1.7. Как применять СОЖ при точении
1.7. Как применять СОЖ при токарной обработке
Основными функциями смазочно-охлаждающей жидкости являются удаление стружки, охлаждение и смазка между инструментом и материалом заготовки. При правильном применении она максимизирует производительность, повышает безопасность процесса и улучшает производительность инструмента и качество деталей.
В некоторых случаях обработка без подачи СОЖ (сухая обработка) может быть экологически и экономически выгодной. Обратитесь к нашему специалисту, чтобы выбрать оптимальный инструмент, геометрию и сплав для сухой обработки.
Во многих областях применения требуется охлаждающая жидкость с учетом допусков, поверхности и обрабатываемости. Если требуется охлаждающая жидкость, ее следует оптимизировать, чтобы максимально использовать ее истинный потенциал.
Существуют различные аспекты охлаждающей жидкости, которые важны для процесса резки:
- Средство охлаждения
- Выход СОЖ
- Давление СОЖ
Средства охлаждения
При точении используются различные охлаждающие средства:
- Эмульсия, смесь воды и масла (5-10% масла в воде) является наиболее распространенным средством охлаждения
- Масло, в некоторых станках вместо эмульсии используется масло
- Сжатый воздух, используется для удаления стружки, но не отводит тепло должным образом
- MQL - минимальное количество смазки - сжатый воздух с минимальным количеством масла для смазки
- Криогенный хладагент, сжиженный газ используется в качестве хладагента для максимального охлаждающего эффекта
Эмульсия, масло и воздух могут подаваться через каналы подачи СОЖ в токарных инструментах. Говоря об охлаждающей жидкости в общих чертах, мы имеем в виду охлаждение эмульсией или маслом. MQL и криогенная охлаждающая жидкость требуют специального оборудования.
Выход охлаждающей жидкости
Большинство современных токарных инструментов оснащены внутренним подводом СОЖ через инструмент, многие из них на самом деле обеспечивают сочетание прецизионного верхнего и нижнего подвода СОЖ. Выпускные отверстия в инструменте могут быть следующих типов, что дает различные преимущества при обработке:
- Прецизионная подача СОЖ или прецизионный верхний подвод СОЖ, сопло (или аналогичное) направляет поток СОЖ непосредственно в зону резания со стороны рейки. Снижает температуру и улучшает контроль стружки. Может использоваться при высоком давлении для улучшения стружкодробления
- Нижний подвод СОЖ - балка для охлаждающей жидкости на боковой стороне, которая эффективно отводит тепло от пластины, что увеличивает срок службы инструмента
- Обычные выпускные отверстия для охлаждающей жидкости, например, регулируемые форсунки, которые в большинстве случаев имеют больший диаметр выхода, чем прецизионные форсунки для подачи СОЖ. Предназначен для подачи СОЖ по пластине и детали во время обработки (может называться потоком СОЖ). Эти инструменты не предназначены для использования с высоким давлением
Традиционная охлаждающая жидкость в сравнении с прецизионной подачей СОЖ
Современные токарные инструменты оснащены форсунками, которые подают прецизионную охлаждающую жидкость точно в зону резания со стороны рейки, что контролирует стружкодробление и обеспечивает безопасную обработку.
Для оптимизации возможностей станка и дальнейшего повышения стойкости инструмента и снижения стружкообразования подачу СОЖ и её скорость можно точно отрегулировать, изменив диаметр сопла.
Положительные эффекты прецизионной подачи СОЖ проявляются при низком давлении СОЖ, но чем выше давление, тем более сложный материал может быть успешно обработан.
Прецизионная подача СОЖ обеспечивает улучшенный контроль над стружкодроблением, увеличенный срок службы инструмента, повышенную безопасность процесса и более высокую производительность.
Без прецизионной подачи СОЖ заклинивание стружки может стать проблемой, что приведет к остановкам станка, вызовам сервиса, повышенному износу инструмента и плохому качеству поверхности.
Самые современные концепции токарной обработки также оснащены подводом СОЖ. Нижний подвод СОЖ контролирует нагрев в зоне резания, что приводит к повышению стойкости инструмента и предсказуемости обработки.
Нижний подвод СОЖ очень эффективен уже при низком давлении, но чем выше давление, тем больший эффект мы можем наблюдать в увеличении стойкости инструмента. Для повышения производительности можно увеличить скорость резкания или подачу.
При использовании инструмента с верхним (прецизионным подводом СОЖ) и нижним подводом СОЖ, отключение верхнего подвода СОЖ может быть полезным в определенных операциях. Это во многом зависит от материала, сплава и используемых параметров резания.
Для сплавов с тонким покрытием, таких как сплавы первого выбора PVD для ISO S, лучше всего использовать как верхний, так и нижний подвод СОЖ, чтобы защитить пластину от перегрева и избежать пластической деформации.
Сплавы с толстым покрытием, такие как CVD-сплавы первого выбора для ISO P и ISO K, обладают хорошей теплозащитой покрытия. Эти сплавы могут обеспечить наилучшую стойкость инструмента при черновой и средней обработке, только при нижнем подводе СОЖ. Смотрите синюю диаграмму и объяснение ISO P ниже.
Для сплавов со средним покрытием, таких как CVD-сплавы первого выбора для ISO M, рекомендуется использовать как верхний, так и нижний подвод СОЖ. Однако, если в процессе работы возникает износ кратера, попробуйте использовать только нижний подвод СОЖ и сравните срок службы инструмента.
- Используйте нижний подвод СОЖ для увеличения стойкости инструмента
- Используйте верхний подвод СОЖ (и нижний подвод СОЖ) там, где требуется улучшенный контроль над стружкодроблением, что обычно требуется в пределах синей зоны глубины резания (ap) и подачи (fn)
- За пределами синей области верхний подвод СОЖ может привести к незначительному износу кромок и повышенному износу кратеров. Износ кратера может быть трудно оценить, что означает непредсказуемость и сокращение срока службы инструмента. Именно поэтому рекомендуется использовать нижний подвод СОЖ. (Если нижний подвод СОЖ недоступен, используйте инструмент с обычным выпускным отверстием для СОЖ)
|
ap (мм) |
|
|---|---|
|
|
fn (мм/р) |
ТУТ ТАБЛИЦА
Давление охлаждающей жидкости
Охлаждающая жидкость под высоким давлением увеличивает потребление энергии, что необходимо учитывать с точки зрения экологичности и затрат. Но высокое давление также может увеличить производительность различными способами.
Прецизионный подвод СОЖ под высоким давлением
Высокое давление в станке вместе с соплом создает высокоскоростную струю охлаждающей жидкости, которая, в свою очередь, создает гидравлический клин. Струя охлаждающей жидкости оказывает три основных эффекта:
- Для обеспечения более эффективного охлаждения пластины в зоне контакта (A)
- Для быстрого отвода стружки от поверхности пластины, уменьшая её износ (B)
- Для измельчения стружки на более мелкие кусочки и удаления стружки из зоны резания
Используйте правильное давление
7–10 бар (100–150 фунтов/кв. дюйм)
Прецизионная подача СОЖ обеспечивает улучшенный контроль над стружкодроблением и повышенную безопасность процесса при обработке стали и других распространенных материалов. Благодаря точности вы можете увеличить производительность резания при сохранении безопасности процесса.
70–80 бар (1000–1200 фунтов/кв. дюйм)
При более высоком давлении вы также можете добиться стружкодробления. Используя геометрию, разработанную для прецизионной подачи СОЖ, вы получаете лучшие результаты.
150–200 бар (2200–2900 фунтов/кв. дюйм)
Для сложных материалов, таких как дуплексная нержавеющая сталь и жаропрочный сплав HRSA, требуется более высокое давление. Используйте державки с форсунками для точной подачи СОЖ и геометрией, предназначенной для прецизионной подачи СОЖ.
Вернуться к списку 1. ОБЩАЯ ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА
