Karan solmujen ominaisuudet. Monikäyttöisten CNC-koneiden tärkeä ominaisuus on moottorin karojen käyttö niiden suunnittelussa. Ne tarjoavat korkean pyörimistarkkuuden, suuria lukuja kierrokset (jopa 60 000 rpm ja enemmän), niillä on pienet mitat ja oma paino. Edellytyksenä on jäähdytysjärjestelmien olemassaolo. Käytetään ulkoista ja sisäistä jäähdytysnesteen syöttöjärjestelmää. Ulkoinen järjestelmä perustuu oikeaan suuntaan asennettujen suuttimien käyttöön leikkuutyökalun jäähdyttämiseksi ja lastujen huuhtomiseksi koneistetuilta pinnoilta. sisäinen järjestelmä tarjoaa jäähdytysnesteen syötön suoraan karan kautta. Jäähdytysnesteiden paine voi saavuttaa merkittäviä arvoja.

Yksi esimerkki tällaisen karan ulkonäöstä on esitetty kuvassa. 79. Ja kuvassa 79. 80 esittää leikkausta samanlaisesta laitteesta. On syytä kiinnittää huomiota tärinäanturien ja lämpötila-anturien olemassaoloon laakereissa sekä työkalun läsnäolotunnistimessa ja asentotunnistimessa.

Riisi. 79. Ulkomuoto kara osien nopeaan koneistukseen

Riisi. 80. Karalaitteen rakennekaavio (pituusleikkaus)

Tällainen lukuisat tietolähteet koneistusprosessista tekevät siitä ongelmattoman ja turvallisen korkeissa leikkausolosuhteissa ja mahdollistavat työkappaleiden vaaditun mittatarkkuuden.

Kuvassa Kuva 81 esittää kaavioita monikäyttöisten koneiden karakokoonpanojen toimintaparametreista. Numero 1 osoittaa kehitetyn tehon riippuvuuskäyrää karan kierrosluvusta ja numero 2 - käyrää kehitetyn vääntömomentin riippuvuudesta myös karan nopeudesta.

Näiden parametrien muutoksen luonne näkyy selvästi käyrien muodosta, eikä se vaadi selitystä.

MTS-28.63-mallin karalle on ominaista korkeammat teho- ja vääntömomenttiparametrien arvot kuin ETS-21.32-mallin karalle, mikä vastaa taulukon tietoja. 10. Kierrosten määrä on paljon pienempi.

Siksi mallia MTS-28.63 tulisi käyttää ankarammissa koneistusolosuhteissa, mukaan lukien rouhintatoiminnot.

Riisi. Kuva 81. Karayksiköiden toiminnan parametrien (teho ja vääntömomentti) kuvaajat: a - karamalli ETS-21.32; b – karamalli MTS-28.63

Tab. 10. Työstökoneiden karayksiköiden mallit ja niiden tekniset tiedot

Tab. 11. Joidenkin koneistuskeskusten karayksiköiden pääominaisuudet

Karayksiköt, jotka ovat työstökoneiden pääyksiköitä ja eniten vastuussa käsittelyn laadusta, on varustettu lisäjärjestelmillä. Niiden joukossa on sisäinen jäähdytysjärjestelmä, järjestelmä jäähdytysnesteen syöttämiseksi työkaluun karan kautta, järjestelmä osien jäähdyttämiseksi kastelemalla paineen alaisena erityisten suutinputkien kautta. Siellä on tärinän voimakkuusantureita sekä lämpötila-antureita laakerikokoonpanoille, työkalun läsnäololle jne. (Kuva 82).

Vaikeat nopean koneistuksen olosuhteet huomioiden laakerikokoonpanojen nopean vaihdon ja laakerien kestävyyden lisäämisen keraamisia vierintäelementtejä käyttämällä käsitellään.

A

b

Riisi. 82. Antureiden sijoituskaavio: a - tärinän esiintyminen; b - laakerien lämmityslämpötilat

Koneiden jäähdytysjärjestelmät. CNC-työstökoneiden kehittäjät kiinnittävät suurta huomiota jäähdytysongelmaan. Huomion kohteena ovat karayksiköt, joiden pyörimisnopeus saavuttaa kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa. Käsittelyn tarkkuus ja itse yksiköiden toiminnan kestävyys riippuvat koneen rakenneosien tehokkaasta jäähdytyksestä.

Vielä tärkeämpää on työstettävän kappaleen ja työkalun tehokas jäähdyttäminen leikkausvyöhykkeellä. Tämä määrittää tuloksena olevien mittojen tarkkuuden ja leikkuutyökalun kestävyyden. Tällä hetkellä käytetään erilaisia ​​järjestelmiä LC:n syöttämiseksi leikkausalueelle (kuva 83). Syötä esimerkiksi paineen alaisena karan ja työkaluun tehtyjen kanavien kautta. Tässä tapauksessa osa jäähdytetään suoraan työstettävän pinnan yli (reiässä). Parannetut leikkausolosuhteet lastujen huuhtelun ansiosta. Kovametalliporiin, joiden halkaisija on 1 mm tai enemmän, voidaan toimittaa tällaisia ​​kanavia sisäistä syöttöä varten.

Nykyaikaisen työstökoneistuksen päätehtävänä on työkalujen voitelu sekä lastujen nopea poisto leikkausvyöhykkeeltä. Jos näin ei tehdä, seurauksena voi olla ongelmia, jotka johtavat työkalun ennenaikaiseen kulumiseen tai vaurioitumiseen ja jopa koneen rikkoutumiseen.

Haas- ja VM-sarjan koneissa on vakiona rengasmainen jäähdytysnesteen syöttö, joka ruiskuttaa jäähdytysnestettä leikkausalueelle ja poistaa samalla leikattaessa syntyviä lastuja.

Tämä konsepti on huomattavasti parempi verrattuna perinteiseen letkuja käyttävään konseptiin. Renkaan helposti liikkuvien suuttimien kärkien tarkka säätö mahdollistaa jäähdytysnestesuihkun ohjaamisen alla olevaan työkaluun eri kulmat. Ergonominen rengasasetus tarjoaa helpon käytön ja maksimaalisen välyksen.

Pääjäähdytysnesteen syöttöjärjestelmän lisäksi on muitakin jäähdytystapoja. Yksi niistä on ohjelmoitavien jäähdytysnestesuuttimien (P-Cool) käyttö, jotka työkalusta riippuen säätyvät automaattisesti pituuteensa.

Jäähdytysjärjestelmä karan läpi

Toinen tehokas menetelmä- jäähdytysnesteen syöttö työkalunpitimen peräpään ja leikkuutyökalun kanavien kautta korkealla paineella. TSC (Through-Spindle Coolant) -jäähdytysjärjestelmä on saatavana kahdessa painekokoonpanossa: 300 tai 1000 psi (20 tai 70 bar). Sen hyötysuhde on erityisen korkea porattaessa syviä reikiä ja jyrsimällä syviä syvennyksiä.

Ilmasuihkujärjestelmä työkalun läpi

Käytettäessä nykyaikaisia ​​kovametallityökaluja edistyneillä pinnoitteilla leikkaamiseen kuivassa ympäristössä, on suuri todennäköisyys leikata lastuja uudelleen, joita ei poisteta leikkausvyöhykkeeltä ajoissa. Tämä on pääsyy lisääntynyt työkalujen kuluminen. Ongelman ratkaisemiseksi Haas Automation kehitti järjestelmän, joka puhaltaa ilmaa työkalun läpi (lisäys TSC-järjestelmään), joka poistaa lastut välittömästi leikkausalueelta ennen kuin ne tulevat takaisin leikkuutyökaluun. Tämä menetelmä on tärkeä syvien onteloiden käsittelyssä.

Sama toiminto suoritetaan Haasin automaattisella ilmapistoolilla. Järjestelmä on virheetön käyttää pieniä työkaluja ei sovellu ilman syöttämiseen instrumenttiportin kautta. Automaattinen ilmapistooli on loistava lisä työkalun läpi toimivaan ilmansyöttöjärjestelmään. Pistoolia käytetään, kun nestejäähdytysjärjestelmää on mahdotonta käyttää ja kun on tarpeen syöttää huomattavia määriä ilmaa.

Minimi jäähdytysnestejärjestelmä

Tapauksissa, joissa ei ole mahdollista käyttää leikkausnestettä, mutta on tarpeen varmistaa työkalun voitelu, käytetään järjestelmää vähimmäisvoitelumäärän syöttämiseksi. Innovatiivinen Haas-järjestelmä ruiskuttaa kohtuullisen määrän voiteluainetta työkalun leikkuureunoihin ilmasuihkulla. Käytetty jäähdytysnestemäärä on niin pieni, ettei sitä näe.

Menetelmän tärkein etu on alhainen voiteluaineen kulutus. Syötettävän ilman ja jäähdytysnesteen määrä on säädettävissä itsenäisesti, ts. jokaisessa käyttötilassa voit tehdä itsenäisesti säätöjä optimaalista jäähdytystä varten.

Valmistaja: Sunmill, tuotanto: Taiwan

Yleistä JHV-710 CNC-pystytyöstökeskuksesta

Vaihtoehdot, kuvaukset

Jokainen SUNMILL-kone on testattu:

PALLOTANKOTESTI

Pallotankotestin avulla tarkistetaan pyöreys, epämuodostuma ja takaisinheitto (toimilaitteen epäsopivuus).

Lasertarkastus

Lisävaihtoehtoja:

4. ja 5. akselin käsittely (valinnainen):

CNC-jyrsinkoneeseen on mahdollista asentaa 4. / 5. akseli ja vastaavasti luoda 4. / 5. koordinaattien työstökeskus. Koneistuskeskuksen pöydälle voidaan asentaa pystysuoraksi pyörivä pöytä(4. akseli) ja kallistus/kallistusakseli (5. akseli). Asennettaessa 4. tai 5. akselia on suositeltavaa käyttää FANUC 18iMB ohjausjärjestelmää.

Jäähdytysnesteen syöttö karan kautta:

Jäähdytysnesteen syöttäminen karan kautta erikoistyökalulla mahdollistaa paremman lämmön haihtumisen umpireikien työstyksessä ja estää työkalun ja työkappaleen ylikuumenemisen. Toimitetaan täydellisenä suodatusjärjestelmän kanssa.

Nopea kara, jonka avulla voit kestää parametrit: 10000, 12000, 15000 rpm.

Työkalumakasiini 20 tai 24 paikkaan.

Tämän koneen täydellinen sarja.

• CNC-järjestelmän Fanuc 0i-MD ohjain.
• Neljännen akselin käyttöliittymä.
• Kara BT40 10 000 rpm
• Moottorin teho 5,5 / 7,5 kW
• Karan käyttö
• Karan kartiopuhallusjärjestelmä
• Automaattinen voitelujärjestelmä
• Karusellimakasiini ATC 16-työkalut, BT40
• Täydellinen leikkausalueen kotelointi
• Koneen valaistus
• Työkalulaatikko ja dokumentaatiosarja
• Öljyjäähdytteinen kara
• Lasturuuvikuljetin

Varusteet lisämaksusta:

02.11.2012
Uudet ohjeet metallintyöstön jäähdytysnesteteknologiaan

1. Öljy emulsion sijaan

90-luvun alussa. Ehdotuksia jäähdytysnesteemulsioiden korvaamisesta puhtailla öljyillä tarkasteltiin prosessin kokonaiskustannusanalyysin kannalta. Suurin vastalause oli korkea hinta vedettömät käyttönesteet (5-17 % prosessin kokonaiskustannuksista) verrattuna vesipohjaisiin jäähdytysnesteisiin.
Tällä hetkellä jäähdytysnesteemulsioiden korvaaminen puhtailla öljyillä on mahdollinen ratkaisu moniin ongelmiin. Puhtaita öljyjä käytettäessä etuna ei ole vain hinta, vaan myös metallintyöstön laadun parantaminen sekä työturvallisuuden varmistaminen. Turvallisuuden kannalta puhtaat öljyt ovat vähemmän haitallisia joutuessaan alttiiksi ihmisen ihoalueille kuin emulsiot. Ne eivät sisällä biosideja ja fungisidejä. Vedettömällä jäähdytysnesteellä on pidempi käyttöikä (6 viikosta yksittäisissä koneissa 2-3 vuoteen keskitetyissä kiertojärjestelmissä). Puhtaiden öljyjen käyttö on vähäistä Negatiivinen vaikutus ekologiasta. Puhtaat öljyt tarjoavat korkeamman laadun metallityöstölle lähes kaikissa prosessin vaiheissa (yli 90 %).
Emulsion korvaaminen öljyillä parantaa jäähdytysnesteen voitelukykyä, parantaa pinnan laatua hionnan (viimeistelyn) aikana ja pidentää merkittävästi laitteiston käyttöikää. Hinta-analyysi osoitti, että vaihteiston valmistuksessa lähes kaikkien vaiheiden kustannukset puolittuvat.
Käytettäessä vedettömiä jäähdytysnesteitä CBN (cubic boor nitride) -kuorinta- ja rei'ityslaitteiden käyttöikä kasvaa 10-20-kertaiseksi. Lisäksi valurautaa ja mietoja teräksiä työstettäessä ei tarvita ylimääräistä korroosiosuojausta. Sama koskee laitteita, vaikka suojamaalikerros olisi vaurioitunut.
Ainoa vedettömien jäähdytysnesteiden haittapuoli on suuren lämmön vapautuminen metallintyöstöprosessin aikana. Lämmön haihtumista voidaan vähentää kertoimella neljä, mikä on erityisen tärkeää sellaisissa toiminnoissa kuin porattaessa kovia ja hiilipitoisia materiaaleja. Tässä tapauksessa käytettyjen öljyjen viskositeetin tulee olla mahdollisimman alhainen. Tämä johtaa kuitenkin käyttöturvallisuuden heikkenemiseen (öljysumu jne.), ja haihtuvuus riippuu eksponentiaalisesti viskositeetin laskusta. Lisäksi leimahduspiste pienenee. Tämä ongelma voidaan ratkaista käyttämällä epätavanomaisia ​​(synteettisiä) öljypohjaisia ​​​​öljyjä, joissa yhdistyy korkea leimahduspiste alhainen haihtuvuus ja viskositeetti.
Ensimmäiset öljyt, jotka täyttivät nämä vaatimukset, olivat vetykrakkattujen öljyjen ja esterien seokset, jotka ilmestyivät 80-luvun lopulla. XX vuosisadalla ja puhtaat eteeriset öljyt, jotka tulivat markkinoille 90-luvun alussa.
Mielenkiintoisimpia ovat esteripohjaiset öljyt. Niillä on erittäin alhainen volatiliteetti. Nämä öljyt ovat erilaisten kemiallisten rakenteiden tuotteita, jotka on johdettu sekä eläin- että kasvirasvoista. Alhaisen haihtuvuuden lisäksi eteerisille öljyille on tunnusomaista hyvät tribologiset ominaisuudet. Jopa ilman lisäaineita ne vähentävät kitkaa ja kulumista napaisuuden ansiosta. Lisäksi niille on tunnusomaista korkea viskositeetti-lämpötilaindeksi, räjähdys-paloturvallisuus, korkea biostabiilisuus, ja niitä voidaan käyttää paitsi jäähdytysnesteinä myös voiteluöljyinä. Käytännössä on parempi käyttää seosta eteeriset öljyt ja vetykrakkausöljyt, koska tribologiset ominaisuudet pysyvät korkeina ja niiden hinta on paljon alhaisempi.

1.1. Monitoiminen jäähdytysnesteperhe

Ratkaiseva askel voiteluaineiden kustannusten optimoinnissa metallintyöstöprosesseissa oli puhtaiden öljyjen käyttö. Jäähdytysnesteen kokonaiskustannuksia laskettaessa metallintyöstössä käytettävien voiteluaineiden kustannusten vaikutus aliarvioitiin. Euroopassa ja Yhdysvalloissa tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että hydraulinesteitä sekoitetaan leikkausnesteisiin kolmesta kymmeneen kertaan vuodessa.
Kuvassa 1 Nämä tiedot esitetään graafisesti 10 vuoden ajalta Euroopan autoteollisuudessa.

Vesiohenteisten jäähdytysnesteiden tapauksessa merkittävien öljymäärien pääsy jäähdytysnesteeseen johtaa vakavaan muutokseen emulsion laadussa, mikä huonontaa metallintyöstön laatua, aiheuttaa korroosiota ja johtaa kustannusten nousuun. Puhtaita öljyjä käytettäessä jäähdytysnesteen saastuminen voiteluaineilla on huomaamaton ja muodostuu ongelmaksi vasta, kun koneistustarkkuus alkaa heikentyä ja laitteiden kuluminen lisääntyy.
Suuntaus puhtaiden öljyjen käyttöön leikkausnesteinä avaa useita mahdollisuuksia kustannusten alentamiseen. Saksalaisten koneenrakentajien analyysi osoitti, että kussakin työstökonetyypissä käytetään keskimäärin seitsemää erityyppistä voiteluainetta. Tämä puolestaan ​​nostaa esiin vuotoja, yhteensopivuutta ja kaikkien käytettyjen voiteluaineiden kustannuksia koskevia kysymyksiä. Väärä voiteluaineiden valinta ja käyttö voi johtaa laitevikaan, joka todennäköisesti johtaa tuotannon pysäyttämiseen. Yksi mahdolliset ratkaisut Ongelmana on monitoimituotteiden käyttö, jotka täyttävät monenlaiset vaatimukset ja voivat korvata voiteluaineita eri tarkoituksiin. Esteenä yleisnesteiden käytölle ovat standardin vaatimukset ISO hydraulinesteille VG 32 ja 46, koska nykyaikaiset hydraulilaitteet on suunniteltu täyttämään näissä standardeissa annetut viskositeettiarvot. Toisaalta metallintyöstö vaatii alhaisen viskositeetin leikkausnestettä häviöiden vähentämiseksi ja lämmön haihtumisen parantamiseksi nopean metallin leikkauksen aikana. Nämä eri voiteluainesovellusten viskositeettivaatimusten epäjohdonmukaisuudet ratkaistaan ​​käyttämällä lisäaineita kokonaiskustannusten alentamiseksi.
Edut:
. väistämätön hydrauli- ja sisäänajoöljyjen menetys ei heikennä jäähdytysnestettä;
. laadun muuttumattomuus, mikä eliminoi monimutkaiset analyysit;
. jäähdytysnesteiden käyttö voiteluöljyinä vähentää kokonaiskustannuksia;
. luotettavuuden, prosessitulosten ja laitteiden kestävyyden parantaminen vähentää merkittävästi tuotannon kokonaiskustannuksia;
. sovelluksen monipuolisuus.
Universaalisten nesteiden järkevä käyttö on kuluttajan kannalta parempi. Esimerkki tästä on moottoriteollisuus. Samaa öljyä voidaan käyttää sylinterilohkon alkukäsittelyssä ja niiden hionnassa. Tämä tekniikka on erittäin tehokas.

1.2. Pesulinjat

Näissä puhdistustoimenpiteissä vesipohjaisia ​​puhdistusliuoksia tulee välttää, jotta vältetään ei-toivottujen seosten muodostuminen hydrofiilisten öljyjen kanssa. Kiinteät epäpuhtaudet poistetaan öljyistä ultrasuodatuksella ja pesuaineet(energiakustannukset veden puhdistamisesta ja pumppauksesta, jäteveden laadun analysoinnista) voidaan eliminoida, mikä johtaa tuotannon kokonaiskustannusten laskuun.

1.3. Öljyn poisto metalliromusta ja laitteista

Lisäaineiden oikea valinta mahdollistaa metallijätteistä ja laitteista uutettujen öljyjen kierrätyksen takaisin prosessiin. Kierrätysmäärä on jopa 50 % häviöistä.

1.4. Näkökulmat yleisiin nesteisiin - " Unifluid»

Tulevaisuus on alhaisen viskositeetin öljyssä, jota käytetään sekä hydraulinesteenä että leikkausnesteenä metallintyöstössä. Universaali neste" Unifluid» kehitetty ja testattu saksaksi tutkimusprojekti ministeriön sponsoroima Maatalous. Tämän nesteen viskositeetti on 10 mm2/s 40°C:ssa ja se toimii erinomaisesti autojen moottoreiden valmistuslaitoksissa metallintyöstössä, voitelussa ja voimalinjat mukaan lukien hydraulijärjestelmät.

2. Minimoi voiteluaineiden määrä

Lainsäädäntömuutokset ja lisääntyvät turvallisuusvaatimukset ympäristöön sovelletaan myös jäähdytysnesteen tuotantoon. Kansainvälisessä kilpailussa metallinjalostusteollisuus vie kaiken mahdollisia toimenpiteitä alentaakseen tuotantokustannuksia. 1990-luvulla julkaistu autoteollisuuden analyysi osoitti, että suurimmat kustannusongelmat johtuvat käyttönesteiden käytöstä, ja jäähdytysnesteen hinnalla on tässä tapauksessa tärkeä rooli. Todelliset kustannukset muodostuvat itse järjestelmien hinnasta, työkustannuksista ja nesteiden toimintakunnossa pitämisestä, sekä nesteiden että veden puhdistuksesta ja hävittämisestä (kuva 2).

Kaikki tämä johtaa siihen, että voiteluaineiden käytön mahdolliseen vähentämiseen kiinnitetään paljon huomiota. Merkittävä jäähdytysnesteen määrän vähentäminen uusien teknologioiden käytön seurauksena mahdollistaa tuotantokustannusten alentamisen. Tämä edellyttää kuitenkin, että jäähdytysnesteen toiminnot, kuten lämmönpoisto, kitkan vähentäminen ja kiinteiden epäpuhtauksien poisto, ratkaistaan ​​muilla teknologisilla prosesseilla.

2.1. Jäähdytysnesteen tarveanalyysi erilaisia ​​prosesseja metallin työstö

Jos jäähdytysnesteitä ei käytetä, laite luonnollisesti ylikuumenee käytön aikana, mikä voi johtaa rakenteellisiin muutoksiin ja metallin karkaisuun, mittojen muutoksiin ja jopa laitevikaan. Jäähdytysnesteen käyttö mahdollistaa ensinnäkin lämmön poistamisen, ja toiseksi se vähentää kitkaa metallin käsittelyn aikana. Jos laite on kuitenkin valmistettu hiiliseoksista, jäähdytysnesteen käyttö voi päinvastoin johtaa sen rikkoutumiseen ja vastaavasti lyhentää käyttöikää. Ja kuitenkin yleensä jäähdytysnesteiden käyttö (etenkin johtuen niiden kyvystä vähentää kitkaa) johtaa laitteiden käyttöiän pidentämiseen. Hionnassa ja hionnassa jäähdytysnesteen käyttö on erittäin tärkeää. Jäähdytysjärjestelmällä on näissä prosesseissa valtava rooli, sillä se ylläpitää laitteiston normaalia lämpötilaa, mikä on erittäin tärkeää metallintyöstyksessä. Lastunpoisto tuottaa noin 80 % lämmöstä, ja jäähdytysnesteet suorittavat tässä kaksinkertaisen toiminnon, jäähdyttäen sekä leikkuria että lastua estäen mahdollisen ylikuumenemisen. Lisäksi osa pienistä lastuista lähtee jäähdytysnesteen mukana.
Kuvassa Kuva 3 esittää jäähdytysnesteen vaatimukset eri metallintyöstöprosesseissa.

Kuiva (ilman jäähdytysnestettä) metallinkäsittely on mahdollista esimerkiksi murskausprosesseissa ja erittäin harvoin sorvauksessa ja porauksessa. Mutta on huomattava, että kuivakoneistus leikkuutyökalun geometrisesti epätarkalla päässä ei ole mahdollista, koska tässä tapauksessa lämmönpoisto ja nestekastelu vaikuttavat ratkaisevasti tuotteen laatuun ja laitteen käyttöikään. Raudan ja teräksen murskauksessa käytetään nykyään kuivakäsittelyä erikoislaitteiden avulla. Lastujen poisto on kuitenkin suoritettava joko yksinkertaisella puhdistuksella tai paineilmalla, minkä seurauksena syntyy uusia ongelmia: lisääntynyt melu, paineilman lisäkustannukset ja perusteellisen pölyn tarpeen. Lisäksi kobolttia tai krominikkeliä sisältävä pöly on myrkyllistä, mikä vaikuttaa myös tuotantokustannuksiin; alumiinin ja magnesiumin kuivaprosessoinnin aikana lisääntynyttä räjähdys- ja palovaaraa ei voida jättää huomiotta.

2.2. Matala jäähdytysnestejärjestelmät

Määritelmän mukaan voiteluaineen vähimmäismäärä on määrä, joka ei ylitä 50 ml/h.
Kuvassa 4 annetaan piirikaavio järjestelmät, joissa on pieni määrä voiteluainetta.

Annostelulaitteen avulla syötetään pieni määrä jäähdytysnestettä (enintään 50 ml/h) hienoina suihkeina metallintyöstökohteeseen. Kaikista markkinoilla olevista annostelulaitteista vain kahta tyyppiä käytetään menestyksekkäästi metallintyöstyksessä. Yleisimmin käytettyjä ovat paineen alaisena toimivat järjestelmät. Käytetään järjestelmiä, joissa öljy ja paineilma sekoitetaan säiliöissä ja aerosoli syötetään letkulla suoraan metallintyöstöpaikalle. On myös järjestelmiä, joissa öljyä ja paineilmaa syötetään paineen alaisena ilman sekoittumista suuttimeen. Männän yhdellä iskulla syöttämä nestemäärä ja männän taajuus ovat hyvin erilaisia. Syötettävän paineilman määrä määritetään erikseen. Annostelupumpun käytön etuna on, että on mahdollista käyttää tietokoneohjelmia, jotka ohjaavat koko työnkulkua.
Koska voiteluainetta käytetään hyvin pieniä määriä, syöttö suoraan työpisteeseen on suoritettava erittäin huolellisesti. Jäähdytysnesteen syöttöä on kahta tyyppiä, jotka ovat melko erilaisia: sisäinen ja ulkoinen. Ulkoisella nestesyötöllä seos ruiskutetaan suuttimilla leikkaustyökalun pinnalle. Tämä prosessi on suhteellisen halpa, helppo suorittaa eikä vaadi paljon työtä. Kuitenkin ulkoisella jäähdytysnesteen syötöllä työkalun pituuden suhde reiän halkaisijaan ei saa olla suurempi kuin 3. Lisäksi leikkaustyökalua vaihdettaessa on helppo tehdä asentovirhe. Sisäisellä jäähdytysnesteellä aerosoli syötetään leikkuutyökalun sisällä olevan kanavan kautta. Pituuden ja halkaisijan suhteen on oltava suurempi kuin 3, ja sijaintivirheet eivät ole mahdollisia. Lisäksi lastut on helppo poistaa samojen sisäkanavien kautta. Työkalun vähimmäishalkaisija on 4 mm, koska siinä on jäähdytysnestekanava. Tämä prosessi on kalliimpi, koska jäähdytysneste syötetään koneen karan kautta. Järjestelmillä, joissa on vähän jäähdytysnestettä, on yksi yhteinen piirre: neste pääsee työskentelyalueelle pienten pisaroiden (aerosolin) muodossa. Samaan aikaan myrkyllisyys ja työpaikan hygieniastandardien pitäminen oikealla tasolla nousevat pääongelmiin. Jäähdytysnesteen aerosolisyöttöjärjestelmien nykyaikainen kehitys mahdollistaa työpaikan tulvimisen estämisen, ruiskutushäviöiden vähentämisen ja siten työpaikan ilmanlaadun parantamisen. Suuri määrä matalan jäähdytysnesteen syöttöjärjestelmiä johtaa siihen, että vaikka tarvittava pisarakoko on mahdollista valita, monia indikaattoreita, kuten pitoisuus, hiukkaskoko jne., ei ymmärretä hyvin.

2.3. Jäähdytysneste matalavirtausjärjestelmiin

Mineraaliöljyjen ja vesipohjaisten leikkausnesteiden ohella käytetään nykyään estereisiin ja rasva-alkoholeihin perustuvia öljyjä. Koska matalan jäähdytysnesteen järjestelmissä käytetään virtausvoiteluöljyjä, joita ruiskutetaan työalueelle aerosolien ja öljysumun muodossa, työterveys- ja turvallisuusasiat (OHS) ovat tärkeitä. Tässä suhteessa on edullista käyttää estereisiin ja rasva-alkoholeihin perustuvia voiteluaineita, joissa on vähän myrkyllisiä lisäaineita. Luonnollisilla rasvoilla ja öljyillä on suuri haittapuoli - alhainen hapettumiskestävyys. Esteri- ja rasvahappopohjaisia ​​voiteluaineita käytettäessä työalueelle ei muodostu saostumia niiden korkean antioksidanttisen stabiilisuuden vuoksi. Taulukossa. Taulukossa 1 esitetään tiedot estereisiin ja rasva-alkoholeihin perustuvista voiteluaineista.

Järjestelmässä, jossa on vähän jäähdytysnestettä, oikea voiteluaineen valinta on erittäin tärkeää. Päästöjen vähentämiseksi käytetyn voiteluaineen on oltava vähämyrkyllistä ja dermatologisesti turvallista säilyttäen samalla korkea voitelevuus ja lämpöstabiilisuus. Synteettisiin estereisiin ja rasva-alkoholeihin perustuville voiteluaineille on ominaista alhainen haihtuvuus, korkea lämpötila välähdyksiä, alhainen myrkyllisyys ja ovat osoittautuneet käytännön sovelluksissa. Tärkeimmät indikaattorit vähäpäästöisten voiteluaineiden valinnassa ovat leimahduspiste ( DIN EN ISO 2592) ja haihtumishäviö Noackin mukaan ( DIN 51 581T01). t vsp ei saa olla alle 150 °C, ja haihtumishäviöt 250 °C:n lämpötilassa eivät saa ylittää 65 %. Viskositeetti 40 °C:ssa> 10 mm 2 / s.

Samalla viskositeetilla rasva-alkoholipohjaisilla voiteluaineilla on alhaisempi leimahduspiste kuin esteripohjaisilla voiteluaineilla. Niiden haihtuvuus on suurempi, joten jäähdytysvaikutus on pienempi. Voiteluominaisuudet ovat myös suhteellisen alhaiset verrattuna esteripohjaisiin voiteluaineisiin. Rasva-alkoholeja voidaan käyttää siellä, missä voitelu ei ole välttämätöntä. Esimerkiksi kun käsitellään harmaata valurautaa. Hiili (grafiitti), joka on osa valurautaa, itsessään tarjoaa voiteluvaikutuksen. Niitä voidaan käyttää myös valuraudan, teräksen ja alumiinin leikkaamiseen, koska työskentelyalue pysyy kuivana nopean haihtumisen seurauksena. Liian korkea haihtuminen ei kuitenkaan ole toivottavaa, koska työalueen ilmansaaste öljysumulla (ei saa ylittää 10 mg / m 3). Esteripohjaiset voiteluaineet ovat hyödyllisiä tarvittaessa hyvä voitelu ja haketta tuhlataan paljon esimerkiksi lankoja katkaistaessa, porattaessa ja sorvattaessa. Esteripohjaisten voiteluaineiden etuna on korkea kiehumis- ja leimahduspiste alhaisilla viskositeetteilla. Tämän seurauksena volatiliteetti on pienempi. Samalla osan pintaan jää korroosiota estävä kalvo. Lisäksi esteripohjaiset voiteluaineet ovat helposti biohajoavia ja niillä on luokan 1 vesisaaste.
Taulukossa. Kuva 2 esittää esimerkkejä synteettisiin estereisiin ja rasva-alkoholeihin perustuvien voiteluaineiden käytöstä.

Alla on lueteltu tärkeimmät näkökohdat suunniteltaessa jäähdytysnesteitä pienivirtausjärjestelmiin. Tärkein asia, johon on kiinnitettävä huomiota jäähdytysnesteitä kehitettäessä, on niiden alhainen haihtuvuus, myrkyttömyys, alhainen vaikutus ihmisen ihoon yhdistettynä korkeaan leimahduspisteeseen. Uuden tutkimuksen tulokset optimaalisten jäähdytysnesteiden valinnasta on esitetty alla.

2.4. Öljysumun muodostumiseen vaikuttavien tekijöiden tutkiminen jäähdytysnestejärjestelmissä, joissa virtaus on pieni

Kun metallintyöstöprosessissa käytetään vähän jäähdytysnestettä, aerosolia muodostuu, kun nestettä johdetaan työalueelle, ja korkea aerosolipitoisuus havaitaan ulkoista ruiskutusjärjestelmää käytettäessä. Tässä tapauksessa aerosoli on öljysumu (hiukkaskoko 1-5 mikronia), jossa on huono vaikutus ihmisen keuhkoihin. Öljysumun muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä tutkittiin (kuva 5).

Erityisen kiinnostava on voiteluaineen viskositeetin vaikutus, nimittäin öljysumun pitoisuuden (öljysumuindeksin) lasku voiteluaineen viskositeetin kasvaessa. Huurtumista ehkäisevien lisäaineiden vaikutuksesta on tehty tutkimuksia niiden haitallisten vaikutusten vähentämiseksi ihmisen keuhkoihin.
Oli tarpeen selvittää, kuinka jäähdytysnestejärjestelmässä käytetty paine vaikuttaa syntyvän öljysumun määrään. Syntyneen öljysumun arvioimiseksi käytettiin "Tyndall cone" -ilmiöön perustuvaa laitetta, tyndallometria (kuva 6).

Öljysumun arvioimiseksi tindallometri sijoitetaan jonkin matkan päähän suuttimesta. Lisäksi saatuja tietoja käsitellään tietokoneella. Alla on arvioinnin tulokset kaavioiden muodossa. Näistä kaavioista voidaan nähdä, että öljysumun muodostuminen lisääntyy paineen noustessa ruiskutuksen aikana, erityisesti käytettäessä matalaviskoosisia nesteitä. Ruiskutuspaineen kaksinkertaistuminen aiheuttaa vastaavan sumumäärän kaksinkertaistumisen. Kuitenkin, jos ruiskutuspaine on alhainen ja laitteiston käynnistysominaisuudet ovat alhaiset, aika, jona jäähdytysnesteen määrä saavuttaa normaalikäytössä vaaditut nopeudet, pitenee. Samaan aikaan öljysumuindeksi kasvaa merkittävästi jäähdytysnesteen viskositeetin pienentyessä. Toisaalta ruiskutuslaitteiden käynnistyssuorituskyky on parempi alhaisen viskositeetin nesteillä kuin korkean viskositeetin nesteillä.
Tämä ongelma ratkaistaan ​​lisäämällä huurtumista estäviä lisäaineita jäähdytysnesteeseen, mikä mahdollistaa eri viskositeetin nesteille muodostuvan sumun määrän vähentämisen (kuva 7).

Tällaisten lisäaineiden käyttö mahdollistaa sumun muodostumisen vähentämisen yli 80 % vaarantamatta järjestelmän käynnistysominaisuuksia tai jäähdytysnesteen stabiilisuutta tai itse öljysumun ominaisuuksia. Tutkimukset ovat osoittaneet, että sumun muodostumista voidaan vähentää merkittävästi oikea valinta käytetyn jäähdytysnesteen roiskepaine ja viskositeetti. Asianmukaisten huurtumista ehkäisevien lisäaineiden käyttöönotto johtaa myös myönteisiin tuloksiin.

2.5. Matalajäähdytysjärjestelmien optimointi porauslaitteisiin

Testit suoritettiin materiaaleille, joita käytettiin järjestelmissä, joissa jäähdytysnesteen syöttö on alhainen (syväporaus (pituus/halkaisija-suhde yli 3) ulkoisella jäähdytysnesteen syöttöllä), porauslaitteilla DMG(Taulukko 3)

Korkeaseosteisesta teräksestä (X90MoSg18) valmistetussa työkappaleessa, jolla on korkea vetolujuus (alkaen 1000 N / mm 2), on porattava sokea reikä. Korkeahiilinen teräspora SE— varsi, jonka leikkuureuna on korkea taivutuskestävyys, pinnoitettu PVD-TIN. jäähdytysnesteet valittiin saadakseen optimaaliset olosuhteet prosessi, jossa otetaan huomioon ulkoinen tarjonta. Tutkittiin eetterin (jäähdytysnesteen pohjan) viskositeetin ja erikoislisäaineiden koostumuksen vaikutusta poran käyttöikään. Testipenkillä voit mitata leikkausvoimien suuruutta z-akselin suunnassa (syvyydestä) Kistler-mittausalustan avulla. Karan suorituskykyä mitattiin koko poraukseen tarvittavan ajan. Kuormien mittaamiseen yhden porauksen aikana käytetyt kaksi menetelmää mahdollistivat kuormien määrittämisen koko kokeen ajan. Kuvassa Kuva 8 esittää kahden esterin ominaisuuksia, joissa kummassakin on samat lisäaineet.

Roman Maslov.
Perustuu ulkomaisten julkaisujen materiaaliin.

Hyvän lastunpoiston varmistamiseksi porauksen aikana jäähdytysneste on syötettävä työkalun kautta. Jos koneessa ei ole jäähdytysnestettä karan kautta, on suositeltavaa

Hyvän lastunpoiston varmistamiseksi porauksen aikana jäähdytysneste on syötettävä työkalun kautta. Jos koneessa ei ole jäähdytysnestettä karan kautta, on suositeltavaa syöttää jäähdytysnestettä erityisten pyörivien sovittimien kautta. Kun reiän syvyys on alle 1xD, ulkoinen jäähdytys ja alennettu tilat ovat sallittuja. Kaaviossa näkyy jäähdytysnesteen kulutus erilaisia ​​tyyppejä porat ja materiaalit. Jäähdytysnestetyyppi Suositeltu emulsio 6-8%. Kun poraat ruostumatonta terästä ja lujia teräksiä, käytä 10 % emulsiota. IDM-poranpäitä käytettäessä käytä 7-15 % emulsioita, jotka perustuvat mineraali- ja kasviöljyt ruostumattoman teräksen ja korkean lämpötilan metalliseosten poraamiseen. Kuivaporaus Porakanavien kautta on mahdollista porata kuivaa valurautaa öljysumulla. Poran pään kulumisoireet Halkaisijan muutos 0 > D nimellinen + 0,15 mm D nimellinen (1) Uusi pää (2) Kulunut pää Tärinä ja melu lisääntyvät voimakkaasti virtausnopeus Jäähdytysnesteen virtaus (l/min) Minimi jäähdytysnesteen paine (bar) Poran halkaisija D (mm) ) Poran halkaisija D (mm) Erikoisporeille, jotka ovat suurempia kuin 8xD, suositellaan korkeaa jäähdytysnesteen painetta 15-70 bar.