ICS25.010 J30 中华人民共和国国家标准 GB/T31210.1—2014 绿 色制造 亚干式切削 第1部分:通用技术要求 Greenmanufacturing—Neardrycutting— Part1:Generalrequirements 2014-09-03发布 2015-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T31210《绿色制造 亚干式切削》分为2个部分: ———第1部分:通用技术要求; ———第2部分:微量润滑系统技术要求。 本部分为GB/T31210的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由全国绿色制造技术标准化技术委员会(SAC/TC337)提出并归口。 本部分主要起草单位:中机生产力促进中心、重庆成田低温加工技术有限公司、江苏科技大学、佛山 市顺德区质量技术监督标准与编码所、东莞市安默琳节能环保技术有限公司、上海金兆节能科技有限公 司、重庆大学。 本部分主要起草人:奚道云、张昌义、任家隆、李军生、熊伟强、吴启东、曹华军、孙婷婷。 ⅠGB/T31210.1—2014 绿色制造 亚干式切削 第1部分:通用技术要求 1 范围 GB/T31210的本部分规定了亚干式切削一般要求及亚干式切削机床、刀具、微量冷却润滑介质及 工件要求。 本部分适用于金属材料的亚干式切削。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T9061 金属切削机床 通用技术条件 GB15760 金属切削机床 安全防护通用技术条件 GB/T16769 金属切削机床 噪声声压级测量方法 GB/T23573 金属切削机床 粉尘浓度的测量方法 GB/T23574 金属切削机床 油雾浓度的测量方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 亚干式切削[准干式切削] neardrycutting 借助一定技术方法,只使用少量冷却润滑剂,对切削区实施润滑、冷却或保护的切削技术。 注:改写GB/T28612—2012,定义3.2.15。 3.2 微量冷却润滑介质[微量润滑介质] minimumquantitycoolinglubricatingmedium 将微量冷却润滑剂(以下简称微量润滑剂)注入具有一定压力的气流中喷射形成的雾化物。 注1:冷却润滑剂并非仅指油基与水基切削液、润滑油,而是泛指具有冷却及润滑作用、能用于亚干式切削的物质, 如切削液或纳米粉等。 注2:气流泛指空气或保护气(如二氧化碳或氮气等)。 3.3 微量润滑切削 MQLcutting 在切削加工中,将微量润滑介质射入切削区,对切削区实施润滑和冷却的切削技术。 3.4 低温微量润滑切削 cryogenicMQLcutting 将专用装置制冷后的低温微量润滑介质射入切削区,对切削区实施低温润滑和冷却的切削技术。 1GB/T31210.1—2014 3.5 同管喷射法 onetubespraymethod 将气体与微量润滑剂共同注入并通过同一通道,射入切削区或其他发热区域,实施润滑和冷却的 方法。 3.6 异管喷射法 differenttubespraymethod 将低温气体与微量润滑剂分别注入不同的通道,同时射入切削区或其他发热区域,实施润滑和冷却 的方法。 3.7 内冷喷射法 internalcoolingspraymethod 通过设置在刀具、刀体、刀柄或辅助工具内的通道,将微量润滑介质射入切削区或发热区域,实施润 滑和冷却的方法。 4 一般要求 4.1 在亚干式切削过程中,应采取安全防护措施,防止切屑、工件、刀具或微量润滑雾化器及喷射组件 飞出或干涉。 4.2 亚干式切削生产场所的大气粉尘浓度应不大于3mg/m3,粉尘浓度的测量按GB/T23573的规定 进行;油雾浓度应不大于0.5mg/m3,油雾浓度的测量按GB/T23574的规定进行。 4.3 在亚干式切削过程中,低温微量润滑介质的工作温度,一般控制在-40℃~-5℃为宜;制冷系统 的工作温度一般应比低温微量润滑介质工作温度低5℃~10℃;特殊要求时,可以使用更低工作温度。 4.4 在亚干式切削过程中,需要进行低温工作时,相关部位应采取绝热保护措施。防止人体直接或长 时间接触低温部位造成伤害。 5 亚干式切削机床要求 5.1 亚干式切削机床应符合GB/T9061、GB/T16769的规定。 5.2 机床结构应具有良好的排屑性能、热平衡性能和散热性能。 5.3 机床防护应满足GB15760有关要求。 5.4 机床在需要进行低温工作时,应便于设置温度检测、温度显示、温度调整仪器,相关部位应便于采 取保温防霜措施。 5.5 机床应尽量减少、简化换刀时微量润滑雾化器及喷射器组件的调整工作,对频繁换刀的机床,应使 用自动定点喷射或自动跟踪喷射机构。 5.6 在亚干式切削机床的操作区,应具有开停微量润滑与冷却系统的功能,必要时,应该具备与机床操 作和报警系统同步的功能。 5.7 切削时,微量润滑介质应喷向切削发热最集中的区域。 6 刀具要求 6.1 刀具总体要求 亚干式切削刀具应具有耐磨性、耐冲击性、良好的高温和低温条件下工作的适应性,刀具结构要有 2GB/T31210.1—2014 利于断屑、排屑,有利于微量润滑介质向切削区的喷射。 6.2 刀具结构要求 6.2.1 亚干式切削刀具结构应有利于降低切削力和减少摩擦,刀具几何形状要有利于切削热的扩散。 6.2.2 亚干式切削刀具结构应有利于微量润滑介质顺利喷入切削区,封闭式切削时宜采用便于实施内 冷喷射法的刀具结构。 6.2.3 亚干式切削时刀具设计应有利于减少刀具与切屑的接触面积,有利于断屑、排屑和防止积屑瘤 的生成。 6.3 耐用度要求 在同等条件下,亚干式切削刀具耐用度应高于干式切削,不低于传统浇注式切削,必要时可采用直 觉优化法、试验优化法和模拟优化法等方法进行刀具参数优化。试验优化法评定刀具耐用度可参照 GB/T16461进行。 6.4 常用刀具及特性 亚干式切削常用刀具可参照GB/T28614要求选用,并满足金属切削刀具相关标准要求。 7 亚干式切削微量润滑介质要求 7.1 总体要求 7.1.1 亚干式切削微量润滑系统应保证工作时微量润滑剂供给的连续性、均匀性和可控性。 7.1.2 微量润滑介质中微量润滑剂的粒度尺寸大小应不影响零件的加工精度。 7.1.3 亚干式切削的气源压力宜控制在0.2MPa以上,根据亚干式切削工艺条件不同,微量润滑介质 的工作流量也应有所优化,一般工作流量不小于0.3Nm3/min。 注:“N”指标准状态(温度为20℃,压力为0.101MPa,相对湿度为65%)。 7.2 微量润滑介质喷射 7.2.1 亚干式切削时微量润滑介质的喷射,一般使用同管喷射法、异管喷射法和内冷喷射法。 7.2.2 亚干式切削工作系统微量润滑雾化器的喷射口应靠近切削区,根据亚干式切削工艺条件不同, 微量润滑雾化器的喷射口相对于刀具前刀面的射流方向(入射角)、微量润滑雾化器的喷射口与刀具切 削刃的距离(靶距)也应进行优化,一般车削入射角在30°左右、靶距在15mm~70mm的范围内为宜。 7.2.3 亚干式切削时可以同时向气流中注入两种(或两种以上)微量润滑剂,实现复合雾化喷射。 7.2.4 当压缩气源为保护气体时,加工场所应具备良好的通风条件,必要时可封闭切削工艺区域并回 收气体。 7.3 不同切削方式所需的微量润滑介质用量参考范围 微量润滑介质的压力、流量及其中所含微量润滑剂的浓度受被加工材料的理化与力学性能、加工参 数及加工方式等因素影响,切削温度高时微量润滑介质的压力和流量应增大,反之则应减少。不同切削 方式所需的微量润滑剂用量参见附录A。 7.4 微量润滑剂 7.4.1 亚干式切削使用的微量润滑剂应和其所处的工艺条件相适应,宜使用无公害或公害较小的植物 3GB/T31210.1—2014 性微量润滑剂。 7.4.2 低温微量润滑切削使用同管喷射法、内冷喷射法和复合雾化喷射法时,应使用耐低温微量润 滑剂。 8 工件要求 8.1 工件材质、加工方法与可切削性能 常用金属材料亚干式切削性能参见附录B。 8.2 工件夹持要求 亚干式切削工件在机床上的定位夹持应牢固、安全,与机床连接可靠。 9 亚干式切削加工工艺参数确定原则 实施亚干式切削前,应该根据工件材质、加工技术要求、机床、刀具、辅助工艺方法、微量润滑介质喷 射方式等进行可切削性能评估,必要时需进行切削参数优化试验,最终确定加工工艺参数。 4GB/T31210.1—2014