深孔加工复合喷冷却系统技术方案(1)教学教材.doc

卧式镗铣床绿色切削MQL改造

技

术

方

案

设备名称：OoW129IHP-1

深孔加工复合喷雾冷却系统

2017年７月
东莞安默琳机械制造技术有限公司

该项目为交钥匙工程，所有安装时使用到的配件由乙方自行准备，根据客户所提供的相关信息确认该客户准所要的机床为卧式镗铣床，　达到代替切削液冷却加工、降低费液排放等目标。

1、 客户相关信息

1.1 机床名称：卧式镗铣床
1.2 改造数量：1台
1.3 所采购MQL设备初步计划主要用于钻孔加工。
1.4 常用钻头有:φ6～φ12MM。
15 加工深度:φ6钻头要求最深钻到400～500MM,其它的钻头深度一般不超过400MM。

2、 产品选型及加工方式

根据客户所提供的信息及其它客户使用的经验，建议采用深孔加工复合喷雾冷却系统OoW129IHP-1。该设备主要应用于麻花钻深孔加工、小枪钻深孔加工等孔加工。
因为该机床没有主轴中心出水功能，要通过刀柄外接转刀具内冷却，然后喷射到加工区域；也就是采用外转内的冷却方式。

3、设备环境条件
3.1 电源：交流电220V±10%；频率50Hz±2%
3.2 车间压缩空气：0.5Mpa～0.8Mpa
3.3 环境温度： 0℃～45℃
3.4 相对湿度 ≤95%

4、设备的技术规格及性能

4.1技术规格

进气压力：0.55～1.0 MPa
出气压力 : 0.6～1.2 MPa （正常增压在0.7～0.9 MPa）
进气管径：φ12～16 mm
进气管数量：2 根
出气管径：φ12～16 mm
外形尺寸：800×650×1100 mm （最小尺寸，实际尺寸参阅实物）
总功率：70 W
储油量：5 L
主机储水量：10～20 L
耗气量：300～1000 L/min
耗水量：50～500 ml/h
耗油量：10～50 ml/h
工作方式：压缩空气+油雾+水雾三相混合雾化

4.2 技术原理
42.1 水雾降温切削技术：
利用气液两相流体的混合体以高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汽化相变，吸收大量切削热。喷雾冷却比传统切削液浇注方式的降温效果更为有效。由于切削液雾进入切削区后，吸收切削热后形成汽化中心，微小液滴迅速沸腾、汽化、气泡脱离，并且带动雾滴液体剧烈翻动，使雾滴进一步汽化，带走大量热量，细小水珠产生相变，变成蒸汽，提高了散热能力。传统浇注式冷却，液体很难进入切削加工区，即使少量的液体渗透进人切削区后遇到高温壁面，液体产生层状汽化，这个汽化层把被加热的表面和冷却介质分离，得不到较好的冷却，所以液体浇注冷却仅仅是对流和传导起主要作用。由于气层传热能力较小，因而层状汽化散热能力低于泡状汽化。如果泡状气化再辅以强迫对流来破坏汽化层则可大大提高散热能力。
4.2.2 油雾降温切削技术：
指将压缩气体与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。切削液的用量一般仅为0.03～0.2L/h，通过使用自然降解性高的合成酯类作为润滑剂，使得切削过程的冷却润滑条件大大改善，可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，降低切削力和切削温度，防止粘结，延长刀具寿命，提高加工表面质量。
4.2.3 复合喷雾切削技术
将增压气体、水雾汽化降温与微量润滑降低摩擦三种功能有机结合起来的一种新型的高速切削加工冷却润滑技术，既充分利用增压气体的冷却效果，又充分利用水雾汽化降温和微量润滑的减摩润滑效果，使用效果远远超出三者单独使用，。这种方法从优质、高效、经济以及环保的角度出发，将高速高效切削技术和绿色加工相结合，是一种新的先进制造技术。该技术更适用于加工不锈钢、钛合金等切削温度高、切削难度大的难加工材料。

4.3 工作原理图

4.4 绿色润滑添加剂应具有良好的冷却性和润滑性，可生物降解，大多数情况下，在30天内被分解，无毒无害，对土壤无污染，具有良好的抗腐蚀性，保护刀具、加工工件和工作台不被锈蚀。

4.5 系统的控制：由于机床结构及系统的原因，冷却设备的控制开关采用无线制遥控的方式，在加工时通过无线遥控器的开关来控制设备冷却的开关及其它功能。

5、技术方案

根据其它客户经验所提出的技术要方案：
1. 设备所有涉及的电缆管线都通过机床拖链或立柱边缘进行布置，保证外观整齐洁净、结构安全可靠；
2. MQL主设备放置相对合适的位置；
3. 有低压力报系统警装置；
4. 缺油、缺水系统报警装置；

 6、产品要求预计
1． 设备的外接电源应有外置电源漏电开关（客户可自行准备），所配置的电源为用于220V交流电的空气开关；
2． 根据客户现场情况每台设备配备30～50米电源线（三心线），也可以客户自行准备；
3． 因为要接入两条进气管，根据客户现场要求每台设备配备约50～100米外径16mm的气管；
4． 喷雾输送加装防割烫的金属护套；
5． 根据客户机床现场情况要求是否需备配备一个约6～8米长的圆形自动卷管器，用于主轴工作时可以随意伸缩且不会受影响，所伸出的喷雾管都有防割烫的金属护套；
6． 每台设备都有明确的油量显示，每格刻度要求最大50ml；
7． 每台设备都有明确的水量显示，每格刻度要求最大100ml；
8． 每台设备外置球阀需要有一个箱子装起来。

7、安装方案：
1、 系统主机：设备置于机床立柱一旁，输送管道顺着机床立柱的壁上及拖链拉到主轴的最前端，在最前端安装有复合雾化混配器，及可伸缩的自动卷管器，可便于雾化管道的收放。（如图一、图二所示）
2、 雾化装置及卷管器尽量安装在机床的主轴最前端，离刀架最近的位置，便于不使用冷却管时的拆装，并且与刀架（Z轴）联动。
3、 缺油、缺水系统报警为可移动的报警器，安装在最显眼的位置，便于操作工观察。
4、 所有涉及的电缆管线都会通过机床拖链进行布置，而且保证外观整齐洁净、结构安全可靠：
4.1 油雾输送管路采用特定的输送管。
4.2所有管路都和机床现有拖链一起运动，如现有拖链没有位置安装，也可外置在拖链的外侧。
4.3 混配器有油、水、气三相混合功能，并可以控制喷雾的开关作用，安装在与机床主轴比较近的位置，混配器旁装有盘形伸缩气管，可同步于主轴加工时伸缩移动。（如图二所示)
5、 设备到达客户安装现场后，由供应商负责安装调试，客户安排员工积极配合（包括借用天车或吊车、安全工具等）。
6、 MQL冷却设备到达现场后，供应商提前一周与客户协商停机时间，以便客户安排停机及供应商提前安排工程师到达现场。
7、 供应商安排工程师到现场后与客户协商好可行的安装方案，并在场外做好相关的安装准备工作再向甲方提出正式的停机通知。正常情况下，每台设备安装周期为3～7天。

（图一）

（图二）

8、文件与资料
每台设备提供一套合格证和保修卡，使用说明书三套及电子文档一份。
(包括电气原理图，所有外购件型号及生产商清单，设备机械，液压，非标准件图纸等)

9、售后服务
1、 供应商提供及时和满意售后服务。提供12个月的质量保证服务。
2、 设备终验收合格后在质保期(12个月)内,发生任何非误操作故障和损坏，均由供应商负责修复，失效零件予以免费更换。在质保期过后的维修，供应商将会向客户提供成本服务。
3、 在保修期内如设备出现故障，供应商在接到通知后，2小时内响应，8小时内提出解决方案，24小时内通过通讯方式指导甲方排除故障， 48小时内到达现场进行处理。
4、 质保期后免费技术咨询。
5、 保修期后供应商负责对设备提供维修和服务，费用由客户承担，软件终身免费升级。

10、设备终验收
1、机床终验收在客户现场进行。设备安装、调试以后连续运转10天无故障。
2、设备无“三漏”（漏水、漏油、漏气）现象。
3、其它按技术协议验收。终验收结束后双方签署终验收纪要。
4、所有元件，包括电气、机械、液压件等应有永久性标识。该标识与图纸相符。
5、除冷确喷嘴处，杜决任何形式的漏油漏水，所有管接头，阀，阀座，滤油器，油箱与管接头，泵接口等无渗油渗水，无滴油滴水。
6、设备安装完成后，供应商负责对客户的操作人员和维修人同进行使用，操作，维修等培训。

11、交货期
合同生效2个月内交付设备到客户工厂使用（在商务合同中明确约定）。