詹毕伟¹，赵 武¹，张 凯¹，杜小东²，金 涛²，陈 领¹

(1.四川大学机械工程学院，四川 成都610065）

(2.中国电子科技集团公司第二十九研究所，四川 成都610036)

基金项目：四川省重点研发项目（2018GZ0116，2018GZ0064，2018GZ0287）

作者简介：詹毕伟（1994—），男，硕士研究生，主要研究方向为智能制造与创新设计，2207878411@qq.com.

通讯作者：赵武，男，教授，zhaowu@scu.edu.cn.

摘要：为了体现制造成熟度对微量润滑装置的优化效果，采用制造成熟度评价方法对微量润滑装置进行分析评价，并结合具体应用阐述了微量润滑的优势。在采用制造成熟度评价方法得出现有微量润滑装置的喷嘴位置会降低微量润滑效果结论的基础上，对喷嘴参数和结构进行了优化，使得微量润滑装置更加满足工业生产的要求。最后使用制造成熟度评价方法对优化后的喷嘴进行了评价，结果表明优化后的喷嘴比优化前的喷嘴在切削生产中的润滑效果更好，生产效率更高。

关键词：微量润滑；制造成熟度评价；喷嘴结构参数

中图分类号：TH16   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)04-0001-06

近些年来，制造成熟度作为一种能降低制造风险的有效工具，被大量引进到众多制造行业的项目管理中，对于控制风险、提高制造质量起到了关键作用。微量润滑技术是可持续制造领域的前沿技术，在以往的切削加工中，切削液的负面影响不容忽视，不仅不易回收、污染环境、增加成本，而且对切削液的消耗比较多，大量使用切削液对工作人员的健康构成了显著威胁^［1］。随着国家建设资源节约型、环境友好型社会要求的提出，环境保护和节能已成为现代机器工业发展的主要趋势之一，众多企业以降低成本、改善生产条件和国家绿色发展为目标，研发了许多绿色技术^［2］。微量润滑技术由于能大幅提高工业生产效率，目前已广泛使用在多个领域、行业中。当前研究的微量润滑装置，主要是从雾粒特性、渗透特性和润滑剂选择等几个方面展开相关工作^［3］。制造成熟度技术作为一种风险评价工具逐渐被应用于武器装备采办项目和研发、制造领域，目前制造成熟度的分析应用集中在军工武器装备的研制领域，如果将军工武器装备的特点表示出来，再总结出民品制造领域的特征，在民用制造业推广制造成熟度评价法，尤其是在产品设计完成后评价产品与企业的匹配度，对于减少企业的新产品研发风险、降低项目风险和研发投入、提高新产品研制的成功率具有重要的意义。

微量润滑技术兼具以往的湿式切割和干燥切割的优点，被研究者熟知。Dhar等^［4］使用未涂层的碳化物工具旋转AISI-1040钢的实验证明MQL(minimum quantity lubrication)系统在不同供给速度下具有良好的切割形状和切削刀具摩擦性能。决定MQL系统冷却和表面粗糙度的主要因素是切削速度和刀具供给量^［5］。Rahman等^［6］通过钻孔实验得出油流对刀具磨损无明显影响的结论。与使用大量油溶性切削液相比，MQL系统在刀具磨损度相等的条件下具有更好的孔处理质量。Silva等^［7］设计了一套适合磨削的微润滑系统，并用实验结果表明MQL系统比传统湿法润滑系统具有更好的处理效果。除了相关的研究之外，专注于微润滑系统研究的德国威布里克斯公司等很多企业都致力于微润滑系统的开发生产；意大利ILC公司生产了一种锯床专用的微量润滑系统；德国福鸟（VOGEL）公司向各类机床、机械设备提供了全面的微量润滑技术。此外还有许多企业将MQL系统实际应用于生产线并取得了很好的绩效。微量润滑装置因其自身独特的优势目前已成为符合机械加工要求的一种润滑方式，在进行微量润滑加工制造时，必须确认金属高速加工时润滑液体流入不会让工件表面产生淬火效果。此外，提高切削速度会让工件的切断破断点提前出现，使得破断点的热源远离刀具前端^［8］。切削时由于所有热量都集中在工件和刀片上，因此刀片的热源仅是刀片接触点产生的热量和小摩擦部分产生的热量，因此提高切削速度可以使刀片更弯曲，使工件和刀片能以更快的运动速度有效缩短刀片传导热量的时间。这样就使工件的温度上升且表面变软，导致切断变得容易。微量润滑系统通常由空气压缩机、油泵、控制阀、喷嘴和管道配件组成。该集成的系统成本低、质量小，可方便地安装在机床^［9］。本文所研究的微量润滑装置为复合喷雾微量润滑装置，虽然在工业生产中有着很大的优势，但就其自身而言还存在一些需要优化的装置。鉴于此，本文引入制造成熟度评价的方法，通过建立模型评价复合喷雾微量润滑装置是否还需要进行相关零件的优化。