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它們被用于冷卻、潤滑和清洗切屑。在切削加工方面，冷卻潤滑油具有不同的目標和任務(wù)，是真正的多面手，它們可以延長工具的使用壽命、優(yōu)化工件表面及切屑處理，因此在經(jīng)濟切削加工中具有關(guān)鍵作用。

良好的冷卻提高切削加工精度

歐洲哈斯自動化公司總經(jīng)理Jen Thing描述了冷卻劑的用途，他說：“冷卻劑可以迅速去除加工點的熱量，以防工具或工件外層構(gòu)造變形，良好的冷卻還有利于提高切削加工的精度，從而可以提高切削加工參數(shù)。”

據(jù)德國聯(lián)邦統(tǒng)計局稱，冷卻潤滑油占加工成本的8%~16%，其中包括冷卻劑的供給和清理，以及機械操作相關(guān)成本。Sandvik Tooling Deutschland公司產(chǎn)品管理和設(shè)計部經(jīng)理Klaus Christoffel博士解釋道，“在一個部件生產(chǎn)的全部成本中，冷卻潤滑油成本所占百分比很大程度上取決于工件、材料、機械及生產(chǎn)理念。在許多案例中，冷卻潤滑油成本均占據(jù)很大比例，以致超過了相稱的工具成本。”

圖1低溫冷卻已經(jīng)準備好推向市場：帶有CO2技術(shù)的Starag銑床主軸

滿液冷卻依舊最為常見

考慮滿液冷卻的充足理由不僅是冷卻劑本身，還在于它在生產(chǎn)中的供給方式和數(shù)量。據(jù)此可以區(qū)分不同的生產(chǎn)觀念。在傳統(tǒng)濕式切削中，工具及工件全部被冷卻潤滑油浸沒。Christoffel說：“這種浸沒冷卻方式依舊是最常用的選擇。”Paul Horn執(zhí)行委員會會員兼首席技術(shù)官Markus Kannwischer解釋說，“那是因為這種方法易于實施，并且對工具和機械沒有特殊要求。”

成本為使用其他潤滑策略提供了強有力的主張，如每加工一小時消耗標準劑量為5~50ml的微量潤滑(MQL)、80bar的高壓冷卻及干式切削。Kannwischer給用戶提出了通用建議：“少即是多：目標內(nèi)冷劑供給在有效冷卻潤滑和切屑處理兩方面的收益都很好。”據(jù)Nahl稱，微量潤滑切削加工尤其適用于大批量生產(chǎn)。由于微量潤滑切削技術(shù)無需一個冷卻潤滑系統(tǒng)(供給和清理)、可以降低能量消耗(無需冷卻液泵)、減少切削處理和回收成本，因此能減少成本。

高壓冷卻備受歡迎

在動力系統(tǒng)應(yīng)用中，Grob決定轉(zhuǎn)向微量潤滑切削技術(shù)。根據(jù)歐洲能量節(jié)約的要求，微量潤滑技術(shù)在歐洲得到廣泛應(yīng)用。Nahl說，“一些全球公司已經(jīng)制定了微量潤滑技術(shù)標準，亞洲和南美公司幾乎全部使用乳化液進行生產(chǎn)。”

高壓冷卻日益凸顯其重要性。通過高壓冷卻，切屑通道不單是浸滿冷卻劑，而是在切屑和刀片之間定向供給高壓冷卻潤滑油。“若冷卻潤滑油不可缺少，則高壓冷卻與協(xié)作供應(yīng)相結(jié)合必然有益”，Sandvik的經(jīng)理Christoffel判斷，他還指出高壓和大流量并非同步，高壓冷卻的體積流量可能會很小。

如果使用冷卻潤滑油，則可采用干式切削加工生產(chǎn)方法，干式切削技術(shù)僅適用少量或不使用冷卻空氣的情況。哈斯提供了兩種解決方案：通過外部自動壓縮空氣供給，恒定的壓縮空氣定向流向切刀以吹走切屑。或者也可以通過主軸供給空氣，在這種情況下，氣流直接與高壓和大體積流量一同穿過工具到切削刃。

使用N2或CO2進行低溫冷卻已探討多年。雖然這種方法有巨大的優(yōu)點，在應(yīng)用后公司生產(chǎn)率可提高到70%，使用壽命提高到100%。但是，目前依然沒有終端客戶使用低溫冷卻進行大批量生產(chǎn)。Walter公司能源業(yè)務(wù)&應(yīng)用開發(fā)分部經(jīng)理Thomas Schaarschmidt說：“目前我們正處于開始投入使用的階段”。

圖2不再需要冷卻潤滑油：只使用壓縮空氣定向穿過主軸工具，到達切削刃

工作安全依舊是未決問題

“在汽車工業(yè)，我們也認識到，如果對低溫冷卻技術(shù)進行適當?shù)厍邢骷庸げ呗哉{(diào)整，低溫冷卻技術(shù)的應(yīng)用將有益于提高特定零件的使用壽命。”這些特定零件可以是結(jié)構(gòu)零件、渦輪葉片及渦輪增壓器。在材料方面，可以看到TiAl6V4、馬氏體、奧氏體不銹鋼及高耐熱鋼鑄件等鈦合金有很大的潛力。

此外，工人自身也沒有考慮過工作安全問題。雖然可以通過適當?shù)膫鞲衅鞅ＷC工人的人身安全，而且主要客戶也經(jīng)常提出該要求，但是仍沒有針對切削加工中CO2的處理問題提出相關(guān)政策。Walter公司的經(jīng)理說：“如今，我們正在與終端客戶、機械制造商、系統(tǒng)供應(yīng)商、氣體供應(yīng)商及將處理工作地點安全和相關(guān)事宜的機構(gòu)共同籌備一項團體項目。”

最終，依舊沒有可用的CO2技術(shù)處理不同的機械制造商問題。所有的客戶都擁有自己的機械，但并不是所有的機械制造商都擁有這項技術(shù)。Schaarschmidt說：“即使在許多情況下可以進行改裝，但是通常會在新購器械時考慮CO2技術(shù)問題”。改裝可能需要額外投入大約5萬歐元的花費。