汽车机械设备的技术改造

孟雅美

摘要：在汽车机械设备制造行业中，准干式切削技术属于重要技术内容，它基于绿色制造概念产生，在欧美许多国家已经被率先应用，为汽车制造行业积累了大量生产改造经验。本文中首先简单探讨了准干式切削技术的基本应用概念、常见的准干式切削技术类型与优势不足，最后探讨了它在汽车机械设备技术改造中的具体实践应用。

Abstract： Quasi dry cutting technology is based on the concept of green manufacturing， it has obvious technical application advantages， it is widely used in many developed countries in Europe and America. This is also due to the huge environmental protection pressure faced by the global manufacturing industry， Therefore， quasi dry cutting has become the top priority in the field of detail manufacturing.

关键词：准干式切削技术;汽车机械设备;技术改造;实践应用

中图分类号：TH186;TH16                              文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）01-0094-02

0  引言

准干式切削技术是基于绿色制造理念所产生的，它的技术应用优势明显，在欧美许多发达国家的汽车机械设备制造生产领域中都有广泛应用。这也是受迫于当前全球制造业所面临的巨大环境保护压力，因此准干式切削已经成为机械加工制造生产领域中的重中之重。

1  准干式切削技术的基本理论内涵

所谓准干式切削技术的关键基础为绿色制造，即“环境意识制造”技术，该技术在综合全面考量环境影响、资源效益的大前提下创造现代制造模式，它的目的是确保产品生产制造从最初的设计、制造、包装、运输、使用到最后的报废处理整个产品生命周期都对环境产生较小副作用影响，有效提升资源利用效率，确保生产制造企业经济效益与社会效益全面提升、协调优化。

就干式切削技术而言，它在加工过程中并不采用任何冷却液进行加工，具体来说就是在切削区内完全不使用任何冷却润滑油加工工艺。而准干式切削技术则主要是介于干式与湿式切削技术二者之间，它属于一种混合型切削技术，它会使用到较少量冷却润滑液，将其较少施用于切削区位置，同时精准喷涂刀具表面固定点位置，所以属于一种高精度局部区域切削技术。

从技术应用层面看，准干式切削技术对于冷却润滑油的需求是微量的，而且它所采用的是标准的植物性润滑油，可充分降解且无任何环境污染影响，总体来说还属于干式切削应用技术领域，不过相比于纯干式切削应用技术，它在工艺应用方面是有所简化的，且其应用成本已经大幅度减少，能够消除加工过程中切削液所带来废液排放、回收等环节，同时也可节约成本。整体来讲，准干式切削技术对于产品基本属性的考量到位，可满足环境目标要求，提高产品基本性能，优化生产能效[1]。

2  准干式切削技术的基本分类与应用优势不足

2.1 基本分类

准干式切削技术主要希望保持切削工作最佳状态，在不缩短刀具寿命、不降低加工表面质量的大前提下，确保切削液用量最少，结合试验、研究、应用完成准干式切削技术应用过程。目前比较常见的准干式切削技术分类就包括了微量油膜附水滴切削技术、液氮冷却润滑切削技术、低温冷风切削技术以及射流冷却润滑技术等等。就以微量油膜附水滴切削技术为例，它可简称为OoW切削液应用技术，该技术中的雾滴会直接落于高温加工表面上，产生汽化中心，在汽化中心中气泡会完全脱离，直接带动雾滴液体剧烈颤动，确保雾滴进一步被汽化，直接将热量带走。在该过程中，细小水滴也会转化为水蒸气，进而达到技术应用所需要的冷却效果[2]。

2.2 应用优势不足

准干切削技术存在应用优势与不足。

其优势保证它能够取代传统冷却润滑方法，具体包含以下几点：第一，它确保省去了冷却润滑液使用环节，且节省大量资源，这代表了在技术应用过程中成本的节缩，且不会对生态环境产生任何污染影响。第二，它不需要进行废液处理。在采用极微量可降解润滑液过程中，它借助压缩空气或冷风进行操作，在加工过程中包括工件、刀具在内的所有物品均保持干燥状态。同时该过程中也取消了废液回收处理程序，大量节约生产成本。第三，由于减少了摩擦过程，所以它可实现高精密级别加工，可进行微米级工件加工操作[3]。第四，生產改造过程中对工艺系统的性能没有太高要求。总体来讲，相比于传统干切削技术，准干式切削技术对冷却润滑工艺进行了简化，系统结构相对简单，且机床设备相对布局简单。

在应用不足方面，客观讲它还无法全面取代传统的冷却与润滑技术。首先它的冷却方式选择存在问题，在雾粒直径控制方面存在偏差，因为当雾粒越小时，它越容易达到刀具切削区，此时再形成微米级微粒就相对困难。另外，在液氮冷却润滑过程中考虑到金属热胀冷缩作用影响，其加工尺寸也会存在误差，此时需要深度分析其液氮易于挥发、传输困难等等问题。而如果是在低温冷风冷却过程中，则必须分析其气态介质动能偏小问题，特别是在流向切削区时，必须对其受切削位置、刀具、机床部位障碍进行分析，降低切削收集难度、减少切削噪音，克服一切外界影响因素[4]。

3  准干式切削技术的基本应用

准干式切削技术在诸多机械设备生产改造方面都有广泛应用，它也是诸如美国、日本、德国等亚欧美发达国家所倡导的重要技术。目前它主要被应用于以下几个方面：

首先是针对常规生产机械设备、汽车、模具等的加工中，它主要采用到了干式加工法配合大多数铸铁、碳钢、合金钢等等材料建立生产改造技术体系。

其次是应用于MQL技术领域，主要包含了铸铁、钢以及铝合金材料的钻孔、铰孔、攻丝加工、铣削等加工领域。准干式切削技术比较适合于高速切削以及强力磨削，专门针对某些加工精度要求较高与难加工材料进行切削处理，例如准干式切削技术实现对小直径深孔的高速加工，同时确保加工过程中中心类机床零件组合面加工到位[5]。

4  汽车机械设备的技术改造中准干式切削技术实践应用案例

汽车机械设备在技术改造中会采用到准干式切削技术，下文结合某案例进行了简单分析。

4.1 案例生产现场状况分析

某汽车机械设备生产现场拥有28台滚齿机，其中有部分插齿机、铣齿机，在加工过程中所产生的油烟未经处理通过集烟管道集中外排。考虑到汽车机械设备周围的油烟颗粒物含量较高、生产作业环境较差、所以急需进行整治治理。针对滚齿机、插齿机与切齿机要采用油冷却设备工件进行加工，考虑到工件本体携带大量切削油，所以在转间过程中需要对切削油的遗撤、滴漏进行分析，避免它们影响现场工作环境。在该案例生产现场，主要采用到了GLEASON600HC、280HC设备实施准干切技术，硬质合金刀条经过一年多的使用，存在一些问题：长时间切削后刀体过热导致刀具寿命降低、加工工件尺寸不稳定且受环境温度影响。通过调研和咨询，决定采用准干切技术来解决滚齿机和切齿机等设备加工的油烟及工件转间过程中遗撒问题，和干切加工中的刀具寿命及尺寸稳定性的问题[6]。

4.2 案例实施情况与数据分析

针对该案例的实施情况与数据进行分析，结合生产现场安装的两台准干式切削设备，分别为255线MAG200滚齿机以及全工序线GLEASON600HC切齿机进行验证，确保环境、加工、费用等方面表现良好，再基于加工质量、成本、环境等等进行对比分析。例如对准干式切削设备以及汽车油霧分离进行对比，其中主要针对数据采集原则、数据采集时间、油且设备等进行对比分析。首先与油切设备进行对比，其中油烟PM2.5颗粒物的含量为999～350μmg/m3，含量在65%以上，如表1。

再看与干切设备进行对比，分析汽车油烟烟雾PM2.5含量从452.3～423.8μmg/m3，含量在6.3%以下。如表2。

最后，还要对汽车机械设备生产改造中的电消耗问题进行分析，了解汽车的油冷却电机与准干切用电实际情况。根据分析结果发现其准干切相比油冷方式耗电量超过90.5%。所以就这一点来看，准干式切削技术还是具有一定技术优势的，它能有效解决生产过程中所面临的部分问题，可以在汽车机械设备生产改造现场进行推广应用[7]。

5  总结

综上所述，当前准干切削加工技术在适应环境性需要发展方面非常到位，特别是在汽车机械设备生产改造领域能够发挥它的绿色制造环保效能，也能发挥它的技术应用多样性特色，确保汽车机械设备生产改造技术应用科学合理，产品质量有所提升。

参考文献：

[1]勤威（天津）工业有限公司.一种汽车制动钳支架加工用复合铣刀：CN201921982657.7[P].2020-08-07.

[2]朱永军.准干式切削技术及其应用[J].装备制造技术，2015（8）：149-150.

[3]沈阳优尼斯智能装备有限公司.一种可编程控制的准干式切削系统：CN201921266337.1[P].2020-05-22.

[4]王艳华.准干式切削在深孔加工中应用的关键技术[J].机电技术，2008，31（1）：33-35.

[5]胡景姝，王宇，盆洪民， 等.干式和准干式切削技术及其刀具材料[J].机械工程师，2006（2）：76-77.

[6]浙江模德石化有限公司.一种用于切削加工的准干式润滑油及其制备方法：CN201610264354.6[P].2016-09-07.

[7]石莉，巩亚东，姜增辉.涂层硬质合金正交车铣TC4钛合金刀具寿命试验分析[J].工具技术，2015，49（7）：15-17.