深孔钻加工常见问题的解决方案

深孔钻加工常见问题的解决 【首席技术支持  赖永智；整理校对  张艳雷  技术指导 总工程师  张刚、张杰； 】 【出于对客户的尊重及隐私保密，文中案例所涉及公司名称及油品牌号全部隐去】 摘要：深孔钻 工艺分析；当前匹配油品常见问题及相应对策；硫化添加剂的筛选 关键词：“四球机-线性理论”；深孔钻切削油；非活性；硫化脂肪酸酯；硫化猪油；硫化烯烃； 在现代机械加工中，通常把加工 孔深与孔径之比 大于6的孔称为深孔。深孔钻切削力分布均匀，分屑、断屑性能好，钻削平稳可靠，钻削出的深孔直线性好，是机加工发展中不可忽略的一环。 一、加工工艺分析 深孔钻削加工时,散热和排屑困难，且因钻杆细长而刚性差，易产生弯曲和振动。一般都要借助压力冷却系统解决冷却和排屑，如果润滑冷却介质选用不当，则很容易出现以下问题： 1. 烟雾大 2. 排屑不顺畅 3. 钻头磨损快 市场上深孔钻切削油种类繁多，和传统切削油相比，配方基本一样，只是粘度上有所区别。面对这些问题，我们只要科学的分析各个工艺的加工特点，清晰的了解氯、磷、硫三大极压抗磨添加剂的作用机理，就能够做到在金属加工各工艺中扬长避短、准确运用。 深孔钻削虽然属于切削工艺，但和传统切削又有所不同，在实践当中发现：传统切削在加工时，多把刀具同时工作，各个进程的扭矩不同。而深孔钻削在加工初期，钻头和工件一接触，压力就达到2000N左右，温度瞬时增高，要求所选油品粘度要低，渗透性要好，冷却性要好、排屑要顺畅；加工结束时压力大约在4000N左右，如果所选油品的极压值（PD）低于4000N或者油品中极压剂释放速度慢的话，那么冒烟、钻头磨损快就是必然的了，所以选择的极压剂只要粘度低、极压抗磨性高，运用“亿达渤润-线性理论”①，检测油品在2000N—4000N这个 关键作用区间 能否迅速释放就可以了。 二、添加剂的选择 随着金属加工工艺不断的发展，硫化极压抗磨添加剂在金属加工油领域的主导地位越来越明显，可满足深孔钻工艺要求的硫化极压抗磨添加剂并不多见。亿达渤润石化经过大量的四球数据分析、多年的一线操作经验积累以及终端使用客户的良好反馈，确定YD-3015（硫化脂肪酸酯）是调和深孔钻切削油最理想、最有效的硫化添加剂。 深孔钻加工工艺，选用 国标石蜡基 基础油，YD-3015只需添加4%~7%（与所选基础油的“感受性”②有关，），粘度调整到10~15③（40℃为准），不需再复配其他极压抗磨添加剂，足以满足生产。 附图是以YD-3015调和的深孔钻切削油和某进口品牌深孔钻切削油（2000N---4000N关键作用区间）的四球数据图 YD-3015  6% + 汉地阳光  70N  余量 这个波动是四球形成磨斑时，四球机液压系统自动补偿实验力；磨斑形成后，实验力回复恒定，曲线也就趋于平稳。 摩擦力：12,5 磨斑：0.8mm 1.5s以前，油品的物理油膜承受了2000N的力，1.5s—4.5s这个区间物理油膜失效而化学油膜尚未完全形成，这个波动是整个润滑过程最为薄弱的环节，也是磨斑形成的阶段，4.5s以后，硫化膜形成，曲线平稳 此压力下，摩擦系数、摩擦力不再显示，曲线平稳，四球一接触，就达到了硫的释放条件，化学保护膜迅速形成 磨斑：0.95mm 随压力、温度增大，硫的释放越来越明显，此处波动越小，时间越短说明油品性能越好 磨斑：1.12mm 某进口品牌深孔钻切削油 2000N的压力下，摩擦力曲线先有一个小的峰值，随即再次上升，说明当前的温度达不到油品中有效成分完全释放的条件，摩擦力持续上升，以便积聚足够的温度，直到实验结束，摩擦力都保持上升的趋势，说明有效成分还未完全释放，磨斑主要是在这个阶段形成的; 平均摩擦力：15.496N； 峰值：20N 磨斑：0.99mm 此压力下，曲线平稳，四球一接触，就达到了硫的释放条件，化学保护膜迅速形成 平均摩擦力：20.268N 磨斑：1.24mm 随压力、温度增大，硫的释放越来越明显，此处波动越小，时间越短说明油品性能越好 磨斑：1.31mm 实验力 2000N 3000N 4000N YD-3015 磨斑/摩擦力 0.8mm（12.5N） 0.95 mm 1.12 mm 某品牌深孔钻油品 磨斑/摩擦力 0.99mm（15.496N） 1.24mm（20.268N） 1.31 mm 三、 亿达渤润石化从油品使用者的角度出发，总结出了 深孔钻切削油 的配方体系，颠覆了原有深孔钻切削油的配伍方案，最终被广大调和企业及终端客户认同并采用，帮助大家达成了降本提效的目标。并制定了相关 深孔钻切削油的质量检测标准，此标准对整个金属加工行业发展具有重要的指导意义，是油品开发、油品质量提升、加工效率提高的标杆。 备注: ① “亿达渤润-线性理论”在《润滑油品导购》 2015年第四期<“亿达渤润-线性理论” 在金属加工油领域的重要意义>一文中有详细介绍。 ②感受性：基础油与添加剂、添加剂与添加剂分别复配后，起到增效或减效的作用。 ---在《润滑油品导购》 2015年第三期“金属加工油 之 油溶性差的问题及其解决方法”一文中有相关介绍。 ③ 最终深孔钻油品的粘度要根据实际工件的加工孔径进行调整，孔径越小，粘度越小；孔径越大，粘度适当增大。                                 ---沧州市亿达渤润石化有限公司