汽车零件加工中的环保技术--铝件的干式切削加工

摘要:在机械加工领域,一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。其中,对节约能源和减少废物的主要加工方式,即干式、半干式加削加工技术的研究,正在加速进行。在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化,并取得令人满意的效果。但在铝件特别是铝件的孔加工方面,由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化。

在机械加工领域,一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。其中,对节约能源和减少废物的主要加工方式,即干式、半干式加削加工技术的研究,正在加速进行。在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化,并取得令人满意的效果。但在铝件特别是铝件的孔加工方面,由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化,这一问题有待于进一步研究解决,目前铝件的孔加工采用干式加工的实例还不多。

数年前,日本アイシン精机株式会社开始对铝件的半干式切削加工技术进行了研究,其研究成果已在6种产品、7条生产线上使用。本文将该公司的研究成果及实用化实例介绍如下。

环保技术的发展动向

在机械加工领域,有各种各样的环保技术,大体上可分为节约能源、减少废弃物、确保工作环境安全、舒适性三大类。

在节约能源方面有:减少液压管路的阻力而使切削液泵的规格减小和无液压化等。通常情况下,工作中即使泵的额定功率很小,但它消耗的功率一般都很大,特别是切削液所消耗的功率要占总功率的60%以上,因此,前述技术对节约能源是切实有效的。

减少废弃物主要是指减少切削液的废液量。各公司都在致力于切削液的长效化和重复循环使用等技术的开发与应用。在切削液长效化(长寿命化)方面,切削液的合成化是开发的项目之一。由于合成切削液是以化学合成的油剂为基液来使用的,因此,应充分注意它和水的亲和性,能够人为地设计分子量等。由于钙等的金属离子与其它油的混合而导致界面活性剂的恶化,所以油水分离等都是可控制的有利一面；同时也应充分注意对设备的不利影响(如滑动部分润滑液被洗掉及泄漏对电气系统的影响)和废水可处理性。

在确保工作环境安全及舒适性方面,该公司最近正致力于切削液的氯游离化的研究。氯系化合物作为高压润滑油添加剂含在高负荷用切削液中,在高温切削和废油燃烧处理时,可产生剧毒物,因此,氯系切削液已从JIS标准中废除。目前各切削液生产厂家正在进行氯游离化的研究开发,以不断完善与原有切削油性能相同的新型切削液。

干式切削加工技术开发的主要思路

该公司考虑到铝制工件较多,一些孔加工刀具制造厂家和科研机构对干式切削加工技术的开发实例很少,从而决定自行研究开发,把铝件的钻削、攻丝、铰削和镗削加工方法作为研究开发的目标。

在干式切削加工中,选择了润滑、冷却和排屑性能优良的半干式切削加工,雾状切削剂供给方式把外部混合内部供给方式作为研究开发的主要内容。外部混合方式与赫克斯公司等提倡的内部混合方式比较,其可供给的喷雾量少。但作为技术核心的喷雾生成部分开发的自由度大、主轴内部结构不需做大的改动,因此,可在所有制造厂家生产的设备上采用。

关于切削加工效率(进给速度F)和加工精度,目前还处于研究阶段,最终结果是效率和精度应优于湿式切削。该公司是以国内外的标准检查程序为基准来设定目标值。

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