大眾薩爾茨吉特工廠可制造用于藍(lán)驅(qū)(Blue Motion)的3缸發(fā)動機(jī)，大眾、奧迪和布佳迪品牌所用的12缸和16缸發(fā)動機(jī)，保時捷、西亞特和斯柯達(dá)所用的發(fā)動機(jī)也屬于該工廠的生產(chǎn)范圍以及大眾船用發(fā)動機(jī)和面向內(nèi)部生產(chǎn)的工業(yè)用發(fā)動機(jī)。

在生產(chǎn)發(fā)動機(jī)過程中確保產(chǎn)品的耐用性至關(guān)重要。因此，在選擇創(chuàng)新型生產(chǎn)工藝時，大眾從節(jié)能高效的角度出發(fā)，對物流管理系統(tǒng)的適用性先進(jìn)行考察，然后再決定是否采用。從過去到現(xiàn)在，使用帶微量潤滑系統(tǒng) (MMS) 的加工工藝或干式加工工藝始終是大眾的一個工作重點。該工藝所實現(xiàn)的“重大突破”一方面體現(xiàn)在生產(chǎn)率上，另一方面體現(xiàn)在產(chǎn)品的耐用性和環(huán)保性上。Michael Knauf在薩爾茨吉特駐地任職刀具規(guī)劃主管，自2008年以來就一直致力于研究微量潤滑系統(tǒng)技術(shù)，并且力圖將這項技術(shù)引入到高規(guī)格的生產(chǎn)過程當(dāng)中。

微量潤滑系統(tǒng)的優(yōu)越性

薩爾茨吉特工廠對微量潤滑系統(tǒng)技術(shù)的采用始于90年代末，當(dāng)時僅限鑄件加工領(lǐng)域，此后逐漸從鋼加工和鑄件加工轉(zhuǎn)向鋁加工，在2005年以前就使用微量潤滑系統(tǒng)制造出了首批簡單的鋁制部件，這也為Knauf的研究工作提供了經(jīng)驗基礎(chǔ)。

使用微量潤滑系統(tǒng)的一個重要初衷就是進(jìn)行潔凈生產(chǎn)。潔凈的工作環(huán)境對于員工來說百利而無一害，同時，潔凈也意味著工作在機(jī)床旁的員工無需穿戴特殊的工作服和專用手套。沒有油膩濕滑的地面、所有切屑都是干燥的。只需每隔2——3周對機(jī)床進(jìn)行一次清潔就足夠了；其次就是以更大的力度來節(jié)約和保護(hù)資源。冷卻潤滑劑的使用量大幅度降低，同時制備和廢棄處理工作也大大減少。

在 GROB G 320的每臺機(jī)床上，每分鐘大約有305——375L冷卻潤滑乳劑處于循環(huán)當(dāng)中。若每天使用20臺機(jī)床生產(chǎn)2000個氣缸頭，則每分鐘共需要從相應(yīng)的流體回路中攝取8000L冷卻潤滑劑，為此就需要使用容量高達(dá)300——350m3的冷卻潤滑劑系統(tǒng)設(shè)備，以及用于放置所需清潔單元的場地。

圖1 薩爾茨吉特工廠氣缸頭生產(chǎn)線的其中一臺GROB機(jī)床安裝了雙通道供應(yīng)系統(tǒng)

過去制造一個氣缸頭要損耗4.2——4.3L冷卻潤滑劑，現(xiàn)如今在微量潤滑系統(tǒng)的幫助下，7——10ml潤滑油便足夠了。值得一提的是，若每臺機(jī)床有兩個主軸，則每個主軸所用的冷卻潤滑劑僅為17ml/h。氣缸頭生產(chǎn)過程中所采用的“在進(jìn)給路徑中切斷潤滑劑輸送”技術(shù)對節(jié)約資源作出了重要貢獻(xiàn)。同時也不難發(fā)現(xiàn)這明顯減少了用水量。如今一個沖洗流程便能夠滿足所有生產(chǎn)所需，而在過去則需要兩個。由于省去了冷卻潤滑劑系統(tǒng)回路的循環(huán)泵，同時隨著部件清潔和切屑干燥的資源消耗量的急劇減少，生產(chǎn)過程的總能源需求量便得以顯著降低。

Michael Knauf總結(jié)道：“整體看來，微量潤滑系統(tǒng)使我們在降低生產(chǎn)成本方面實現(xiàn)了重大突破，并以此收獲了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在薩爾茨吉特工廠，借助于微量潤滑系統(tǒng)，我們每加工一個氣缸頭所使用的油質(zhì)流體量大約會減少98％，與濕式加工相比，加工一個氣缸頭能夠節(jié)約90％的用水量，并且最終可減少54％的 CO2排放量。”

必諾機(jī)械(Neuffen)技術(shù)部門的銷售經(jīng)理Matthias Haug從其他著眼點出發(fā)對微量潤滑系統(tǒng)的優(yōu)點進(jìn)行了補充：微量潤滑系統(tǒng)的主要任務(wù)就是有針對性地將適當(dāng)潤滑劑輸送至切削刃，期間力求將油量使用降至最低。有時甚至還可以實現(xiàn)更好的表面質(zhì)量。由于在微量潤滑系統(tǒng)中僅使用“新鮮”油，而非循環(huán)回收的乳劑，因此就可以避免將切屑微粒輸送至刀具，從而可以消除由于“共同切削”而導(dǎo)致的凹槽等缺陷。

圖2 干燥的切屑從Michael Knauf手中滑落

用于MMS雙通道系統(tǒng)的微量潤滑

GROB G 320中的屑對屑換刀速度極快，用時僅為4.2s。但對其進(jìn)行潤滑也毫無問題，MMS雙通道系統(tǒng)可在0.1s內(nèi)將潤滑劑直接輸送至切削刃。由于換刀過程中常常需要調(diào)整油量以便適應(yīng)已變更的加工流程，因此在換刀頻繁的生產(chǎn)過程中，MMS雙通道系統(tǒng)的優(yōu)勢一覽無余，即可在工作過程中將油和空氣集合在一起。

MMS雙通道系統(tǒng)可借助空氣將油膜沿刀具方向輸送，并借助閥門技術(shù)實現(xiàn)油量配給。以此可確保油量配給的精度高，重復(fù)性強，且不受周圍環(huán)境波動的影響。不管是小型刀具，還是大型刀具，都能確保實現(xiàn)精確配給。MMS雙通道系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可選用的油流量范圍非常廣泛。這項技術(shù)不受空氣流量影響，僅需借助閥門進(jìn)行配給，除了配給精度高以外，還可始終為那些需求量大的刀具供應(yīng)足夠的潤滑油，因此可確保工藝過程具備高度可靠性。

微量潤滑系統(tǒng)

在使用微量潤滑系統(tǒng)的過程中應(yīng)密切關(guān)注熱量向部件傳輸?shù)默F(xiàn)象。為準(zhǔn)確控制部件升溫，必須觀察詳盡的過程參數(shù)，優(yōu)化工序在氣缸頭加工中也非常重要。微量潤滑系統(tǒng)專家Michael Knauf說：“為確保實現(xiàn)所需精度，必須深入考量所有的工藝步驟，力求通過有針對性的流程控制體系改善部件的生產(chǎn)品質(zhì)。最終，熱量應(yīng)該主要通過切屑排出，而不再通過冷卻劑。我們非常清楚各個工序里熱量向部件傳輸?shù)那闆r。”

刀具系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)與微量潤滑系統(tǒng)相匹配。由于切屑干燥且溫度高，因此容屑槽也需要采用一套合適的表面處理工藝。絕熱的硬質(zhì)材料涂層和經(jīng)拋光的刀具表面便是應(yīng)運而生的解決方案。許多知名的刀具生產(chǎn)商都能夠提供相應(yīng)的MMS刀具。

機(jī)床中的排屑情況也應(yīng)予以密切關(guān)注，因為加工倉的結(jié)構(gòu)會影響排屑的效果。如今，現(xiàn)代化的機(jī)床都已針對干式加工進(jìn)行過反復(fù)的設(shè)計和改進(jìn)。“單單將一個開關(guān)從濕式改裝成干式是不行的，”Knauf 解釋道，“這里需要的是專業(yè)技術(shù)，同時需要員工具備極大的興趣和意愿，積極研究刀具斷裂的原因，并對機(jī)床、刀具、油和微量潤滑系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。我們對相關(guān)的基本準(zhǔn)則進(jìn)行了定義，并力爭在每個生產(chǎn)流程中認(rèn)真遵守。”

服務(wù)助力成功

對于微量潤滑系統(tǒng)專家和刀具專家Michael Knauf和他的員工來講，微量潤滑系統(tǒng)供應(yīng)商所提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)和支持是必不可少的。而必諾機(jī)械不僅僅是在微量潤滑系統(tǒng)的引入階段負(fù)責(zé)對機(jī)床操作員提供咨詢和培訓(xùn)服務(wù)，專家級別的員工同樣也享有培訓(xùn)機(jī)會。當(dāng)來自必諾機(jī)械的Matthias Haug從氣缸頭制造的負(fù)責(zé)人Bernd Gasch口中聽到：“bielomatik所提供的培訓(xùn)非常棒，整個合作非常成功，聯(lián)系人也周到體貼。”這樣的評價，他感到非常欣慰。