汽車機械設備的技術改造

孟雅美

摘要：在汽車機械設備制造行業中，準干式切削技術屬于重要技術內容，它基于綠色制造概念產生，在歐美許多國家已經被率先應用，為汽車制造行業積累了大量生產改造經驗。本文中首先簡單探討了準干式切削技術的基本應用概念、常見的準干式切削技術類型與優勢不足，最后探討了它在汽車機械設備技術改造中的具體實踐應用。

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.

關鍵詞：準干式切削技術;汽車機械設備;技術改造;實踐應用

中圖分類號：TH186;TH16? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0094-02

0? 引言

準干式切削技術是基于綠色制造理念所產生的，它的技術應用優勢明顯，在歐美許多發達國家的汽車機械設備制造生產領域中都有廣泛應用。這也是受迫于當前全球制造業所面臨的巨大環境保護壓力，因此準干式切削已經成為機械加工制造生產領域中的重中之重。

1? 準干式切削技術的基本理論內涵

所謂準干式切削技術的關鍵基礎為綠色制造，即“環境意識制造”技術，該技術在綜合全面考量環境影響、資源效益的大前提下創造現代制造模式，它的目的是確保產品生產制造從最初的設計、制造、包裝、運輸、使用到最后的報廢處理整個產品生命周期都對環境產生較小副作用影響，有效提升資源利用效率，確保生產制造企業經濟效益與社會效益全面提升、協調優化。

就干式切削技術而言，它在加工過程中并不采用任何冷卻液進行加工，具體來說就是在切削區內完全不使用任何冷卻潤滑油加工工藝。而準干式切削技術則主要是介于干式與濕式切削技術二者之間，它屬于一種混合型切削技術，它會使用到較少量冷卻潤滑液，將其較少施用于切削區位置，同時精準噴涂刀具表面固定點位置，所以屬于一種高精度局部區域切削技術。

從技術應用層面看，準干式切削技術對于冷卻潤滑油的需求是微量的，而且它所采用的是標準的植物性潤滑油，可充分降解且無任何環境污染影響，總體來說還屬于干式切削應用技術領域，不過相比于純干式切削應用技術，它在工藝應用方面是有所簡化的，且其應用成本已經大幅度減少，能夠消除加工過程中切削液所帶來廢液排放、回收等環節，同時也可節約成本。整體來講，準干式切削技術對于產品基本屬性的考量到位，可滿足環境目標要求，提高產品基本性能，優化生產能效[1]。

2? 準干式切削技術的基本分類與應用優勢不足

2.1 基本分類

準干式切削技術主要希望保持切削工作最佳狀態，在不縮短刀具壽命、不降低加工表面質量的大前提下，確保切削液用量最少，結合試驗、研究、應用完成準干式切削技術應用過程。目前比較常見的準干式切削技術分類就包括了微量油膜附水滴切削技術、液氮冷卻潤滑切削技術、低溫冷風切削技術以及射流冷卻潤滑技術等等。就以微量油膜附水滴切削技術為例，它可簡稱為OoW切削液應用技術，該技術中的霧滴會直接落于高溫加工表面上，產生汽化中心，在汽化中心中氣泡會完全脫離，直接帶動霧滴液體劇烈顫動，確保霧滴進一步被汽化，直接將熱量帶走。在該過程中，細小水滴也會轉化為水蒸氣，進而達到技術應用所需要的冷卻效果[2]。

2.2 應用優勢不足

準干切削技術存在應用優勢與不足。

其優勢保證它能夠取代傳統冷卻潤滑方法，具體包含以下幾點：第一，它確保省去了冷卻潤滑液使用環節，且節省大量資源，這代表了在技術應用過程中成本的節縮，且不會對生態環境產生任何污染影響。第二，它不需要進行廢液處理。在采用極微量可降解潤滑液過程中，它借助壓縮空氣或冷風進行操作，在加工過程中包括工件、刀具在內的所有物品均保持干燥狀態。同時該過程中也取消了廢液回收處理程序，大量節約生產成本。第三，由于減少了摩擦過程，所以它可實現高精密級別加工，可進行微米級工件加工操作[3]。第四，生產改造過程中對工藝系統的性能沒有太高要求。總體來講，相比于傳統干切削技術，準干式切削技術對冷卻潤滑工藝進行了簡化，系統結構相對簡單，且機床設備相對布局簡單。

在應用不足方面，客觀講它還無法全面取代傳統的冷卻與潤滑技術。首先它的冷卻方式選擇存在問題，在霧粒直徑控制方面存在偏差，因為當霧粒越小時，它越容易達到刀具切削區，此時再形成微米級微粒就相對困難。另外，在液氮冷卻潤滑過程中考慮到金屬熱脹冷縮作用影響，其加工尺寸也會存在誤差，此時需要深度分析其液氮易于揮發、傳輸困難等等問題。而如果是在低溫冷風冷卻過程中，則必須分析其氣態介質動能偏小問題，特別是在流向切削區時，必須對其受切削位置、刀具、機床部位障礙進行分析，降低切削收集難度、減少切削噪音，克服一切外界影響因素[4]。

3? 準干式切削技術的基本應用

準干式切削技術在諸多機械設備生產改造方面都有廣泛應用，它也是諸如美國、日本、德國等亞歐美發達國家所倡導的重要技術。目前它主要被應用于以下幾個方面：

首先是針對常規生產機械設備、汽車、模具等的加工中，它主要采用到了干式加工法配合大多數鑄鐵、碳鋼、合金鋼等等材料建立生產改造技術體系。

其次是應用于MQL技術領域，主要包含了鑄鐵、鋼以及鋁合金材料的鉆孔、鉸孔、攻絲加工、銑削等加工領域。準干式切削技術比較適合于高速切削以及強力磨削，專門針對某些加工精度要求較高與難加工材料進行切削處理，例如準干式切削技術實現對小直徑深孔的高速加工，同時確保加工過程中中心類機床零件組合面加工到位[5]。

4? 汽車機械設備的技術改造中準干式切削技術實踐應用案例

汽車機械設備在技術改造中會采用到準干式切削技術，下文結合某案例進行了簡單分析。

4.1 案例生產現場狀況分析

某汽車機械設備生產現場擁有28臺滾齒機，其中有部分插齒機、銑齒機，在加工過程中所產生的油煙未經處理通過集煙管道集中外排。考慮到汽車機械設備周圍的油煙顆粒物含量較高、生產作業環境較差、所以急需進行整治治理。針對滾齒機、插齒機與切齒機要采用油冷卻設備工件進行加工，考慮到工件本體攜帶大量切削油，所以在轉間過程中需要對切削油的遺撤、滴漏進行分析，避免它們影響現場工作環境。在該案例生產現場，主要采用到了GLEASON600HC、280HC設備實施準干切技術，硬質合金刀條經過一年多的使用，存在一些問題：長時間切削后刀體過熱導致刀具壽命降低、加工工件尺寸不穩定且受環境溫度影響。通過調研和咨詢，決定采用準干切技術來解決滾齒機和切齒機等設備加工的油煙及工件轉間過程中遺撒問題，和干切加工中的刀具壽命及尺寸穩定性的問題[6]。

4.2 案例實施情況與數據分析

針對該案例的實施情況與數據進行分析，結合生產現場安裝的兩臺準干式切削設備，分別為255線MAG200滾齒機以及全工序線GLEASON600HC切齒機進行驗證，確保環境、加工、費用等方面表現良好，再基于加工質量、成本、環境等等進行對比分析。例如對準干式切削設備以及汽車油霧分離進行對比，其中主要針對數據采集原則、數據采集時間、油且設備等進行對比分析。首先與油切設備進行對比，其中油煙PM2.5顆粒物的含量為999～350μmg/m3，含量在65%以上，如表1。

再看與干切設備進行對比，分析汽車油煙煙霧PM2.5含量從452.3～423.8μmg/m3，含量在6.3%以下。如表2。

最后，還要對汽車機械設備生產改造中的電消耗問題進行分析，了解汽車的油冷卻電機與準干切用電實際情況。根據分析結果發現其準干切相比油冷方式耗電量超過90.5%。所以就這一點來看，準干式切削技術還是具有一定技術優勢的，它能有效解決生產過程中所面臨的部分問題，可以在汽車機械設備生產改造現場進行推廣應用[7]。

5? 總結

綜上所述，當前準干切削加工技術在適應環境性需要發展方面非常到位，特別是在汽車機械設備生產改造領域能夠發揮它的綠色制造環保效能，也能發揮它的技術應用多樣性特色，確保汽車機械設備生產改造技術應用科學合理，產品質量有所提升。

參考文獻：

[1]勤威（天津）工業有限公司.一種汽車制動鉗支架加工用復合銑刀：CN201921982657.7[P].2020-08-07.

[2]朱永軍.準干式切削技術及其應用[J].裝備制造技術，2015（8）：149-150.

[3]沈陽優尼斯智能裝備有限公司.一種可編程控制的準干式切削系統：CN201921266337.1[P].2020-05-22.

[4]王艷華.準干式切削在深孔加工中應用的關鍵技術[J].機電技術，2008，31（1）：33-35.

[5]胡景姝，王宇，盆洪民， 等.干式和準干式切削技術及其刀具材料[J].機械工程師，2006（2）：76-77.

[6]浙江模德石化有限公司.一種用于切削加工的準干式潤滑油及其制備方法：CN201610264354.6[P].2016-09-07.

[7]石莉，鞏亞東，姜增輝.涂層硬質合金正交車銑TC4鈦合金刀具壽命試驗分析[J].工具技術，2015，49（7）：15-17.