汽車零件加工中的環(huán)保技術

1、汽車零件加工中的環(huán)保技術鋁件的干式切削加工新聞摘要:在機械加工領域，一些保護環(huán)境措施的研究開發(fā)及其成果已得到廣泛應用。其中，對節(jié)約能源和減少廢物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技術的研究，正在加速進行。在銑削加工、齒輪的切齒加工等方面已實用化，并取得令人滿意的效果。但在鋁件特別是鋁件的孔加工方面，由于產(chǎn)生鋁屑粘刀而導致刀具折斷、加工精度惡化，這保護地球環(huán)境是21世紀最優(yōu)先考慮的課題。在機械加工領域，一些保護環(huán)境措施的研究開發(fā)及其成

2、果已得到廣泛應用。其中，對節(jié)約能源和減少廢物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技術的研究，正在加速進行。在銑削加工、齒輪的切齒加工等方面已實用化，并取得令人滿意的效果。但在鋁件特別是鋁件的孔加工方面，由于產(chǎn)生鋁屑粘刀而導致刀具折斷、加工精度惡化，這一問題有待于進一步研究解決，目前鋁件的孔加工采用干式加工的實例還不多。數(shù)年前，日本アイシン精機株式會社開始對鋁件的半干式切削加工技術進行了研究，其研究成果已在6種產(chǎn)品、7條生產(chǎn)線上使用。本

3、文將該公司的研究成果及實用化實例介紹如下。環(huán)保技術的發(fā)展動向環(huán)保技術的發(fā)展動向在機械加工領域，有各種各樣的環(huán)保技術，大體上可分為節(jié)約能源、減少廢棄物、確保工作環(huán)境安全、舒適性三大類。在節(jié)約能源方面有：減少液壓管路的阻力而使切削液泵的規(guī)格減小和無液壓化等。通常情況下，工作中即使泵的額定功率很小，但它消耗的功率一般都很大，特別是切削液所消耗的功率要占總功率的60%以上，因此，前述技術對節(jié)約能源是切實有效的。減少廢棄物主要是指減少切削液的廢液

4、量。各公司都在致力于切削液的長效化和重復循環(huán)使用等技術的開發(fā)與應用。在切削液長效化(長壽命化)方面，切削液的合成化是開發(fā)的項目之一。由于合成切削液是以化學合成的油劑為基液來使用的，因此，應充分注意它和水的親和性，能夠人為地設計分子量等。由于鈣等的金屬離子與其它油的混合而導致界面活性劑的惡化，所以油水分離等都是可控制的有利一面；同時也應充分注意對設備的不利影響(如滑動部分潤滑液被洗掉及泄漏對電氣系統(tǒng)的影響)和廢水可處理性。在確保工作環(huán)境安

5、全及舒適性方面，該公司最近正致力于切削液的氯游離化的研究。氯系化合物作為高壓潤滑油添加劑含在高負荷用切削液中，在高溫切削和廢油燃燒處理時，可產(chǎn)生劇毒物，因此，氯系切削液已從JIS標準中廢除。目前各切削液生產(chǎn)廠家正在進行氯游離化的研究開發(fā)，以不斷完善與原有切削油性能相同的新型切削液。干式切削加工技術開發(fā)的主要思路干式切削加工技術開發(fā)的主要思路該公司考慮到鋁制工件較多，一些孔加工刀具制造廠家和科研機構對干式切削加工技術的開發(fā)實例很少，從而決

6、定自行研究開發(fā)，把鋁件的鉆削、攻絲、鉸削和鏜削加工方法作為研究開發(fā)的目標。形式，根據(jù)不同的切削加工方法，其結構形式也有所不同。采用這樣的結構形式，利用接近、軸移動等非切削時間可使霧狀冷卻劑粘附在鉆溝上，可獲得霧狀冷卻劑的冷卻效果。但應注意的是，如設計不當，就不能獲得充分的冷卻潤滑效果，相反還會出現(xiàn)阻礙切屑的排出。為了確定合理的刀具形狀，對不同的刀具幾何參數(shù)形狀對刀尖溫度的影響進行了調(diào)查，調(diào)查結果表明，橫刃修磨、芯厚和油孔(OH直徑)對鉆

7、尖溫度影響大，其中橫刃修磨的影響最大。盡管橫刃部分的切削性能不好，但修磨成3個前傾面可使切屑排出通暢。由此可知，充分注意切屑的流動性至關重要。對鉆頭進行涂層處理可改善切屑粘刀。涂層材料有很多，但效果好的涂層是DLC(DiamondLikeCarbon)涂層和超微細結晶金剛石涂層(晶粒直徑1μm左右，比普通金剛石涂層表面更光滑)。特別是超微細結晶金剛石涂層的效果更佳，即使F=10000mmmin，也不會產(chǎn)生粘刀。然而這兩種涂層在結合強度、

8、成本等方面還存在一些需解決的難題，有待以后加以解決。由于新增了以上技術(涂層除外)，能夠達到F=6000mmmin的進給速度。由大量生產(chǎn)中鉆頭磨損的評價結果(因工件剛性小，鉆頭長，進給速度有所降低)可知，半干式鉆削磨損小，可實現(xiàn)良好的鉆削效果。3螺紋加工在螺紋加工中，有切削加工法、搓制法和銑制法。下面介紹的是關于螺紋加工的研究開發(fā)實例，其目標是使螺紋加工精度達到JIS2級、牙形優(yōu)于濕式加工的牙形、進給速度F=3000mmmin。螺紋加工

9、的技術課題是控制由于切削性能低下而產(chǎn)生擠裂切削，把擠裂切削將發(fā)生前的牙形放大后觀察，右牙形面的小崩損量比濕式切削大。高速螺紋加工采用螺旋絲錐，其切削刃的工作前角為負前角，切削性能差，在濕式攻絲時沒有問題，但在半干式切削時就有很大影響。因此，用試驗方法對不同螺旋角和前角導致小崩損量的變化情況進行了評價，其結果是螺旋角小、前角大，可大幅度減少崩損量。另外，采用前節(jié)所述的合理的刀具內(nèi)外同時供給噴霧冷卻劑的方法，在盲孔和通孔攻絲時都能得到良好的

10、螺紋牙形。由大量生產(chǎn)加工刀具磨損的評價結果可知，其磨損量比濕式攻絲還小，且螺紋牙形也很好。4鉸削加工下面介紹的是關于一次將大加工余量孔完成鉸削加工的研究開發(fā)實例(直徑2mm左右)，其目標是使孔的表面粗糙度達到3.2Rz，圓度為0.05，進給速度為F=2000mmmin。鉸削加工的技術課題是抑制刀尖和深孔鉸刀導向塊的粘屑。鉸削加工要求獲得高精度的加工質(zhì)量，因此，即使是極小的粘刀，也會影響鉸孔的質(zhì)量。為了抑制切削刃產(chǎn)生粘刀，對鉸刀的螺旋角、