齿轮加工机床的加油与润滑

加油的部位、油的种类和粘度(ISO VG)、更换参考。周期、油品种类和数值以机床制造商、刀具制造商的规定和手头机床的使用说明书为最优先。这里的数值是公开资料中出现的示例。油性切削油的储存和处理须遵守消防法和市町村的火灾预防条例,并接受所辖消防署的指导

⛽加油位置与用油

位置机床油(示例)间隔参考
导轨面(立柱、滑座等的导向面)滚齿机机床制造商的指定(导轨油或润滑脂)Kashifuji 的滚齿机在导轨面上采用低粘度润滑脂的润滑供给系统,加油周期比供油更长,从而减少润滑油消耗。该公司对导轨面做刮研精加工,刮研形成的浅凹坑成为储油处,使滑动润滑更好。机床润滑系统的标准有 JIS B 6016-2(修改采用 ISO 5170)。在使用油性切削油的机床上,有一种做法是以导轨油会混入切削油为前提,选用兼容的油(DGUV)多数机型为自动加油。量和周期按机型的使用说明书[1][2][3]
工作台(工件轴)的轴承和驱动部滚齿机机床制造商指定的油(公开资料中未能找到油品种类的记载)工作台的结构因机型差别很大。Liebherr 的大型滚齿机在工作台主轴上使用静压径向、推力轴承,工作台驱动采用双蜗杆驱动或直驱,驱动电机为水冷。Kashifuji 在工作台轴上使用液压式两半蜗杆消隙装置。三菱重工业(现 Nidec Machine Tool)推出了采用直驱的机型因机型而异[4][1][5]
液压站(工件夹紧、工作台消隙装置等)通用机床制造商指定的液压油Liebherr 的滚齿机在工作台的大孔里装有液压夹紧油缸,驱动工件夹具油面、油温每天检查。排水大约每月 1 次。性状检验,最初半年每 3 个月一次,之后每 6 个月一次(油研工业通用液压站的参考)[6][4][1]

🛢油的种类与选择

非水溶性切削油(油性切削油)在加工所需粘度范围内,选闪点最高、蒸发损失最小的(DGUV)
用于滚齿、插齿等,负责润滑和排屑。因为是可燃的油,需要采取防火措施。消防法按闪点划分类别:闪点 70℃ 以上、低于 200℃ 属第3石油类(非水溶性的指定数量 2,000 L),200℃ 以上、低于 250℃ 属第4石油类(6,000 L),250℃ 以上的液体不是危险物,而属于指定可燃物中的可燃性液体类(2 m³ 以上)。ENEOS 的高闪点型切削油(Reliacut AE)被划为第4石油类。粘度越高,越难过滤,能流动的量也越少(DGUV)[7][8][9][3]
水溶性切削油—(稀释后使用)
可以降低火灾风险。也用于高速齿轮加工。日本机床工业会从降低火灾可能性、防止蔓延的角度,推荐尽可能使用水溶性切削液。但镁等易起火的金属在水溶性液中会产生氢气,有爆炸性火灾的危险,所以要用专用油或油性油。不二越推出了适合水溶性切削液中 300 m/min 以上高速滚齿的涂层滚刀。Kashifuji 表示,要用水溶性切削液进行高速加工,机床侧另需水溶性对应的规格[10][11][1]
干切(不使用切削油的加工)—
省去切削油的费用,并消除火灾和油雾的来源。已在滚齿机、插齿机上实用化。三菱重工业(现 Nidec Machine Tool)于 1997 年完成了完全不使用切削油的齿轮加工系统,把干切推广到滚齿机和插齿机上。Kashifuji 推出了可进行切削速度 300 m/min 超高速干式加工的滚齿机。干式加工容易因切屑咬入而划伤齿面,对策是把气嘴靠近加工点,不让切屑靠近(Nidec Machine Tool)[12][13][1][14]
多功能油(与切削油兼容的润滑油、液压油)与机床制造商、油剂制造商商量后决定
把液压油、导轨油、齿轮油、主轴油配成与切削油兼容的组合,即使泄漏混入,切削油的性能也不易下降。DGUV 指出,这样可提高切削油工序的可靠性,延长切削油寿命,并减少维护工作量[3](单一资料·仅供参考)
液压油按机床制造商的指定
用于驱动工件夹紧、工作台消隙装置、静压轴承等。石油系液压油的换油参考:40℃ 运动粘度变化 ±10%、总酸值变化 0.5~1.0 mgKOH/g、水分 0.2 vol% 及以上(油研工业通用液压站)[6](单一资料·仅供参考)

📚参考资料

没有标记的项目,是不同发布方的 2 份以上资料内容一致的。数值、周期以各机型的规定为准。文字表述由 Kezuriba 自行归纳。

  1. Kashifuji“6 轴 CNC 滚齿机 KE201/251(产品页面。工作台消隙装置、导轨面刮研、润滑、齿厚稳定装置)”
  2. 日本规格协会(JSA)“JIS B 6016-2:1998 机床—润滑系统(书目信息)”
  3. 德国法定工伤事故保险协会(DGUV)“BGI/GUV-I 719 E(现 DGUV Information 209-027)Machine Tool Fire and Explosion Prevention and Protection(2009年,2012年更新)”
  4. Liebherr-Verzahntechnik“Gear Hobbing Machines LC 600 - LC 2000(产品目录 PDF)”
  5. 三菱重工业“新闻稿(2020)开发机器人用齿轮加工机床‘FR 系列’(直驱、高精度蜗轮)”
  6. 油研工业“YA Pack(低噪声标准小型液压站)使用说明书 JM-1028”
  7. 日本总务省消防厅“消防法(1948年法律第186号)附表一 备注、第9条之4、第10条 e-Gov 法令检索”
  8. 日本总务省消防厅“关于危险物管制的政令(1959年政令第306号)附表三、附表四 e-Gov 法令检索”
  9. ENEOS“非氯系高闪点型非水溶性切削油 Reliacut AE 系列(产品资料 PDF)”
  10. 日本机床工业会“技术资料 60-2014‘机床火灾安全指南(用户篇)’(该会网站已停止刊载。为互联网档案馆的存档版)”
  11. 不二越(NACHI)“Hyper AP1/Hyper DuAl SP/GP/DuAl EX/VX 滚刀 产品目录 No.2302-4 (2023)”
  12. 三菱重工业“三菱重工技报 Vol.43 No.3 (2006) 支撑汽车变速器齿轮生产的齿轮加工机床与精密切削刀具”
  13. 三菱重工业“新闻稿(2012)齿轮加工机床累计出货达 1 万台(1997年完成了不使用切削油的干切齿轮加工系统)”
  14. Nidec Machine Tool“切削刀具专题‘干式滚齿的齿面划伤对策’”