高速精密加工的博弈战,且看导轨润滑油如何“击溃”粘滑现象于无形之中

高速精密加工的博弈战,且看导轨润滑油如何“击溃”粘滑现象于无形之中  

2018/4/4

润滑油小贴士

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高速精密加工的博弈战,

且看导轨润滑油如何击溃粘滑现象于无形之中

机械加工设备中,机床导轨起到导向及支承作用,其精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有着最为直接的影响。在高速精密加工中,导轨润滑在机床整机中的作用非常关键,导轨润滑油的摩擦控制不良、稳定性差、或基础油和添加剂配方不均衡都有可能导致机械加工精度下降,并最终导致机床生产效率的丧失。因此,为满足当今机床精密加工的润滑要求,现代导轨润滑油的首要任务那就是——“击溃粘滑现象于无形之中!

锁定目标:认清机床加工精密性的隐形杀手

粘滑(也称为爬行)现象是由于静摩擦和动摩擦的不断交替出现而引起的,当静摩擦超过动摩擦,且整个系统中存在着一定程度的弹性时,粘滑现象就会发生。由于机床导轨的负荷及速度变化很大,并且总是处于渐进式运动状态,因此容易产生边界润滑、甚至是混合润滑,从而时常导致粘滑现象的产生。

对于机床上的导轨来说,粘滑有可能使得导轨上物体以及所附带的工件或工具不均匀和稳定地移动,可以说是造成机械加工的精度下降、工件质量受损、生产效率低下的第一杀手。为此,如果要让机械加工变得更为稳定顺畅,除了减少摩擦这个主要功能之外,现代导轨润滑油应把粘滑现象作为首要消除的目标。为克服粘滑(爬行)现象,应选用含有特别摩擦改进剂的润滑油,以便对摩擦状况进行更好的控制,改善润滑。

现代机床及其导轨设计对润滑油都提出了更高的要求:机床速度及荷载的提升以及对机械加工精度的更高要求,使得导轨润滑油也变得更加先进、全面。此外,材料品种越来越多,不同材料间(如金属与塑料间)的摩擦状况不同,也意味着对于润滑的需求不同。

自我认知:深谙导轨润滑油的摩擦特性

俗话说,知己知彼,百战不殆。随着现代机床润滑需求的越发严苛,除了关注导轨润滑油的抗摩擦属性及摩擦改进剂的应用,机械加工企业还必须深知导轨润滑油的摩擦特性,比如静摩擦和动摩擦特征,以及润滑油在不同导轨材料上所产生的效果,从而正确选择最佳导轨润滑油。如此一来,不仅能使导轨油的性能得以全面发挥,更能帮助其在不同工况下遏止粘滑现象。

对于导轨润滑油的摩擦特性测试,可以通过以下一系列摩擦试验来进行评估:

辛辛那提Lamb摩擦实验
在该试验中,静摩擦与动摩擦的比率预先设定。要避免粘滑现象发生,该比率值不得超过1。比率越小,就意味着启动更容易,从停止状态转换到运动状态的过程也更顺畅。辛辛那提机械公司将该试验室中的静动摩擦比最高设在0.8

Friction ratio

SKC摩擦计
SKC
摩擦计策是能确定钢与钢接触以及钢与SKC3材料(一种特别的塑料)接触时的摩擦情况。摩擦计测得的数值越小,意味着启动更容易,粘滑的可能性越低。

Steele test

达姆施塔特钻机测试
德国达姆施塔特大学采用了一套完整规模的机床系统来模拟真实生活中的机床操作。该系统能测试在不同速度和荷载情况下,润滑油在各种导轨材料及结构上的应用效果,从而辨别出不同润滑油配方的品质差异。右图反映的就是一款润滑油在钢与钢的接触面上呈现出良好的性能,但在钢和塑料接触面上的效果就不尽人意,理想的润滑油应该在不同材质、不同机床速度下都能呈现良好的效果,减少摩擦以及粘滑现象的发生。

Metal test

高速精密加工的关键:导轨润滑油平衡配方全面击溃粘滑现象

在衡量导轨润滑油的主要性能指标中,热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、以及抗极压性与抗磨损性都是极为重要的,然而随着时间的推移,具有平衡配方的导轨油及其高稳定性能够使得精密加工维持较小的误差值,也因此成为了全面击溃粘滑现象的核心力量。

在要求精确度小于1微米的机械加工中,机床导轨的设计通常采用非金属或塑料涂层的传统方式,并且这种高精度操作往往也要求机床需要高速运行。在这类应用中,机械加工企业在选择导轨润滑油时,除了考虑其抗摩擦特性之外,更应注意该导轨油是否拥有实现基础油和添加剂之间的良好平衡方案。

以美孚产品为例,美孚威达数字系列、美孚威格力1400系列导轨润滑油在高速精密加工应用中表现卓越,能满足大多数机床导轨及滑槽应用,已获得广泛机床设备生产商的认可。该系列导轨润滑油拥有低摩擦属性,能有助于消除重负荷导轨和垂直式导轨的粘滑现象,帮助现代高生产率机床在最低停车率的条件下实现要求的工件生产质量合格率,而其出色的抗磨性能更能有效控制部件磨损和延长设备寿命,帮助企业实现高效生产;并且其平衡配方方案拥有卓越的抗氧化性和热稳定性,有助于提高机床清洁度、减少频繁维护服务。

深圳亿和模具拥有近40CNC加工中心,在其导轨投产初期,由于使用的导轨油粘附性及防爬行性能差,造成加工产品不合格率偏高。埃克森美孚工程师对工厂所有数控机床进行了详细的现场调查和分析,根据其导轨润滑的要求及特点,为企业制定了一系列的润滑解决方案,不仅帮助企业改善导轨润滑状况,更是帮助其达到高效、环保、安全的生产,每年节省人民币73,0001 

 

 

 1 该业绩证明所引用的数据和结果是基于埃克森美孚对特定用户使用有关美孚产品的测试和分析,并经该特定用户确认。该润滑油产品的实际应用效果对不同的用户可能由于设备的种类、运行条件和环境、保养情况等的不同而有所差异

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