Za dobru evakuaciju strugotine prilikom bušenja, rashladna tečnost se mora dovoditi preko alata. Ako mašina nije opremljena rashladnom tečnošću kroz vreteno, preporučuje se da se

Za dobru evakuaciju strugotine prilikom bušenja, rashladna tečnost se mora dovoditi kroz alat. Ako mašina nije opremljena rashladnom tečnošću kroz vreteno, preporučuje se dovod rashladne tečnosti kroz posebne rotirajuće adaptere. Sa dubinom rupe manjom od 1xD, dozvoljeni su eksterno hlađenje i smanjeni režimi. Dijagram prikazuje potrošnju rashladne tekućine za razne vrste bušilice i materijali. Vrsta rashladne tečnosti Preporučena emulzija 6-8%. Prilikom bušenja nerđajućeg čelika i čelika visoke čvrstoće koristite 10% emulziju. Kada koristite IDM glave za bušenje, koristite 7-15% emulzije na bazi minerala i biljna ulja za bušenje nerđajućeg čelika i visokotemperaturnih legura. Suvo bušenje Kroz kanale za bušenje moguće je bušiti suvo liveno gvožđe sa uljnom maglom. Simptomi istrošenosti glave bušilice Promjena prečnika 0 > D nominalni + 0,15 mm D nominalni (1) Nova glava (2) Istrošena glava Vibracije i buka značajno povećavaju protok Protok rashladne tekućine (l/min) Minimalni tlak rashladne tekućine (bar) Prečnik burgije D (mm ) Prečnik burgije D (mm) Za specijalne bušilice veće od 8xD, preporučuje se visok pritisak rashladne tečnosti od 15-70 bara.

02.11.2012
Novi pravci u tehnologiji rashladnog sredstva za obradu metala

1. Ulje umjesto emulzije

Početkom 90-ih. sa stanovišta analize ukupne cijene procesa razmatrani su prijedlozi za zamjenu emulzija rashladnog sredstva čistim uljima. Glavni prigovor je bio visoka cijena bezvodne radne tečnosti (5-17% ukupne cene procesa) u poređenju sa rashladnim tečnostima na bazi vode.
Trenutno je zamjena emulzija rashladne tekućine čistim uljima moguće rješenje mnogih problema. Kod korištenja čistih ulja prednost nije samo u cijeni, već i u poboljšanju kvalitete obrade metala, kao i u osiguranju sigurnosti na radnom mjestu. U smislu sigurnosti, čista ulja su manje štetna kada su izložena izloženim dijelovima ljudske kože od emulzija. Ne sadrže biocide i fungicide. Bezvodne rashladne tečnosti imaju duži vek trajanja (od 6 nedelja za pojedinačne mašine do 2-3 godine u centralizovanim cirkulacionim sistemima). Upotreba čistih ulja ima manje Negativan uticaj o ekologiji. Čista ulja pružaju više visoka kvaliteta obrada metala u gotovo svim fazama procesa (više od 90%).
Zamjena emulzije uljima osigurava bolje podmazivanje rashladnog sredstva, poboljšava kvalitet površine prilikom brušenja (završne obrade) i značajno produžava vijek trajanja opreme. Analiza cijena je pokazala da je u proizvodnji mjenjača trošak gotovo svih faza prepolovljen.
Pri korištenju bezvodnih rashladnih sredstava, vijek trajanja opreme za CBN (kubni bor nitrid) piling i probijanje rupa se povećava za 10-20 puta. Osim toga, pri strojnoj obradi lijevanog željeza i mekog čelika nije potrebna dodatna zaštita od korozije. Isto važi i za opremu, čak i ako je zaštitni sloj boje oštećen.
Jedini nedostatak bezvodnih rashladnih tečnosti je oslobađanje velike količine toplote tokom procesa obrade metala. Rasipanje topline može se smanjiti za faktor četiri, što je posebno važno u operacijama kao što je bušenje tvrdih materijala s visokim sadržajem ugljika. U tom slučaju, viskoznost ulja koja se koristi treba biti što niža. Međutim, to dovodi do smanjenja radne sigurnosti (uljna magla, itd.), a volatilnost eksponencijalno ovisi o smanjenju viskoznosti. Osim toga, smanjuje se tačka paljenja. Ovaj problem se može riješiti korištenjem nekonvencionalnih (sintetičkih) uljnih baza koje kombinuju visoku tačku paljenja sa niskom isparljivošću i viskoznošću.
Prva ulja koja su ispunila ove zahtjeve bile su mješavine hidrokrekiranih ulja i estera, koje su se pojavile kasnih 80-ih. XX vijeka, te čista eterična ulja koja su ušla na tržište ranih 90-ih godina.
Najzanimljivija su ulja na bazi estera. Imaju veoma nisku volatilnost. Ova ulja su proizvodi različitih hemijskih struktura dobijeni od životinjskih i biljnih masti. Osim niske isparljivosti, eterična ulja odlikuju se dobrim tribološkim svojstvima. Čak i bez aditiva, osiguravaju trenje i smanjenje habanja zbog svog polariteta. Osim toga, odlikuju se visokim indeksom viskoznosti i temperature, sigurnošću od eksplozije i požara, visokom biostabilnošću i mogu se koristiti ne samo kao rashladna sredstva, već i kao ulja za podmazivanje. U praksi je bolje koristiti mješavinu esencijalna ulja i hidrokreking ulja, budući da su tribološke karakteristike i dalje visoke, a njihova cijena znatno niža.

1.1. Porodica multifunkcionalnih rashladnih tečnosti

Odlučujući korak u optimizaciji troškova maziva u procesima obrade metala bila je upotreba čistih ulja. Prilikom izračunavanja ukupne cijene rashladne tekućine, utjecaj cijene maziva korištenih u obradi metala bio je potcijenjen. Studije u Evropi i SAD su pokazale da se hidraulične tečnosti mešaju sa tečnostima za rezanje tri do deset puta godišnje.
Na sl. 1 ovi podaci su grafički prikazani u periodu od 10 godina u evropskoj automobilskoj industriji.

U slučaju rashladnih tečnosti na bazi vode, ulazak značajnih količina ulja u rashladno sredstvo dovodi do ozbiljne promjene u kvaliteti emulzije, što pogoršava kvalitetu obrade metala, uzrokuje koroziju i dovodi do povećanja troškova. Pri korištenju čistih ulja kontaminacija rashladne tekućine mazivima je neprimjetna i postaje problem tek kada se točnost obrade počne smanjivati ​​i habanje opreme povećava.
Trend korištenja čistih ulja kao tekućina za rezanje otvara brojne mogućnosti za smanjenje troškova. Analiza njemačkih proizvođača mašina pokazala je da se u prosjeku u svakoj vrsti alatnih mašina koristi sedam različitih vrsta maziva. Ovo zauzvrat postavlja pitanja curenja, kompatibilnosti i cijene svih korištenih maziva. Nepravilan odabir i upotreba maziva može dovesti do kvara opreme, što može dovesti do zaustavljanja proizvodnje. Jedan od moguća rješenja Ovaj problem je upotreba multifunkcionalnih proizvoda koji zadovoljavaju širok spektar zahtjeva i mogu zamijeniti maziva za različite namjene. Prepreka za upotrebu univerzalnih tečnosti su zahtjevi standarda ISO na hidraulične tečnosti VG 32 i 46 jer je moderna hidraulična oprema dizajnirana da zadovolji vrijednosti viskoziteta date u ovim standardima. S druge strane, obrada metala zahtijeva tečnost za rezanje niskog viskoziteta kako bi se smanjili gubici i poboljšala disipacija topline tokom brzog rezanja metala. Ove nedosljednosti u zahtjevima viskoznosti za različite primjene maziva rješavaju se upotrebom aditiva za smanjenje ukupnih troškova.
Prednosti:
. neizbježan gubitak hidrauličkih ulja i ulja za probijanje ne oštećuje rashladnu tekućinu;
. nepromjenjivost kvaliteta, što eliminira složene analize;
. upotreba rashladnih tečnosti kao ulja za podmazivanje smanjuje ukupne troškove;
. poboljšanje pouzdanosti, rezultata procesa i trajnosti opreme značajno smanjuje ukupne troškove proizvodnje;
. svestranost primjene.
Racionalna upotreba univerzalnih tečnosti je poželjnija od potrošača. Primjer za to je industrija motora. Isto ulje se može koristiti za početnu obradu bloka cilindara i za njihovo honovanje. Ova tehnologija je veoma efikasna.

1.2. Linije za pranje

U ovim linijama čišćenja, rastvori za čišćenje na bazi vode moraju se izbegavati kako bi se izbeglo stvaranje nepoželjnih mešavina sa hidrofilnim uljima. Čvrsti zagađivači se uklanjaju iz ulja ultrafiltracijom, i deterdženti(troškovi energije za čišćenje i crpljenje vode, analiza kvaliteta otpadnih voda) se mogu eliminisati, što će dovesti do smanjenja ukupnih troškova proizvodnje.

1.3. Uklanjanje ulja iz starog metala i opreme

Ispravan odabir aditiva omogućava da se ulja izvađena iz metalnog otpada i opreme ponovo recikliraju u proces. Obim recirkulacije je do 50% gubitaka.

1.4. Pogled na univerzalne fluide - " Unifluid»

Budućnost leži u ulju niskog viskoziteta, koje će se koristiti i kao hidraulički fluid i kao tekućina za sečenje za obradu metala. Univerzalni fluid" Unifluid» razvijen i testiran na njemačkom jeziku istraživački projekat pod pokroviteljstvom ministarstva Poljoprivreda. Ova tečnost ima viskozitet od 10 mm2/s na 40°C i odlično radi u pogonima za proizvodnju automobilskih motora za obradu metala, podmazivanje i linije sile uključujući hidraulične sisteme.

2. Minimizirajte količinu maziva

Promjene u zakonodavstvu i sve veći zahtjevi za zaštitom okoliša odnose se i na proizvodnju rashladnih tekućina. S obzirom na međunarodnu konkurenciju, metaloprerađivačka industrija preuzima sve moguće mjere za smanjenje troškova proizvodnje. Analiza automobilske industrije objavljena 1990-ih godina pokazala je da su glavni problemi s troškovima uzrokovani korištenjem radnih fluida, pri čemu cijena rashladne tekućine igra važnu ulogu u ovom slučaju. Pravi trošak proizlazi iz troškova samih sistema, troškova rada i troškova održavanja tečnosti, troškova čišćenja i tečnosti i vode i odlaganja (Slika 2).

Sve to dovodi do toga da se velika pažnja posvećuje mogućem smanjenju upotrebe maziva. Značajno smanjenje upotrijebljene količine rashladne tekućine, kao rezultat korištenja novih tehnologija, omogućava smanjenje troškova proizvodnje. Međutim, to zahtijeva da se funkcije rashladnog sredstva kao što su odvođenje topline, smanjenje trenja, uklanjanje čvrstih zagađivača rješavaju pomoću drugih tehnoloških procesa.

2.1. Potrebna je analiza rashladne tečnosti za razne procese obrada metala

Ako se rashladna sredstva ne koriste, tada se, naravno, oprema pregrijava tokom rada, što može dovesti do strukturnih promjena i kaljenja metala, promjena u dimenzijama, pa čak i kvara opreme. Upotreba rashladnog sredstva, prvo, omogućava uklanjanje topline, a drugo, smanjuje trenje tokom obrade metala. Međutim, ako je oprema izrađena od ugljičnih legura, tada upotreba rashladnog sredstva može, naprotiv, dovesti do njegovog kvara i, shodno tome, smanjiti vijek trajanja. Pa ipak, u pravilu, upotreba rashladnih tekućina (posebno zbog njihove sposobnosti da smanje trenje) dovodi do povećanja vijeka trajanja opreme. U slučaju brušenja i honanja, upotreba rashladnog sredstva je izuzetno važna. Sistem hlađenja igra veliku ulogu u ovim procesima, jer održava normalnu temperaturu opreme, što je veoma važno u obradi metala. Uklanjanje strugotine stvara oko 80% topline, a rashladna sredstva ovdje obavljaju dvostruku funkciju, hladeći i rezač i strugotinu, sprječavajući moguće pregrijavanje. Osim toga, dio sitnih strugotina odlazi s rashladnom tekućinom.
Na sl. 3 prikazuje zahtjeve rashladnog sredstva za različite procese obrade metala.

Suva (bez rashladnog sredstva) obrada metala je moguća u procesima kao što je drobljenje, a vrlo rijetko kod tokarenja i bušenja. Ali treba napomenuti da suha obrada sa geometrijski nepreciznim krajem reznog alata nije moguća, jer u ovom slučaju odvođenje topline i navodnjavanje tekućinom presudno utječu na kvalitetu proizvoda i vijek trajanja opreme. Suha prerada u drobljenju željeza i čelika trenutno se koristi uz pomoć posebne opreme. Međutim, uklanjanje strugotine mora se obaviti jednostavnim čišćenjem ili komprimiranim zrakom, a kao rezultat toga nastaju novi problemi: povećana buka, dodatni trošak komprimiranog zraka i potreba za temeljnim brisanjem prašine. Osim toga, prašina koja sadrži kobalt ili krom nikal je toksična, što također utječe na cijenu proizvodnje; povećana opasnost od eksplozije i požara tokom suve obrade aluminijuma i magnezijuma ne može se zanemariti.

2.2. Low Coolant Systems

Po definiciji, minimalna količina maziva je količina koja ne prelazi 50 ml/h.
Na sl. 4 je dato dijagram strujnog kola sistemi sa minimalnom količinom maziva.

Uz pomoć uređaja za doziranje, mala količina rashladne tekućine (maksimalno 50 ml/h) se u obliku finih raspršivača dovodi na mjesto obrade metala. Od svih vrsta uređaja za doziranje na tržištu, samo dva tipa se uspješno koriste u obradi metala. Najviše se koriste sistemi koji rade pod pritiskom. Koriste se sistemi gde se ulje i komprimovani vazduh mešaju u kontejnerima, a aerosol se crevom dovodi direktno do mesta obrade metala. Postoje i sistemi gde se ulje i komprimovani vazduh, bez mešanja, dovode pod pritiskom u mlaznicu. Zapremina tekućine koju isporučuje klip u jednom udaru i frekvencija klipa su vrlo različite. Količina dovedenog komprimiranog zraka određuje se posebno. Prednost upotrebe dozirne pumpe je u tome što je moguće koristiti kompjuterske programe koji kontrolišu čitav radni tok.
Budući da se koriste vrlo male količine maziva, dovod direktno na radnu stanicu mora biti obavljen sa velikom pažnjom. Postoje dvije vrste dovoda rashladne tekućine, koje se prilično razlikuju: unutrašnje i vanjsko. Uz vanjski dovod tekućine, smjesa se raspršuje mlaznicama na površinu reznog alata. Ovaj proces je relativno jeftin, jednostavan za izvođenje i ne zahtijeva mnogo truda. Međutim, s vanjskim dovodom rashladne tekućine, omjer dužine alata i promjera rupe ne bi trebao biti veći od 3. Osim toga, prilikom promjene reznog alata, lako je napraviti pozicionu grešku. Sa unutrašnjim rashladnim sredstvom, aerosol se dovodi kroz kanal unutar alata za rezanje. Odnos dužine i prečnika mora biti veći od 3, a pozicijske greške su isključene. Osim toga, čipovi se lako uklanjaju kroz iste unutrašnje kanale. Minimalni prečnik alata je 4 mm, zbog prisustva kanala za rashladnu tečnost. Ovaj proces je skuplji jer se rashladna tečnost dovodi kroz vreteno mašine. Sistemi sa niskim dovodom rashladne tečnosti imaju jednu zajedničku stvar: tečnost ulazi u radno područje u obliku malih kapljica (aerosola). Istovremeno, toksičnost i održavanje higijenskih standarda radnog mjesta na odgovarajućem nivou postaju glavni problemi. Savremeni razvoj sistema za dovod aerosola rashladne tečnosti omogućava sprečavanje poplave radnog mesta, smanjenje gubitaka tokom prskanja, čime se poboljšava kvalitet vazduha na radnom mestu. Veliki broj sistema za dovod rashladne tečnosti dovodi do činjenice da iako je moguće odabrati potrebnu veličinu kapljica, mnogi pokazatelji, kao što su koncentracija, veličina čestica itd., nisu dobro shvaćeni.

2.3. Rashladna tečnost za sisteme sa malim protokom

Uz mineralna ulja i tekućine za sečenje na bazi vode, danas se koriste ulja na bazi estera i masnih alkohola. Pošto sistemi za hlađenje sa niskim brojem rashladnih sredstava koriste protočna ulja za podmazivanje koja se raspršuju radni prostor u obliku aerosola i uljne magle, onda pitanja zaštite rada i industrijske sigurnosti (OHS) postaju prioritet. U tom smislu, poželjna je upotreba maziva na bazi estera i masnih alkohola s aditivima niske toksičnosti. Prirodne masti i ulja imaju veliki nedostatak - nisku oksidacionu stabilnost. Pri korištenju maziva na bazi estera i masnih kiselina ne stvaraju se naslage u radnom području zbog njihove visoke antioksidativne stabilnosti. U tabeli. U tabeli 1 prikazani su podaci za maziva na bazi estera i masnih alkohola.

Za sisteme sa niskim dovodom rashladne tečnosti, pravilan izbor maziva je od velike važnosti. Kako bi se smanjile emisije, korišteno mazivo mora biti niskotoksično i dermatološki bezbedno, uz održavanje visoke mazivosti i termičke stabilnosti. Maziva na bazi sintetičkih estera i masnih alkohola karakteriše niska isparljivost, visoke temperature bljeskovi, niske toksičnosti i dokazali su se u praktičnim primjenama. Glavni pokazatelji pri odabiru maziva sa niskim emisijama su tačka paljenja ( DIN EN ISO 2592) i gubitak zbog isparavanja prema Noacku ( DIN 51 581T01). t vsp ne smije biti niži od 150 °C, a gubici isparavanjem na temperaturi od 250 °C ne smiju prelaziti 65%. Viskoznost na 40 °C> 10 mm 2 / s.

Za isti viskozitet, maziva na bazi masnog alkohola imaju nižu tačku paljenja od maziva na bazi estera. Njihova je volatilnost veća, pa je i efekat hlađenja manji. Svojstva podmazivanja su takođe relativno niska u poređenju sa mazivima na bazi estera. Masni alkoholi se mogu koristiti tamo gdje podmazivanje nije bitno. Na primjer, prilikom obrade sivog lijeva. Ugljik (grafit), koji je dio livenog gvožđa, sam po sebi daje efekat podmazivanja. Mogu se koristiti i za rezanje livenog gvožđa, čelika i aluminijuma, jer radno područje ostaje suvo kao rezultat brzog isparavanja. Međutim, previsoko isparavanje je nepoželjno zbog zagađenja zraka u radnom prostoru uljnom maglom (ne smije prelaziti 10 mg/m 3). Maziva na bazi estera su korisna kada je potrebno dobro podmazivanje a postoji i veliki gubitak strugotine, na primjer, prilikom rezanja navoja, bušenja i tokarenja. Prednost maziva na bazi estera je visoko ključanje i tačke paljenja pri niskim viskozitetima. Kao rezultat toga, volatilnost je niža. Istovremeno, na površini dijela ostaje film za sprječavanje korozije. Osim toga, maziva na bazi estera su lako biorazgradiva i imaju klasu 1 zagađenja vode.
U tabeli. 2 prikazuje primjere upotrebe maziva na bazi sintetičkih estera i masnih alkohola.

Glavna razmatranja pri projektovanju rashladnih tečnosti za sisteme niskog protoka su navedena u nastavku. Glavna stvar na koju treba obratiti pažnju pri razvoju rashladnih tečnosti je njihova niska isparljivost, netoksičnost, mali učinak na ljudsku kožu, u kombinaciji s visokom tačkom paljenja. Rezultati novih istraživanja o izboru optimalnih rashladnih tečnosti prikazani su u nastavku.

2.4. Istraživanje faktora koji utiču na stvaranje uljne magle u rashladnim sistemima sa malim protokom

Kada se u procesu obrade metala koristi sistem sa malo rashladne tečnosti, dolazi do stvaranja aerosola kada se tečnost unese u radno područje, pri čemu se primećuje visoka koncentracija aerosola kada se koristi eksterni sistem za raspršivanje. U ovom slučaju, aerosol je uljna magla (veličine čestica od 1 do 5 mikrona), koja ima loš uticaj na ljudskim plućima. Proučavani su faktori koji doprinose stvaranju uljne magle (slika 5).

Od posebnog interesa je efekat viskoznosti maziva, odnosno smanjenje koncentracije uljne magle (indeks uljne magle) sa povećanjem viskoziteta maziva. Provedene su studije o dejstvu aditiva protiv magle kako bi se smanjilo njihovo štetno dejstvo na ljudska pluća.
Bilo je potrebno otkriti kako pritisak primijenjen u rashladnom sistemu utječe na količinu proizvedene uljne magle. Za procjenu generirane uljne magle korišten je uređaj baziran na efektu “Tyndall cone”, tyndalometar (slika 6).

Za procjenu uljne magle, tindalometar se postavlja na određenoj udaljenosti od mlaznice. Nadalje, dobijeni podaci se obrađuju na računaru. U nastavku su rezultati procjene u obliku grafikona. Iz ovih grafikona se može vidjeti da se stvaranje uljne magle povećava sa povećanjem pritiska tokom prskanja, posebno kada se koriste tečnosti niske viskoznosti. Udvostručenje pritiska prskanja uzrokuje odgovarajuće udvostručenje zapremine magle. Međutim, ako je pritisak prskanja nizak, a početne karakteristike opreme niske, tada se povećava period za koji količina rashladnog sredstva dostigne potrebne stope za normalan rad. Istovremeno, indeks uljne magle značajno se povećava sa smanjenjem viskoziteta rashladnog sredstva. S druge strane, performanse pokretanja opreme za raspršivanje su bolje sa tekućinama niskog viskoziteta nego sa tekućinama visokog viskoziteta.
Ovaj problem se rješava dodavanjem aditiva protiv magle u rashladnu tekućinu, što omogućava smanjenje količine magle koja se stvara za tekućine različitog viskoziteta (slika 7).

Upotreba ovakvih aditiva omogućava smanjenje stvaranja magle za više od 80%, bez ugrožavanja ni startnih karakteristika sistema, ni stabilnosti rashladnog sredstva, ni karakteristika same uljne magle. Istraživanja su pokazala da se stvaranje magle može značajno smanjiti pravi izbor pritisak prskanja i viskoznost primenjenog rashladnog sredstva. Uvođenje odgovarajućih aditiva protiv magle također dovodi do pozitivnih rezultata.

2.5. Optimizacija sistema niske rashladne tečnosti za opremu za bušenje

Ispitivanja su obavljena na materijalima koji se koriste u sistemima sa niskim dovodom rashladne tečnosti (duboko bušenje (odnos dužine/prečnika veći od 3) sa spoljnim dovodom rashladne tečnosti), na opremi za bušenje DMG(Tabela 3)

U radnom komadu od visokolegiranog čelika (X90MoSg18) visoke vlačne čvrstoće (od 1000 N / mm 2) potrebno je izbušiti slijepu rupu. Bušilica od visokog ugljeničnog čelika SE— stabljika sa reznom ivicom koja ima visoku otpornost na savijanje, obložena PVD-TIN. rashladne tečnosti su odabrane da bi se dobile optimalni uslovi proces uzimajući u obzir eksterno snabdevanje. Proučavan je uticaj viskoznosti etera (baza rashladnog sredstva) i sastava specijalnih aditiva na radni vek bušilice. Testni stol vam omogućava da izmjerite veličinu sile rezanja u smjeru z-ose (po dubini) pomoću Kistler mjerne platforme. Performanse vretena mjerene su tijekom cijelog vremena potrebnog za bušenje. Dvije usvojene metode za mjerenje opterećenja tokom jednog bušenja omogućile su određivanje opterećenja tokom cijelog ispitivanja. Na sl. 8 prikazuje svojstva dva estera, svaki sa istim aditivima.

Roman Maslov.
Na osnovu materijala iz stranih publikacija.

Prednosti suve obrade ili suve obrade zvuče privlačno: uštede u troškovima proizvodnje rashladnog sredstva i njegovog čišćenja, povećanje produktivnosti. Međutim, nije dovoljno jednostavno zatvoriti ventil rashladne tekućine. Da bi se izvršila suha obrada, mašina mora biti funkcionalno modifikovana.

U normalnom rezanju, rashladno sredstvo obavlja sljedeće glavne funkcije: hlađenje, podmazivanje, evakuacija strugotine i uklanjanje zagađivača. Sa izuzetkom upotrebe rashladnog sredstva, ove funkcije moraju biti kompenzirane od strane mašine i alata.

Kompenzacija podmazivanja

Djelovanje podmazivanja rashladnog sredstva proteže se u dva smjera. S jedne strane podmazuje se tarna površina između dijela i alata, a s druge strane podmazuju se pokretni elementi i brtve u radnom području. Radna površina mašine, pokretni elementi koji se nalaze ovde i uklanjanje strugotine moraju biti projektovani za rad sa suvim strugotinama. Međutim, prilikom rezanja nije moguće u svim slučajevima odbiti podmazivanje, na primjer, prilikom bušenja duž cijelog legure aluminijuma. Ova vrsta obrade zahtijeva dovod maziva u minimalnim doziranim količinama u obliku uljne magle, koja se pod pritiskom dovodi do reznih rubova i žljebova burgije. Takvo mazivo učinkovito smanjuje stvaranje topline tijekom rezanja i lijepljenje materijala za alat, što dovodi do smanjenja njegovih performansi. Uz doziranu zalihu lubrikanta, njegova potrošnja je 5..100 ml/min, tako da se čips lagano navlaži uljem i može se ukloniti kao suv. Sadržaj ulja u čipovima koji se šalju na pretapanje, uz ispravne postavke sistema, ne prelazi dozvoljenu vrijednost - 0,3%.

Dozirana količina maziva uzrokuje povećanje kontaminacije dijela, uređaja i stroja u cjelini i može dovesti do smanjenja pouzdanosti procesa obrade. Da bi se poboljšalo podmazivanje reznih ivica bušilice, mašine koje se koriste za suvu obradu treba da budu opremljene unutrašnjim sistemom za dovod uljne magle kroz rupu u vretenu. Nadalje, aerosol se dovodi kroz kanal u kertridžu i alatu direktno do njegovih reznih ivica. Ključni zahtev za sisteme rashladne tečnosti sa doziranjem je brza i precizno kontrolisana priprema uljne magle. Od toga ne zavisi samo zaštita alata, već i čistoća u radnom prostoru.

Kompenzacija hlađenja

Odbijanje efekta hlađenja rashladne tečnosti takođe mora biti nadoknađeno promenama u dizajnu mašine.

Prilikom rezanja mehanički rad se gotovo u potpunosti pretvara u toplinu. Ovisno o parametrima rezanja i korištenom alatu, 75:95% toplinske energije ostaje u strugotini koja se uklanja iz dijela. Tokom suhe obrade, obavlja funkciju uklanjanja nastale topline iz radnog područja. Stoga je važno minimizirati učinak ovog prijenosa topline na točnost obrade. Neujednačeno temperaturno polje u radnom području mašine i tačkasti prenos toplotne energije na deo, uređaj i mašinu u celini utiču na tačnost.

Treba isključiti mogućnost nakupljanja strugotine na učvršćenju i dijelovima stroja. Iz ovoga je jasno da je obrada odozgo nepovoljna opcija. Kako bi se što više ograničili štetni efekti toplotne energije, mašina mora biti projektovana na način da toplotne deformacije pojedinih komponenti i delova mašine ne utiču na položaj alata u odnosu na deo.

Kompenzacija ispiranja rashladne tečnosti

Pošto se ne koristi rashladna tečnost, prilikom obrade materijala kao što su liveno gvožđe ili laki metali, stvara se prašina i sitni komadići, koji više nisu vezani tečnošću. Brtve i zaštitnih uređaja moraju biti dodatno zaštićeni od habanja.

Budući da smjer putanje čipova nije jednoznačan, treba koristiti djelovanje gravitacije. Da biste to učinili, potrebno je osigurati nesmetan pad strugotine na istovarni transporter, koji se nalazi u donjem dijelu radnog prostora. Svaka horizontalna ravnina postaje akumulator strugotine i može uticati na pouzdanost obrade.

Vakuum usisni sistemi su još jedno sredstvo za uklanjanje strugotine. Glavni zahtjev ovdje će biti postavljanje usisne mlaznice što bliže radnom području kako bi se povećala pouzdanost hvatanja strugotine. Moguće je preporučiti sisteme u kojima se mlaznica montira na vreteno ili alat, kao i

u kojoj je mlaznica ugrađena sa programabilnom rotacijom u servo modu. U nekim slučajevima, na primjer, kada glodate plohe s čeonom glodalicom, učinak usisavanja se može poboljšati korištenjem štitnika rezača u obliku zvona. Bez toga bi bio potreban snažan zračni tok da uhvati čipove koji lete velikom brzinom.

Usisni sistem mora prije svega ukloniti prašinu i višak uljne magle, a uklanjanje velikih strugotina je zadatak transportera strugotine. Usisavanje najsitnijih čestica je veoma važno, jer, miješajući se sa aerosolom, formiraju postojan sloj blata. Vazduh iz izduvnog sistema se vraća okruženje i mora se temeljito očistiti od usisnih proizvoda.

Sigurnosni aspekti suve obrade

Kod suve obrade mora se uzeti u obzir mogućnost eksplozije prašine u radnom prostoru. Stoga se mlaznica za usisavanje prašine mora postaviti tako da se ne pojave područja s kritičnom koncentracijom prašine.

Opasnost od paljenja uljnih aerosola, pokazuju studije sprovedene na Institutu za alatne mašine i tehnološke opreme Univerzitet Karlsruhe, malo vjerovatno. Pri radu sa usisnim sistemima i prodajnim klima uređajima ova opasnost se može zanemariti. Sve ove izjave mogu uplašiti male proizvođače i proizvođače pojedinačnih dijelova. Mnogi zamišljaju da je prelazak sa mokre na suvu obradu mnogo lakšim.

Put do višenamjenske mašine za suhi proces

Kompanija za alatne mašine koja tačno zna gde treba da ide je Hüller Hille. Od ovog dobavljača kompletni sistemi potrebno je osigurati visok kvalitet obrade u automatski operativnim instalacijama. Isti zahtjevi treba da važe za sve mašine suve tehnologije. Kao primjer, slika 1 prikazuje proizvodni modul tehnološkog sistema dizajniranog za obradu nosača kotača automobila. Na svakoj od dvije mašine uključene u modul, tokom rada u 3 smjene, 1400 pari nosača se obrađuje s doziranim dovodom rashladne tekućine. Obrađeni materijal - aluminijum.

Dozirano podmazivanje pri rezanju lakih legura

Dok se potpuno suva obrada može postići u obradi sivog liva u širokom opsegu, bušenje, razvrtanje i narezivanje navoja u legurama aluminijuma i magnezijuma zahtevaju dozirano snabdevanje rashladnom tečnošću kako bi se osigurala pouzdanost procesa. U suprotnom, zbog začepljenja žljebova, postoji opasnost od čestih lomova alata i stvaranja nagomilanih rubova koji onemogućuju kvalitetnu obradu.

Glavni aspekt je nabavka medija za podmazivanje. Sa doziranim dovodom rashladnog sredstva, to je mješavina zraka i ulja (aerosol).

Prema vrsti dovoda aerosola, sistemi koji se trenutno koriste dijele se na eksterne i unutrašnje. Ako se s vanjskim dovodom aerosol ili pojedinačne kapi ulja mogu dovesti direktno do reznih rubova alata, onda se s unutarnjim dovodom dozirano ulje dovodi kroz vreteno i kanal u alatu u zonu rezanja. Ovdje postoje i 2 tehnička rješenja: 1-kanalno i 2-kanalno napajanje. Kod 2-kanalnog napajanja, zrak i ulje se dovode do vretena odvojeno i miješaju neposredno prije dovoda u alat. To vam omogućava da brzo dostavite smjesu u radno područje i skratite put aerosola unutar brzorotirajućih dijelova, čime se smanjuje rizik od odvajanja.

Na sl. 2 prikazuje rješenje koje koristi Huller Hille za odvojeno snabdijevanje aerosolnih komponenti kroz rotacijski razdjelnik do vretena. Ulje ulazi u uređaj za doziranje, koji ga gura u tijelo, napravljeno metalurgijom praha. Kućište je rezervoar za ulje i mešalica sa dovedenim vazduhom. Aerosol se formira neposredno prije ulaska u kanal instrumenta. Ovo stvara minimalan put do oštrice, gdje je moguć efekat delaminacije. Uređaj vam omogućava da precizno prilagodite sadržaj ulja u aerosolima i tako preciznije prilagodite radnim uslovima različitih alata.

Osim toga, uređaj vam omogućava brzo uključivanje i isključivanje doziranog dovoda rashladne tekućine. U zavisnosti od dizajna kanala u instrumentu, vreme odziva može biti 0,1 s. Ovo vam omogućava da isključite dovod ulja tokom procesa pozicioniranja, što pomaže da se smanji potrošnja ulja i kontaminacija mašine.

Kao rezultat toga, tokom eksperimentalnog tretmana glave cilindra prosječna potrošnja ulja iznosila je 25 ml/h, dok je pri tretmanu slobodnim navodnjavanjem potrošnja dostigla 300:400 l/min.

Trenutno, kako bi se eliminisale mrtve zone, izvode se testna ispitivanja doziranog sistema za dovod rashladne tečnosti sa ciljem povećanja uniformnosti aerosola, smanjenja sadržaja ulja i optimizacije dizajna dovoda aerosola kroz tip drške.<полый конус>. Rješavanje ovih problema će smanjiti potrošnju ulja i kontaminaciju strojeva. Ispituje se mogućnost adaptivne kontrole mlaza maziva u zavisnosti od zadatih i izmerenih vrednosti zapreminskog protoka. To će omogućiti održavanje konstantnih uvjeta podmazivanja s promjenama temperature, viskoziteta, unutrašnje geometrije alata.

Optimizacija radnog prostora mašine

Pored vretena, dizajniranog u skladu sa zahtjevima doziranog podmazivanja kroz unutrašnju šupljinu, Huller Hille je izbacio višenamjensku mašinu dizajniranu za obradu dijelova primjenom suhe tehnologije. Osnova za pouzdano uklanjanje strugotine bio je dizajn radnog prostora. Ovo eliminiše sve vrste ivica i ravnina na kojima se strugotine mogu nakupiti. Povećane su veličine prozora za slobodan prolaz padajuće strugotine, koji su ograničeni strmim zidovima (ugao nagiba veći od 55 0). Zaštitne ograde od neobojenog čelika minimiziraju prianjanje strugotina i tragove opekotina.

Za nesmetan pad strugotine važna je instalacija fiksiranja sa obratkom na vertikalni zid (slika 3). Na mašini za menjanje paleta sa delovima koristi se unutrašnji manipulator koji se okreće oko horizontalne ose. U položaju promjene, dio poprima uobičajeni vertikalni položaj i može se zamijeniti ručno ili automatski vanjskim manipulatorom koji povezuje mašinu sa transportnim sistemom.

Prilikom uklanjanja strugotine iz radnog prostora koristi se sistem za usisavanje prašine. Kako je propisano u zemljama EU, usisna mlaznica se nalazi ispod mreže transportera strugotine. Pokupi čestice prašine, ostatke aerosola i sitne krhotine. Velika strugotina se hvata mrežom transportera i uklanja. Ovo rješenje smanjuje snagu sistema za usisavanje prašine.

Uprkos najbolja opcija pričvršćivanje dijela, u nekim slučajevima strugotine se ne uklanjaju slobodnim padom, na primjer, prilikom obrade dijelova tijela koji imaju unutrašnje šupljine u kojima se mogu nakupljati. Za takve slučajeve mašina je opremljena okrugli stol sa velikom brzinom rotacije - 500 min -1 u poređenju sa 50 min -1 na konvencionalnim mašinama. Uz brzu rotaciju, strugotine se izbacuju iz šupljina dijela, posebno ako se, prilikom mijenjanja, povremeno postavlja u horizontalni položaj.

Važan aspekt je kontaminacija mašine. Mali komadići navlaženi uljem prekrivaju komponente mašine u radnom području prilično debelim slojem. Ako je zbog velike kinetičke energije teško ukloniti velike strugotine usisavanjem, onda se male, koje su glavna komponenta onečišćenja, lako uklanjaju. Stoga je upotreba usisivača glavna komponenta kontrole zagađenja.

Aktuelni predmet istraživanja je potraga za univerzalno upotrebljivim rješenjima za usisavanje prašine za različite vrste alata ili mogućnost korištenja magacina i manipulatora automatske izmjene alata za automatsku promjenu usisnih uređaja.

termalni efekat

Termički problemi se tiču ​​i uređaja i procesa obrade, kao i stroja u cjelini. Mašina mora imati termosimetričan dizajn. 3-koordinatni čvorovi, koji su opremljeni mašinama iz spektra Specht, zadovoljavaju ove uslove. Unutrašnji manipulator za satelit sa dijelom koji se može rotirati u vertikalnoj ravni, montiran je na dva nosača u ramovskom nosaču, čime se osigurava i termička simetrija konstrukcije. Time je osigurana ujednačenost termičkih deformacija mašine okomito na površinu dijela. U gornjem dijelu stalak je povezan sa 3-koordinatnim čvorom. Zajedno s kravatom na dnu kreveta, dizajn sprječava prevrtanje. Dolazi do neto translacionog pomaka, koji se može uzeti u obzir uvođenjem kompenzacije.

Termosimetrija, međutim, ne sprečava greške duž Z ose, u iskrenosti produženja vretena i komponenti mašine. Općenito, operacije obrade koje zahtijevaju precizno pozicioniranje duž Z ose nisu tako česte. Međutim, Hüller Hille nudi dodatne opcije za aktivnu kompenzaciju grešaka na ovoj osi. Dakle, mašina Specht 500T je opremljena sistemom kontrole loma laserskog alata. Položaj kontrolnih oznaka na vretenu i na uređaju snima se laserskim snopom, pomoću kojeg se utvrđuje promjena položaja i unosi korekcija.

Konstrukcija procesa obrade određuje tačnost

Ipak, dizajn procesa je ključan za postizanje tačnosti. Redoslijed operacija suhe obrade u odnosu na mokru je značajno promijenjen. U većini slučajeva, direktan prijenos redoslijeda operacija sa mokre na suhu obradu nije poželjan. S druge strane, slijed koji se koristi u suhoj tehnologiji nije štetan u mokroj tehnologiji. Stoga se koncepti suve obrade mogu usvojiti u svim slučajevima.

Primarni zadatak savremene mašinske obrade na alatnim mašinama je podmazivanje alata, kao i brzo uklanjanje strugotine iz zone rezanja. Ako to ne učinite, može doći do problema koji dovode do prijevremenog trošenja ili oštećenja alata, pa čak i do kvara stroja.

Standardna karakteristika na mašinama serije Haas i VM je prstenasti dovod rashladne tečnosti koji obezbeđuje rashladnu tečnost prskanjem u područje rezanja dok uklanja strugotine koje se formiraju tokom rezanja.

Ovaj koncept, u ​​odnosu na tradicionalni, koji koristi crijeva, značajno je poboljšan. Precizno podešavanje vrhova lako pokretnih mlaznica prstena omogućava vam da usmerite mlaz rashladne tečnosti na alat ispod različitim uglovima. Ergonomska postavka prstena omogućava jednostavnu upotrebu i maksimalan razmak.

Pored glavnog sistema za dovod rashladnog sredstva, postoje i drugi načini hlađenja. Jedna od njih je upotreba programabilnih mlaznica rashladnog sredstva (P-Cool), koje se, u zavisnosti od alata, automatski prilagođavaju njegovoj dužini.

Sistem rashladne tečnosti kroz vreteno

Drugi efikasan metod- dovod rashladnog sredstva kroz rep držača alata i kanale reznog alata pod visokim pritiskom. TSC (Through-Spindle Coolant) sistem rashladne tečnosti dostupan je u 2 konfiguracije pritiska: 300 ili 1000 psi (20 ili 70 bara). Njegova efikasnost je posebno visoka pri bušenju dubokih rupa i glodanju dubokih udubljenja.

Sistem vazdušnog mlaza kroz alat

Pri korištenju modernih karbidnih alata sa naprednim premazima za rezanje u suhom okruženju, postoji velika vjerovatnoća ponovnog rezanja strugotine koja se ne ukloni iz zone rezanja na vrijeme. Ovo je glavni razlog povećano habanje alata. Da bi riješio problem, Haas Automation je razvio sistem koji duva zrak kroz alat (dodatak TSC sistemu) koji odmah uklanja strugotine iz područja rezanja prije nego što ponovo uđu u rezni alat. Ova metoda je važna u procesu obrade dubokih karijesa.

Ista funkcija se izvodi pomoću Haas automatskog zračnog pištolja. Sistem je besprijekoran za korištenje mali alati neprikladan za dovod zraka kroz otvor za instrumente. Automatski vazdušni pištolj je odličan dodatak sistemu za dovod vazduha kroz alat. Pištolj se koristi kada je nemoguće koristiti tekući sistem hlađenja i kada je potrebno dopremati značajne količine zraka.

Minimalni sistem rashladne tečnosti

U slučajevima kada nije moguće koristiti tekućinu za rezanje, ali je potrebno osigurati podmazivanje alata, koristi se sistem za dovod minimalne količine podmazivanja. Inovativni Haas sistem raspršuje umerenu količinu maziva na rezne ivice alata pomoću vazdušnog mlaza. Količina rashladne tečnosti koja se koristi je toliko mala da se ne vidi.

Glavna prednost metode je niska potrošnja maziva. Količina vazduha i rashladne tečnosti koja se dovodi je nezavisno podesiva, tj. u svakom specifičnom režimu rada, možete samostalno izvršiti podešavanja za optimalno hlađenje.

Proizvodnja metala može se smatrati efikasnom samo kada je broj neprijatna iznenađenja koji se pojavljuju tokom procesa proizvodnje dijelova.

Efikasna proizvodnja ne može priuštiti povećanje vremena ciklusa dijela, da bi se dobio popravljiv ili nepopravljiv kvar. Najčešće se to događa zbog nepravilnog stezanja obratka, nepravilne upotrebe alata, zagrijavanja radnog predmeta tokom obrade itd. Osim toga, morate obratiti pažnju na uzroke koji su povezani s kvarom vretena alatnih strojeva.
U proizvodnji, posebno onoj koja se bavi proizvodnjom visoko preciznih dijelova, prilikom naručivanja opreme mora se voditi računa o ugradnji najpogodnijih vretena. U toku rada mašine važno je da se vreteno ne pregreje, da ne dođe do sudara sa obradacima i alatnim mašinama, a rashladna tečnost i metalne strugotine ne prodiru kroz zaptivke i ne oštete komponente vretena.

ČVRSTA TIJELA SE ŠIRI PRILIKOM ZAGREVANJA
Od topline koja se oslobađa tokom procesa obrade, ne samo radni komadi, već i samo vreteno mogu se proširiti. Ovo se obično dešava u brzoj obradi i obradi koja zahteva veliku snagu tokom dužeg vremenskog perioda. Ako je produžetak vretena dovoljno velik, može se pomaknuti iz svog normalnog položaja, a to će zauzvrat dovesti do toga da dimenzije dijela budu izvan tolerancije.
Sa linearnim širenjem, razvodni točak se može pomeriti toliko u odnosu na senzore mašine da mašina ne zna tačan položaj vretena, a samim tim i alata. Kao rezultat toga, vrlo je vjerovatno da će mašina stati, što je posebno neugodno kada radi u automatskom ciklusu. Ostalo mogući problem- gubitak vezivanja položaja alata za položaj ruke manipulatora za promjenu alata. Ruka manipulatora radi u skladu s povlačenjem vretena kako bi osigurala alat. Ako njihovi pokreti nisu usklađeni, onda se manipulator može zabiti u alat, a manipulator, alat, kao i vreteno, mogu biti oštećeni.
Linearno širenje vretena može se kontrolirati na nekoliko načina. Prva metoda je dovod hlađenja do njega. Radni fluid je mješavina vode i glikola. Prolazi kroz rashladni plašt, njegovu temperaturu održava rashladna stanica. Druga metoda je dizajniranje vretena na takav način da se prilikom zagrijavanja širi ne naprijed, već unazad. Stoga, točnost dimenzija dijela neće biti pogođena.

RASHLADNA SREDSTVA MORA BITI U RADNOM PROSTORU
Vreteno se također može oštetiti ako tekućina za rezanje prodire u zaptivke i dođe do ležajeva. Prodiranje rashladnog sredstva u vreteno jedan je od glavnih uzroka njegovog kvara. U ovom slučaju, vreteno ima dva glavna neprijatelja - rashladni sistem visokog pritiska i sistem rashladne tečnosti sa veliki iznos mlaznica Mlaznice moraju biti precizno podešene kako bi se osiguralo da minimalna količina rashladne tekućine uđe u vreteno stroja. U svakom slučaju, rashladna tekućina će dospjeti na vreteno, tako da mogu biti potrebni dodatni zasloni, mehanički ili labirintski zaptivači. Ove brtve ne smiju ometati automatsku promjenu alata. Drugi način da pomognete da rashladna tečnost ostane izvan vretena je korištenje sistema za odzračivanje vretena. Uključuje se prilikom promjene alata, povećanja ili smanjenja brzine vretena. Kada se brzina vretena promijeni, zračne struje i toplina oslobođena iz vretena uzrokuju prodiranje rashladne tekućine u vreteno. Sistem za odzračivanje uklanja rashladnu tečnost i tako štiti vreteno od oštećenja. Upotreba sistema za odzračivanje nije neophodna za sve primene, ali će biti jeftinije ugraditi ga kao opciju i uštedeti na popravkama vretena. Prilikom brušenja, sistem za čišćenje zraka također štiti vreteno od fine metalne prašine.

KAKO IZBJEĆITI SUDAR
Lom vretena kao rezultat sudara je prilično česta pojava. Do sudara dolazi iz raznih razloga. Na primjer, operater može slučajno uneti pogrešnu vrijednost, zaboravivši staviti separator i pritisnuti dugme. Čak i ako odmah shvati grešku, možda neće biti dovoljno vremena da zaustavi mašinu. Jedan od načina da se riješi ova vrsta problema je korištenje softver za obradu modeliranja. Grafički interfejs vam omogućava da pratite ceo proces korak po korak i vidite tačke mogućeg sudara sa radnim komadom, učvršćenjem ili samom mašinom.
Često je potrebno izvršiti obradu dovoljno blizu mašinske opreme. Na primjer, prilikom glodanja ili bušenja - blizu škripca. Rezultat je povećana krutost i, posljedično, točnost proizvodnje. Vibracije se rješavaju na isti način. Blizina alata alatnoj mašini tokom simulacije može dovesti do sudara u stvarnosti. U ovom slučaju, nakon simulacije, programeri moraju nužno upozoriti operatere o mogućim mjestima sudara, a zatim će potonji biti spremni proći kroz opasne dijelove prilikom otklanjanja grešaka u programu minimalnom brzinom.
Na vreteno mogu negativno uticati vibracije koje nastaju kada sistem mašina - učvršćenje - alat - deo nije dovoljno krut. Za neke aplikacije mogu biti potrebni antivibracijski alati i učvršćenja koji pružaju visoku čvrstoću stezanja alata.