精密件高速冲压微量润滑解决方案

所属分类：精密件高速冲压——微量润滑解决方案
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发布日期：2023/10/30
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详细介绍

1. 什么是微量润滑系统

微量润滑也叫做至小量润滑，英文为Minimal Quantity Lubrication（MQL)，是一种金属加工的润滑方式，即半干式切削，指将压缩气体(空气、氮气、二氧化碳等)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0.02～0.2.5L/h(传统湿法切削的用量为20～100L/min)，可有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，防止粘结，延长刀具寿命，提高加工表面质量，改善加工环境。

2.微量润滑系统工作原理

压缩空气从接气口进入气压阀，随后通过24V电磁阀流入气体分流阀终将流到喷头，在喷头内部形成负压，抽动油液进入油管（液体粘度不能高于100 mm²/s 20℃和50 mm²/s 40℃），经过24V电磁阀流入液体分流阀终将流入喷头，在喷头内部气液相遇混合雾喷射出微米级液珠，均匀的喷射到加工区域，在刀具和零件表面形成一层雾珠膜，很好的润滑了刀具与工件，减少了摩擦，同时溥雾也快速蒸发带走热量，起到冷却做用。

二、德国HPM微量润滑系统方案

根据现场提供的生产线图片与数据，可以推算出该典型客户目前的润滑方式不能充分润滑不锈钢板金，没有被润滑到的位置会对冲头造成积累性的损伤，时间久了，废品率也会逐渐提升。同时，冲剪油也没有得到充分利用。滴油润滑

滴油系统下冲剪油在板料上的分布概念图

根据现场冲床频率150—400SPM可知冲头每秒冲压次数在2.5—7次之间；冲床每月开机396小时，耗油量为18L，那么单机耗油量约为0.045L/h，自由落体下每滴液体的体积一般是1/20毫升，即0.05mL，则客户滴油系统会产生900滴次/小时油液，即每4秒滴一颗油液；因为该客户产品为手机连接器，属精密电子，那么冲头尺寸应该不会太大，我假设冲头直径为10mm，忽略冲孔间距，根据2.5—7次/秒的冲频可知板材的进给量为25—70mm/秒，所以，每滴润滑油液在板材的间隔在120—280mm之间。这意味着每滴油液之间会存在很大一部分干燥区，即使油液的流动性能够使其逐渐扩散来缩小这一间距，但显然是不可能在冲锻区前达到有效区域的润滑的（目测板材宽度为30mm）。如上图所示，蓝色区域以外的地方都属于干燥区，这样的不锈钢材料直接作用在冲头下，会对模具和冲头造成积累性的损伤。

为了使油液覆盖更均匀，很多冲压生产设备的送料带进料口区域会缠上一圈海绵或棉布，通过吸收传导的方式将油液沾到材料上，这样的润滑措施与滚轴双夹式润滑一样，在一定程度上可以将油液扩散并增大覆盖范围，但是存在以下几点问题：1、油液通过棉布或海绵在传导过程中会将媒介中的微小杂质（灰尘、粉尘）带到材料上，对机床和材料造成污染，模具内残留的杂质多了会对其寿命造成影响；2、海绵或棉布的表面组织不规则，油液在其中的传递也会不规则，导致覆盖在材料上的油液分布不均匀，即有的地方油液过剩，有的地方油液稀少甚至趋近干燥；油液过剩的地方润滑油层较厚，而实际起到润滑作用的仅仅是材料表面非常薄的一层油，过剩的油液通过模具挤压会溢出到模具和冲床机体其它部位，这是浪费掉的油，如没有及时清理，会增加冲轴的负载，并污染工作环境；油液稀薄甚至干燥的地方则会由于润滑成分不足而逐渐升温，高温下材料有极大可能粘刀，不仅直接损伤模具，还会影响生产率。

微量润滑板材概念图

微量润滑系统下润滑液在板料上的分布概念图

喷头喷雾效果图

我司HPM专业技术团队提供的方案一般使用一套标准型TCJ微量润滑系统，控制模块将安置在机床外部，喷头通过导管在不影响冲头工作的前提下尽可能的安置在靠近冲头的位置，使挥发性润滑液充分利用。在前文所介绍的微量润滑原理下，成千上万颗微米级的液滴将充分覆盖板材表面每一处角落，以更加节约的液体用量达到润滑效果（表面蓝色为一层很薄的润滑油雾层）。我们的液体耗量为0.03L/h，可根据机床进刀或开合角度信号实现联动喷雾，实际喷雾时间为机床开机时间的1/2，那么HPM微量润滑系统每月耗油量约为6L，相对该客户原有耗油量节约60%。油品推荐使用HPM个性化液体SURVOS，润滑性能优异，挥发速度快，可做到无残留。

产品应用视频：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTI2NTI4MTg1Mg==.html?from=y1.7-1.2

右图为我司为同类型客户做过的应用案例，图示

为两排喷条对板材进行双面润滑处理。

型号确定：

根据现场设备与加工环境，在与技术人员沟通后，确定TCJ-1标准型系统可以满足润滑需求，设备型号如下：

元件型号	编号	图片
TCJ-1型标准控制系统	55 00 0200.001
HTRB050 喷头	55 00 0040.001
F13MH磁性支架	27 77 8000.001
耐磨损、耐腐蚀导管(2M)	55 00 0000.002	产品应用视频中的气管（蓝色）、液管（白色）
植物性无残留润滑油 SUROVOS Standard	SURVOS-Standard 25L装
5215J冷却枪系统	5215J

安装指导和说明：喷头是通过支架固定的，调节起来比较方便，支架是可以稳定地吸附在设备任何金属部位的。方案中喷头将呈一个与板料30°的角度对其进行覆盖性润滑（如图中椭圆区域所示），系统配有防回流及滴液功能，可以保证油雾即开即喷，且不会浪费或污染加工环境。将喷头安装在这个位置是较大化地利用了我们的无残留润滑液体SURVOS，液体的挥发速度较快，在板料通过整个冲段区域后30 秒内将完全挥发，省去清洗工序。冷却枪与喷头支架一样是通过磁性底座吸附在冲床金属部位上的，调节起来很方便。图示椭圆区域是较佳的冷却区域，这里我们可以将钢材板料在润滑前降低到零下10 摄氏度，使多孔冲头在长时间的工作状态下依然能保持安全温度。

德国HPM公司简介:

德国HPM科技有限公司成立于1945年，位于德国巴登-符腾堡州的明辛根市。60多年以来，HPM公司在微量润滑系统和清洁润滑液科技领域奠定了很高的声望。2009年，HPM公司荣获德国TOP 100. Top-Innovator（德国创新技术奖）。由于采用模块化设计，HPM微量润滑系统可以单独或组合应用于各种场合，无论是液体还是平面抑或三维体。

完全由HPM公司自主研发的微量润滑系统和喷头由于采用高科技设计，可以保证很高的精确性和一致性。因此，即使采用各种不同性能的冷却液也能保证节约和环保。