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我們一直都通過在散熱器中填充冷卻液而保持轎車冷卻。在制造業中也適合實施同樣的預處理，其中經常采用冷卻液來解決機床、刀具和工件熱穩定性問題，同時還用它來排屑。但是冷卻液是否對每個加工過程都一樣是必須的？

在一個加工過程的壽命周期操作成本中，冷卻液成本大約占15%。這種成本不斷上升。它包括與采購、過濾、分離、處置以及EPA（美國*）記錄保存等有關的成本。冷卻液處置的成本已經高出其初始成本，并且這種成本還在繼續上升。對于冷卻液的使用、處置和勞動保護，人們正在醞釀甚至更加嚴格的法規。因此，濕式加工中的冷卻液是一個嚴峻的經濟問題。一種可選項，即采用“zui少量潤滑劑”加工，或稱MQL，正作為一種節省成本和符合環保要求的選項而替代某些濕加工過程。

MQL可以大大降低冷卻液成本，同時保護工人和環境。它還可以改善刀具壽命和表面粗糙度 — 盡管刀具壽命通常是應用濕加工方式所考慮的原因。MQL可以保證更好的壽命，原因有二:（1）對于給定操作可以規定潤滑的*濃度，（2）消除切削液中懸浮的硅粒子污染。

MQL加工過程適合鑄鐵，也適合鋁加工。存在的挑戰（所有都在下面介紹）包括精密控制潤滑劑混合系統、維持熱穩定性、選擇合適的切削刀具和排屑等。

潤滑劑的控制

對所配置的潤滑劑量進行控制是很重要的，因為不同的過程需要不同的潤滑量。例如，銑削是一種表面操作，它需要zui少量潤滑。深孔鉆削是一種需要不同潤滑水準的操作。而對于攻絲和螺紋切削操作需要第三等級的潤滑，因為其表面壓力高。

MQL混合系統的目的是提供量的懸浮微粒。也就是說，懸浮微粒的直徑被保持到公差范圍內以保持*加濕和潤滑屬性。在針對MQL設計的機床中，潤滑性可以用零件程序中改變懸浮微粒的量和持續時間的參數加以控制。早期以這種方式采用油氣混合物的嘗試失敗了，因為在高速情況下會出現油氣分離現象。但是，新的系統已經被證明在維持潤滑性方面如濕加工一樣有效。一個實例是Cross Hüller的“Specht Duo”，一種建造用于濕式或MQL操作的兩主軸CNC生產模塊，其中帶有精密分配系統。這種分配系統被集成在電主軸外罩中。

在設計采用MQL的機床中，分配系統集成在主軸中。

由CNC程序來控制提供精密潤滑劑量的分配閥。潤滑劑與空氣混合以形成所需要的氣/油懸浮粒子混合物。然后，它通過刀具中的導管進給到切削刃上。由于懸浮粒子的產生點和切削面之間距離短，因此可以對特定加工過程和切削刀具實現和維持*冷卻和潤滑條件。當主軸從一個加工孔位置快移到另一個時，懸浮粒子關閉。這就避免了在工件和機床表面的油積聚現象，減少了操作員清理機床的必要性。由于用MQL系統產生的切屑基本保持干燥，消除了費時又費錢的冷卻液回收操作。

硅污染

除了控制潤滑性外，MQL還通過消除懸浮在冷卻液中的磨蝕性硅粒子而提高了刀具壽命和表面粗糙度。鋁工件包括大約13%的硅，這種硅會降低刀具壽命和導致表面粗糙度很差。微細鋁/硅粒子有可能懸浮在濕的加工冷卻液中。盡管過濾系統濾掉了40 mm的粒子，但小于40 mm的粒子會穿過系統而與冷卻液一起重新循環。

MQL的熱穩定性

在應用MQL時，維護熱穩定性和零件公差的策略包括減少引發的熱量以及對熱增長的補償等。

熱的控制是MQL中需要考慮的一個重要方面，該過程可能需要重新設計以實現這一點。當用MQL方式加工圖示轉向節時，在加工前先對零件進行隔離直到它充分冷卻為止。

通過改變加工工序的順序可以減少熱效應。在濕加工操作中，零件通常是先粗加工然后精加工。槽和腔體的粗加工，連同螺紋和攻絲工序都是在過程的早期進行的，然后進行精加工。但是在MQL加工中，粗加工被減少到使零件疲勞的程度。在零件熱處理前進行精加工。一般地，具有緊密定位公差的軸承孔和榫釘孔將在過程的較早階段進行精加工。然后，其他在完成精加工后進行的工序不受熱侵蝕的影響，諸如鉆削和攻絲等。

有一種相關的MQL策略是隔離來料直至其溫度穩定為止。鋁輪轉向節的加工過程提供了這方面一個實例。對于該過程，零件直接來自一個鄰近的鑄造廠。用一個溫度測頭測量來件的溫度。如果溫度太高，則零件排隊隔離，直至它們足夠冷卻適合加工為止。一旦轉向節達到了所需要的溫度，就用機器人將它們裝到機床中進行切削操作。

如果庫存量太小，不好隔離零件，則可選方式是對某特定零件開發一個專有溫度補償算法。之所以需要零件特定算法是因為復雜的零件在加熱后可能不會均勻膨脹。在一個實例中，對一個汽缸頭進行了人工加熱以確定它的膨脹情況。從該試驗開發了一個檢查表，并將它包含在零件程序中。基于由測頭測定的溫度，在所加工的特征所處的位置上進行了自動補償。

切削刀具

用于銑削、鉆削、攻絲、精加工凸輪孔和精加工閥座及導桿的MQL過程都需要在切削刀具中帶有潤滑導管。借助該導管，零件程序所規定的懸浮粒子潤滑劑可以達到刀具的切削刃上。

隨著懸浮粒子被泵入刀具的導管中，任何通道直徑的突然變化或者盲端都將阻止懸浮粒子的自由流動。懸浮粒子將對自己重新分級為較大的油珠，從而失去懸浮粒子的潤滑性。

因此，MQL加工中使用的切削刀具必須包括一個過渡段來支持MQL從主軸往刀具的流動。導管的路徑（其分支以及方向的變化）必須有利于潤滑劑流動，而導管出口的位置要確保潤滑劑到達了刀具的切削刃上。

排屑

存在大量不用冷卻液而排屑的技術。例如，帶陡角的不銹鋼切屑排出裝置可以消除切屑巢現象；真空系統可以回收細霧和灰塵；切屑傳送器可以將切屑從機床上排出。機床的污染采用一個響應性的混合系統加以控制。這樣就可以免掉人工清理粘在機床壁上切屑的必要。

MQL的實施

免掉加工中冷卻液產生了與熱、刀具壽命以及排屑等相關的挑戰，但是某些系統和策略卻可以滿足這些挑戰的需要。不用冷卻液的散熱需要采用不同的方式來處理零件。還需要采用潤滑劑導管的非標刀具（以及高性能涂層和耐熱材料）。同時還必須采用排屑系統。

此外，MQL的*實施需要利用適當設計的機床。這樣的一臺機床可以允許使用如在濕式加工過程中相同的進給速度和轉速。刀具壽命與濕式加工的一樣。只要油的混合和分配得到了控制，零件質量就如濕式加工過程中的一樣好甚至要更好。在zui后的分析中，MQL加工提供了一種經濟上和生態上合理的、替代傳統濕式加工過程的方式