以及要获得一定的表面光洁度时，应考虑采用MQL加工。

　　众所周知，在加工过程中使用切削液通常是有利于切削的，但在一般钢件的高速加工时，刀具的刃部将产生接近900～1000℃的高温，此时若供给切削液，切削液内部的水分在未到达高温状态下的刃部之前已瞬间汽化，丧失了冷却的作用，即使偶尔到达切削刃部的切削液也将会造成对刃部的热冲击，对刃部产生均热现象，因此也会影响刀具的使用寿命。这样的现象在进行容易产生热量的高温合金等原材料的低速加工时也时常出现，这种状况下采用MQL加工方式更为有利。

　　2.热差别较大的工件加工

　　正常情况下，断续车削或铣削热差别较大的工件时，一般可采用干式切削，因为在断续切削的过程中，使用切削液将加剧刃部的温度变化，容易使刀具产生裂纹，干式切削则可以避免这个问题，但干式切削过程中往往会带来热变形现象和表面光洁度差等现象，显然，MQL加工更为有利。

　　3.小直径工件上的深孔加工

　　在小直径的工件上进行深孔加工时，MQL加工可以获得最佳的效果。以往，这种深孔加工一般采用硬质合金枪钻或高速钢钻头，通常钢件的切削速度为25～60m/min，每转进给为0.05～0.08mm，因此不得不进行间断性的切削，生产效率非常低，而且因机床转速不够或切屑液压力低（0.5～1MPa）、钻头刚性不足等问题导致排屑能力差。当然，现在，随着机床主轴转速的提高，使用硬质合金钻头时切削速度可以达到100m/min以上，切削液的供给压力也已增至5～8MPa的高压状态，排屑已经变得很容易。

　　在进行小而深的孔加工时，若使用内部构造为MQL供应系统的硬质合金钻头，在加工时进行适当的冷却将利于切削，同时，切削产生的适当大小的铁屑将在高压雾汽的作用下排屑，因此在不进行间断性切削的情况下，也能非常有效地进行加工。

　　在一般情况下使用细长钻头时，不单是刀具的刚性不足不利于排屑，狭窄的排屑槽也不利于快速排屑，容易出现挤屑现象，从而造成扭力加大导致刀具断裂，因此，用于MQL加工的钻头应在结构上有着优越的刚性，另外，其刃部的设计上应大限度地降低切削阻力，同时，为了利于排屑，排屑槽应进行光滑处理。

　　当然，硬质合金材料的刀具应保持非常均衡的排屑槽间距和钢性。在这种情况下制造出来的钻头用于MQL加工，切削速度可达到80～150m/min，每转进给可达到0.15～0.2mm，并且无须进行间断性加工。这样，不但延长了刀具的使用寿命，而且可以显著提高生产效率。

　　结语

　　综上所述，MQL加工是以改善工作环境为目的建立起来的，与传统的使用切削液的加工方式相比，在刀具寿命上存在着一定的差距，因此，其在铣削和车削作业中还未能体现出明显的优势，但在深孔加工等方面，MQL加工却有着非常好的加工效果，而且更加环保和经济，因此，其使用范围将不断扩大。

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