冷卻潤滑的案例
干冰替代切削液，狼真的來了！
單純冷卻無法解決潤滑問題；超低溫冷卻對機床、刀具、工件造成許多未知的傷害；空氣中的水分被液氮冷凝，結露、結冰，使機床、刀具、工件生銹的問題無法避免。這些都是液氮切削亟待解決的問題。
我們真的不一樣！不信您試試？
磁力泵的傳動原理與結構特點
磁力泵的軸承采用被輸送的介質進行潤滑冷卻，鼓磁力泵一般嚴禁空載運行。
磁力傳動泵結構圖
四、結構特點
1.永磁體
由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45－400℃)，矯頑力高，磁場方向具有很好的各向異性，在同極相接近時也不會發生退磁現象，是一種很好的磁場源。
2.隔離套
在采用金屬隔離套時，隔離套處于一個正弦交變的磁場中，在垂直于磁力線方向的截面上感應出渦電流并轉化成熱量。渦流的表達式為：。其中Pe－渦流；K—常數；n—泵的額定轉速；T－磁傳動力矩；F－隔套內的壓力；D－隔套內徑；一材料的電阻率；—材料的抗拉強度。當泵設計好后，n、T是工況給定的，要降低渦流只能從F、D、 、 等方面考慮。選用高電阻率、高強度的非金屬材料制作隔離套，在降低渦流方面效果十分明顯。
3.冷卻潤滑液流量的控制
泵運轉時，必須用少量的液體對內磁轉子與隔離套之間的環隙區域和滑動軸承的摩擦副進行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設計流量的2%-3%，內磁轉子與隔離套之間的環隙區域由于渦流而產生高熱量。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時，將導致介質溫度高于永磁體的工作溫度，使內磁轉子逐步失去磁性，使磁力傳動器失效。當介質為水或水基液時，可使環隙區域的溫升維持在3-5℃；當介質為烴或油時，可使環隙區域的溫升維持在5-8℃。
4.滑動軸承
磁力泵滑動軸承的材料有浸漬石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑動軸承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨脹系數小，所以軸承間隙不得過小，以免發生抱軸事故。
展開 模具加工 減少缺陷的七大技巧！
2、合理使用冷卻潤滑液，發揮冷卻、洗滌、潤滑的三大作用，保持冷卻潤滑清潔，從而控制磨削熱在允許范圍內，以防止工件熱變形。改善磨削時的冷卻條件，如采用浸油砂輪或內冷卻砂輪等措施。將切削液引入砂輪的中心，切削液可直接進入磨削區，發揮有效的冷卻作用，防止工件表面燒傷。
3、將熱處理后的淬火應力降低到最低限度，因為淬火應力、網狀碳化組織在磨削力的作用下，組織產生相變極易使工件產生裂紋。對于高精度模具為了消除磨削的殘余應力，在磨削后應進行低溫時效處理以提高韌性。
4、消除磨削應力也可將模具在260～315℃鹽浴中浸1.5 min，然后在30℃油中冷卻，這樣硬度可下降1HRC，殘留應力降低40%~65%。
5、對于尺寸公差在0.01 mm以內的精密模具的精密磨削要注意環境溫度的影響，要求恒溫磨削。由計算可知，300mm長的鋼件，溫差3℃時，材料有10.8μm左右的變化，(10.8=1.2×3×3，每100mm變形量1.2μm/℃)，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響。
6、采用電解磨削加工，改善模具制造精度和表面質量。電解磨削時，砂輪刮除氧化膜:而不是磨削金屬，因而磨削力小，磨削熱也小，不會產生磨削毛刺、裂紋、燒傷等現象，一般表面粗糙度可優于Ra0.16μm；另外,砂輪的磨損置小,如磨削硬質合金，碳化硅砂輪磨損量大約為磨削掉的硬質合金重量的400%～600%,用電解磨削時，砂輪的磨損量只有硬質合金磨除量的50%～100%。
7、合理選擇磨削用量，采用徑向進給量較小的精磨方法甚至精細磨削。如適當減少徑向進給量及砂輪速度、增大軸向進給量，使砂輪與工件接觸面積減少，散熱條件得到改善，從而有效地控制表層溫度的提高。
展開 工業切削液正確使用指南：高效適配與長效運維技巧
科學使用切削液需貫穿 “選型精準、配比規范、維護及時” 的原則，結合具體加工工況動態調整，才能最大化發揮其潤滑冷卻功效，保障生產高效穩定運行。
Motor-CAD— 新能源驅動電機快速設計與優化工具
- 電驅動系統潤滑冷卻詳細設計與驗證
Motor-CAD具有豐富的CAE接口，可結合其他專業軟件，構建電驅動系統的虛擬仿真環境，共同實現電驅動系統潤滑冷卻的詳細設計與性能評估。
聯合傳動系統軟件Romax，完成電機及傳動機構的各自潤滑冷卻系統的解耦設計，并進行電驅動潤滑冷卻系統損耗和溫升特性等指標仿真模擬。
耦合各專業三維有限元分析軟件，實現電驅動潤滑冷卻方案的精細化評估。無縫集成電磁模塊Maxwell、熱模塊AEDT Thermal，流體模塊Fluent，進一步實現電機冷卻系統的溫度場三維仿真和精確量化。
基于臺架測試數據，對上述模型精度進行評估和標定。基于標定后的模型，開展參數靈敏度分析和魯棒性分析，充分考慮各類加工、裝配誤差等產生的影響，確保潤滑冷卻方案的可靠性
展開 軋機潤滑基礎知識
冶金設備的潤滑具有許多特殊問題，特別是現代大型成套設備，自動化程度高，需要承受帶沖擊性的重負荷，工作溫度高及運動速度高，有些露天作業設備在惡劣環境條件下作業，具有多粉塵、潮濕的作業，易于腐蝕。對設備潤滑提出了較高的要求。
一、軋鋼機對潤滑的要求
1、軋鋼機軋鋼機的主要設備包括軋鋼機工作機座、萬向接軸及其平衡裝置、齒輪機座、主聯軸器、減速機、電動機聯軸器和電動機以及前后卷取機、開卷機等。
2、軋鋼機對潤滑的要求
①、干油潤滑
如熱帶鋼連軋機中爐子的輸入輥道、推鋼機、出料機、立輥、機座、軋機輥道、軋機工作輥、軋機壓下裝置、萬向接軸和支架、切頭機、活套、導板、輸出輥道、翻卷機、卷取機、清洗機、翻錠機、剪切機、圓盤剪、碎邊機、垛板機等都用干油潤滑。
②、稀油循環潤滑
如寶鋼2030五機架冷連軋機為例，帶鋼冷卻與潤滑的乳液系統和給油系統的開卷機、五機架、送料輥、滾動剪、導輥、轉向輥和卷取機、齒輪軸、平整機等的設備潤滑；各機架的油膜軸承系統等。
③、高速高精度軋機的軸承，用油霧潤滑和油氣潤滑。
3、軋鋼機工藝潤滑冷卻常用介質
在軋鋼過程中，為了減小軋輥與軋材之間的摩擦力，降低軋制力和功率消耗，使軋材易于延伸，控制軋制溫度，提高軋制產品質量，必須在軋輥和軋材接觸面間加入工藝潤滑冷卻介質。
對軋鋼機工藝潤滑冷卻介質的基本要求有：①適當的油性；②良好的冷卻能力；③良好的抗氧化安定性、防銹性和理化穩定性；④過濾性能好；⑤對軋輥和制品表面有良好的沖洗清潔作用；⑥對冷軋帶鋼的退火性能好；⑦不損害人體健康；⑧易于獲得油源，成本低。
二、軋鋼機常用潤滑系統簡介
1、稀油和干油集中潤滑系統
由于各種軋鋼機結構對潤滑的要求有很大差別，故在軋鋼機上采用了不同的潤滑系統和方法。
展開 工業切削液的常見種類與應用特點
切削液作為金屬切削加工中不可或缺的配套介質，主要承擔潤滑、冷卻、清洗、防銹四大核心功能，直接影響加工精度、刀具壽命與生產效率。
在工業生產中，切削液通常根據成分、配方與使用場景分為四大主流類型，不同種類適配不同加工工藝與材料需求，滿足多樣化機械加工場景。
乳化型切削液是應用最廣泛的基礎品類，由基礎油、乳化劑、防銹劑等調配而成，使用時以水稀釋形成乳白色乳化液。其優勢在于冷卻與潤滑性能均衡，成本親民，適配車削、銑削、鉆孔等常規加工工藝，多用于普通碳鋼、鑄鐵等黑色金屬加工。但乳化液含油量較高，在高溫高負荷工況下易滋生細菌，出現變質發臭、使用壽命較短等問題，需要定期維護與更換。
半合成切削液也被稱為微乳切削液，兼顧乳化液與全合成產品的優點。它含油量較低，通過特殊配方實現油相與水相穩定融合，稀釋后呈半透明狀。相比乳化液，半合成切削液清潔性更強、防銹性能更優，不易發臭變質，換油周期明顯延長。同時，它具備良好的潤滑與冷卻能力，適配 CNC 加工中心、數控車床等精密加工設備，可用于鋁合金、不銹鋼等多種金屬材料，是目前工業加工中的主流選擇。
全合成切削液完全不含礦物油，由水溶性潤滑劑、防銹劑、清洗劑等化工組分復配而成，稀釋后為透明液體。該類切削液冷卻性能突出，清潔度高、使用壽命長，不易變質，環保性與穩定性優異。全合成切削液適合高速切削、磨削等對冷卻要求極高的工藝，廣泛應用于光學玻璃、電子陶瓷、硬質合金等精密研磨加工，也適用于對清潔度有嚴格要求的高端機械加工場景。
防銹切削液是側重防銹功能的專用型產品，在基礎配方中強化了防銹添加劑比例，除滿足潤滑冷卻需求外，能有效防止加工工件與設備銹蝕。這類切削液多用于潮濕環境下的金屬加工，或對防銹周期有較長要求的工序，可減少工序間防銹處理成本，提升加工成品合格率。
展開 【技術貼】AVL CRUISE M整車能量管理應用流程
第二步：動力總成熱管理系統建模
動力總成熱管理系統主要包括以下四部分：
1）發動機熱管理系統，AVL CRUIS M支持搭建發動機冷卻潤滑回路，模擬流經發動機水套的高溫冷卻液通過散熱器與環境實現熱量交換，低溫下實現快速暖機，冬天實現對客艙進行加熱；
2）變速箱熱管理系統：搭建包括油泵，潤滑油路等，模擬潤滑油對變速器進行冷卻；
3）電池熱管理系統：搭建電池水冷板和冷卻液回路，模擬高溫下chiller與制冷劑回路換熱，通過冷板對電池進行溫度控制；低溫下，通過熱泵或者PTC對冷卻液進行加熱，從而通過冷板對電池進行加熱，使其工作在較為合適的溫度范圍內；
4）電機熱管理系統：建立包括油泵的油冷回路，或者冷卻液回路，通過換熱器與外部環境或者其他回路進行換熱，從而控制電機的工作溫度。
純電動車的熱管理對續航影響更為明顯，上圖為電池熱管理系統，主要包括兩部分，右側為電池的水冷板建模，左側為電池的冷卻回路建模。可以基于需求，搭建不同詳細程度的模型，電芯級、模組級以及整包級，來模擬電池內部的熱管理回路，從而實現電池溫度監測和控制。
AVL CRUISE M支持從三維CFD模型轉為1D詳細的熱網絡模型，不僅能夠提高一維熱管理模型建模效率，而且能夠提高模型精度。
對于電機熱網絡模型，同樣支持3D轉1D的熱管理模型建模。也支持基于AVL CRUISE M中模塊搭建相應的模型。
以水冷電機為例，水冷電機熱管地路徑為：軸-軸承-轉子-定子-殼體-冷卻水套，將每個發熱環節、傳熱路徑離散出來，以傳熱質量塊的形式，模擬分析各個熱源之間熱傳遞路線。然后，搭建冷卻回路模型，與各個熱質量塊進行換熱。
展開 工業切削液正確使用指南
切削液是機械加工中不可或缺的輔助材料，在 CNC 加工、車床加工等金屬加工環節中，承擔著潤滑、冷卻、清潔、防銹的核心作用，其正確使用不僅能保障加工精度、延長刀具和設備使用壽命，還能減少加工故障、降低生產損耗。結合工業加工實操需求，以下為切削液標準化使用要點，助力規范加工流程、發揮切削液最佳性能。
合理選型是切削液使用的前提。切削液品類繁多，全合成、半合成切削液及金屬加工液等各有適配場景，需根據加工材質、工藝要求和設備類型選擇。如高強度金屬硬切削需側重抗磨性強的切削液，精密光學零件加工則需選擇清潔性能出眾的品類，同時要匹配 CNC 數控機床、高速車床等設備的工況需求，避免因選型不當導致潤滑不足、刀具磨損或工件表面精度不達標。
配比濃度把控直接影響切削液使用效果，需嚴格按照產品說明進行稀釋，配比濃度過高易增加加工成本、造成廢液處理壓力，濃度過低則無法滿足冷卻防銹需求，易出現工件生銹、切削液快速變質。稀釋時應使用清潔的軟水，避免硬水引發切削液乳化失效，攪拌過程需均勻，防止出現分層、沉淀現象，且配比后需在規定時間內使用。 使用過程中需做好日常維護與監測。
切削液在循環使用中易混入鐵屑、粉塵等雜質，需及時通過過濾裝置清理，保持切削液清潔；定期檢測切削液的濃度、PH 值等關鍵指標，根據檢測結果及時補充原液或調整配比，維持其性能穩定。夏季高溫環境下，切削液易滋生細菌導致發臭、變黃，需做好車間通風降溫，必要時添加抑菌劑，杜絕因維護不當影響切削液使用周期。
設備操作與換液流程需規范執行。加工過程中，應保證切削液噴射位置精準，充分覆蓋刀具與工件的加工接觸面，確保冷卻潤滑到位；停機后及時關閉切削液循環系統，防止不必要的浪費。
展開 鍛造企業自動化升級改造的投資方向（下）
傳送帶裝置通常分為沖孔、飛邊、產品、冷卻傳送帶等不同工藝位傳送帶。沖孔和飛邊傳送帶（圖10）是分別將沖孔工藝位和飛邊工藝位排出的殘余廢料集中移送至料筐的裝置，產品傳送帶是將完成成形工藝的產品移送至冷卻傳送帶的裝置（圖11），冷卻傳送帶則是將成形后的產品，進行冷卻并移送至下一工序，通過在傳送帶上方進行空氣的送風循環，達到冷卻的效果。
圖10 飛邊傳送帶
圖11 冷卻傳送帶
⑶脫模劑自動噴淋裝置。
直接投入全新整線自動化生產線雖然可在較短時間內一次性完成自動化升級，更直接、更易避免由生產和工藝經驗的不足走彎路，但資金投入需求較大。以2500 噸全自動化熱模鍛生產線為例，列舉了日韓自動化供應商20 年間針對中國客戶的大致報價金額，見表3。
表3 日／韓供應商針對2500 噸熱模鍛壓力機全自動化生產線報價
由上表看出，20 年間全自動熱模鍛生產線，雖因技術趨于成熟和市場普及率不斷提高，價格持續優化調整，但整線投資金額數目依然較大，對于大部分鍛造企業來說壓力較大。因此對于有自動化改造需求和計劃，并且預期投入有限的企業，建議從脫模劑自動噴淋裝置入手，逐步進行生產線設備的自動化升級改造。
1）自動噴淋裝置的優點和必要性。
展開 零件沖壓加工時表面滾花是怎樣形成的
需要充分供給冷卻潤滑液，以免研壞滾花刀和防止細屑滯塞在滾花刀內而產生亂紋。
由于滾花過程中滾輪來回滾壓被加工表面的金屬層，使其產生一定的塑性變形而形成花紋的，所以，滾花時產生的徑向壓力很大。
滾花前，應根據沖壓件材料的性質和滾花節距的大小，將沖壓件滾花表面車小（0.8~1.6）m（模數）。滾花刀裝夾在車床的刀架上，并使滾花刀的裝刀中心與沖壓件回轉中心等高。滾壓有色金屬或滾花表面要求較高的工件時，滾花刀的滾輪表面相對于工件表面向左傾斜3°~5°安裝，這樣容易切入且不容易產生亂紋。
滾壓注意事項：
（1）開始滾壓時，必須使用較大的壓力進刀，使沖壓件刻出較深的花紋，否則易產生亂紋。
（2）為了減小開始滾壓的徑向壓力，可以使滾輪表面1/2~1/3的寬度與沖壓件接觸，這樣滾花刀就容易壓入工件表面、在停車檢車滾花符合工件要求后，即可縱向機動進刀。如此反復滾壓1~3次后，直至花紋突出為止。
（3）滾花時，切削速度應降低一些，一般為5~10m/min。縱向進給量選大一些，一般為0.3~0.6mm/r。
（4）滾花時還需澆注切削油以潤滑滾輪，并經常切出滾壓輪產生的切削。
展開 
看瑞士磨床制造商Studer如何利用3D打印技術提升設備冷卻性能？
因此，冷卻和潤滑在研磨過程中起著決定性的作用。除了冷卻研磨過程的主要任務之外，冷卻劑液、潤滑劑還起到其他幾個作用，例如清潔帶有加工殘余物的研磨輪，沖洗磨床中的切屑，以及熄滅火花噴射。
在磨床中，冷卻液由冷卻系統輸送到所需位置，冷卻系統包括冷卻液噴嘴、液壓系統等組成部分。多年來，磨床冷卻系統的設計并沒有太大變化。不過3D科學谷了解到，瑞士磨床制造商Studer(斯圖特)在近年來利用3D打印技術對磨床的冷卻系統進行了設計創新，為磨床帶來了更佳冷卻效果。
3D打印新型冷卻液噴嘴
Studer 研發了3D打印新型噴嘴SmartJet。每個SmartJet噴嘴都根據磨床用戶需要加工的工件和相應的砂輪進行定制化設計，以在靠近工件和砂輪的位置實現隨形冷卻。噴嘴既可以通過塑料3D打印技術和聚酰胺材料制造，也可以通過金屬3D打印技術來制造，這取決于磨床用戶的需求。
SmartJet 3D打印噴嘴
Studer 在研發3D打印的SmartJet噴嘴過程中與磨床用戶進行了交流與討論，他們了解到，當用戶將工件磨削到至精度達到十分之一微米時，希望冷卻液能夠準確的噴到相應位置，以確保最佳冷卻效果。
在零件磨削過程中，磨削砂輪和零件供應噴嘴之間以及磨削區域之間將因摩擦而產生熱量，而此時是冷卻和潤滑的關鍵。如果熱量處理不得當，將會導致研磨處理器不穩定，甚至是損壞正在磨削的零件，從而產生報廢。
3D打印SmartJet噴嘴的價值在于，可以在必要時準確冷卻零件和磨削輪，并能夠在保證冷卻效果的前提下減少冷卻液的使用量，從而減少對于環境的影響和后續環保清潔的成本。
展開 磁力泵運行可靠性分析
1.1吸入條件與進、出口壓差對磁力泵運行可靠性的影響
泵房使用的磁力泵為兩種，功率不同，都為離心式磁力驅動泵，軸承潤滑冷卻方式為輸送的輕烴產品自潤滑，由于輕烴產品自身潤滑性能較差，易氣蝕，而保證軸承潤滑冷卻良好是機泵正常使用的重要因素，因此機泵的吸入條件，進、出口壓差對機泵運行至關重要。
1.1.1吸入條件對磁力泵運行可靠性的影響
液化氣泵房使用的磁力泵為單吸單級泵，這類泵對防止機泵氣蝕要求較高，在冬季使用過程中，由于液化氣壓力較低，溫度較低，泵吸入條件相對較差，會導致機泵易氣縛和氣蝕，啟動困難。因此，在冬季使用時，一定要注意機泵操作和裝車操作的協調，注意保證以下幾點：
（1）在機泵啟動前，一定要充分排氣，并充分灌泵，使磁力泵內各部件尤其是軸承完全冷卻后，再啟動磁力泵。
（2）啟動磁力泵和裝車的過程盡量協調好，盡量保證磁力泵在裝車過程不間斷運轉；因為冬季停泵后再啟動時，由于吸入條件差，軸承經過一段時間運轉后溫度升高，罐車此時壓力與儲罐壓力已均衡，灌泵操作不方便，啟泵過程油品在泵內溫度高處極易汽化，會造成啟泵困難。
（3）如果必須間歇啟停，考慮節能環保及啟泵需要，建議裝車時預留1－2節空槽車，滿足重新啟泵時灌泵及軸承冷卻需要。
展開 漲知識，常見絲錐攻牙遇到的問題。螺絲人必看！
轉速過高
?降低轉速；
?改善冷卻液質量，提高冷卻、潤滑效果。
生成切削瘤
?換用新絲錐；
?使用涂層絲錐；
?改善冷卻液質量，提高冷卻、潤滑效果；
?去除切削瘤及損傷的切削齒。
切屑阻塞
?選用切削參數更合適的絲錐（包括螺旋槽、切削角等）；
?必要時選用成組絲錐。
絲錐有毛刺
?小心地去除毛刺。
定位及裝夾不精確
?使用軸向及徑向自動調節的攻絲夾具；
?檢查底孔、絲錐與主軸的同軸度。
攻絲進給不穩定
?改善攻絲程序；
?檢查機床傳動螺桿；
?使用帶有長度補償功能的攻絲夾具。
絲錐修磨不合理
?盡量保證重磨絲錐切削參數與新絲錐一致。
軸向壓力過大
?調整攻絲軸向壓力；
?使用帶有長度補償功能的攻絲夾具。
爛牙及粗糙
原因
措施
絲錐選用不當
?選用適當的絲錐（根據材料、孔型、螺紋公差等）。
轉速太高或太低
?選擇推薦的攻絲速度。
切屑瘤嚴重
?換用新絲錐；
?使用涂層絲錐；
?改善冷卻液質量，提高冷卻、潤滑效果；
?去除切削瘤及損傷的切削齒。
切屑阻塞
?選用切削參數更合適的絲錐（包括螺旋槽、切削角等）；
?必要時選用成組絲錐。
絲錐有毛刺
?去除毛刺。
底孔太小
?使用合理的底孔尺寸。
冷卻、潤滑不足
?使用合理的切削液；
?適當增加切削液的供給。
絲錐單齒切削量太大
?適當增加切削錐長度；
?換用成組絲錐。
通規不通
原因
措施
絲錐磨損嚴重
?換用新絲錐。
絲錐選用不當
?選用適當的絲錐（根據材料、孔型、螺紋公差等）。
螺紋牙型參數錯誤
?換用性能更好的絲錐；
?使用帶長度補償功能的攻絲夾具。
展開 工業切削液的科學選用指南
切削液的選用無固定標準，核心是實現 “材質 - 工藝 - 設備” 的三者適配，綜合考量性能、實用性與環保性，才能讓切削液充分發揮潤滑、冷卻、清潔、防銹的核心作用，為工業金屬加工筑牢工藝基礎。
