Za dobru evakuaciju strugotine tijekom bušenja, rashladno sredstvo mora se dovoditi kroz alat. Ako stroj nije opremljen rashladnim sredstvom kroz vreteno, preporučuje se

Za dobru evakuaciju strugotine tijekom bušenja, rashladno sredstvo mora se dovoditi kroz alat. Ako stroj nije opremljen rashladnim sredstvom kroz vreteno, preporuča se dovod rashladnog sredstva preko posebnih rotirajućih adaptera. S dubinom otvora manjom od 1xD dopušteno je vanjsko hlađenje i smanjeni načini rada. Dijagram prikazuje potrošnju rashladnog sredstva za različite vrste svrdla i materijala. Vrsta rashladnog sredstva Preporučena emulzija 6-8%. Kod bušenja nehrđajućeg čelika i čelika visoke čvrstoće koristite 10% emulziju. Kod upotrebe IDM glava za bušenje koristiti 7-15% emulzije na bazi minerala i biljna ulja za bušenje nehrđajućeg čelika i visokotemperaturnih legura. Suho bušenje Moguće je bušenje suhog lijevanog željeza s uljnom maglom kroz kanale za bušenje. Simptomi istrošenosti glave bušilice Promjena promjera 0 > D nominalni + 0,15 mm D nominalni (1) Nova glava (2) Istrošena glava Vibracije i buka znatno povećavaju brzinu protoka Protok rashladne tekućine (l/min) Minimalni tlak rashladne tekućine (bar) Promjer bušilice D (mm) ) Promjer svrdla D (mm) Za specijalna svrdla veća od 8xD preporučuje se visoki tlak rashladnog sredstva od 15-70 bara.

02.11.2012
Nove smjernice u tehnologiji rashladnog sredstva za obradu metala

1. Ulje umjesto emulzije

Početkom 90-ih. prijedlozi zamjene rashladnih emulzija čistim uljima razmatrani su sa stajališta analize ukupnih troškova procesa. Glavna zamjerka bila je visoka cijena bezvodne radne tekućine (5-17% ukupne cijene procesa) u usporedbi s rashladnim tekućinama na bazi vode.
Trenutno je zamjena emulzija rashladne tekućine čistim uljima moguće rješenje za mnoge probleme. Kod korištenja čistih ulja prednost nije samo u cijeni, već iu poboljšanju kvalitete obrade metala, kao i osiguravanju sigurnosti na radnom mjestu. Što se tiče sigurnosti, čista ulja su manje štetna kada su izložena izloženim dijelovima ljudske kože nego emulzije. Ne sadrže biocide i fungicide. Bezvodna sredstva za hlađenje imaju duži vijek trajanja (od 6 tjedana za pojedinačne strojeve do 2-3 godine u centraliziranim cirkulacijskim sustavima). Upotreba čistih ulja ima manje Negativan utjecaj na ekologiju. Čista ulja pružaju više visoka kvaliteta obrada metala u gotovo svim fazama procesa (više od 90%).
Zamjena emulzije uljima osigurava bolju podmazivost rashladne tekućine, poboljšava kvalitetu površine tijekom brušenja (završne obrade) i značajno produljuje životni vijek opreme. Analiza cijena pokazala je da je u proizvodnji mjenjača trošak gotovo svih stupnjeva prepolovljen.
Pri korištenju bezvodnih rashladnih sredstava, radni vijek opreme za CBN (kubni bor nitrid) ljuštenje i probijanje rupa povećava se 10-20 puta. Osim toga, kod strojne obrade lijevanog željeza i mekih čelika nije potrebna dodatna zaštita od korozije. Isto vrijedi i za opremu, čak i ako je zaštitni sloj boje oštećen.
Jedini nedostatak bezvodnih rashladnih tekućina je oslobađanje velike količine topline tijekom 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 udjelom ugljika. U tom slučaju, viskoznost korištenih ulja 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 i plamenište. Ovaj se problem može riješiti korištenjem nekonvencionalnih (sintetičkih) baza ulja koje kombiniraju visoko plamište s niskom hlapljivošću i viskoznošću.
Prva ulja koja su zadovoljila te zahtjeve bile su mješavine hidrokrekiranih ulja i estera, koje su se pojavile kasnih 80-ih. XX. stoljeća, te čista eterična ulja koja su ušla na tržište početkom 90-ih.
Najzanimljivija su ulja na bazi estera. Imaju vrlo nisku volatilnost. Ova ulja su proizvodi različitih kemijskih struktura dobiveni iz životinjskih i biljnih masti. Osim niske hlapljivosti, eterična ulja karakteriziraju dobra tribološka svojstva. Čak i bez aditiva, zahvaljujući svojoj polarnosti omogućuju smanjenje trenja i trošenja. Osim toga, karakterizira ih visok indeks viskoznosti i temperature, sigurnost od eksplozije i požara, visoka biostabilnost i mogu se koristiti ne samo kao rashladna sredstva, već i kao ulja za podmazivanje. U praksi je bolje koristiti mješavinu esencijalna ulja i ulja za hidrokrekiranje, budući da tribološka svojstva ostaju visoka, a cijena im je znatno niža.

1.1. Obitelj višenamjenskih rashladnih tekućina

Odlučujući korak u optimizaciji troškova maziva u procesima obrade metala bila je uporaba čistih ulja. Pri izračunu ukupne cijene rashladne tekućine podcijenjen je utjecaj cijene maziva koja se koriste u obradi metala. Istraživanja u Europi i SAD-u pokazala su da se hidrauličke tekućine miješaju s tekućinama za rezanje tri do deset puta godišnje.
Na sl. 1 ovi podaci prikazani su grafički u razdoblju od 10 godina u europskoj automobilskoj industriji.

U slučaju rashladnih tekućina na bazi vode, ulazak značajnih količina ulja u rashladnu tekućinu 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 trošenje opreme se povećava.
Trend prema korištenju čistih ulja kao tekućina za rezanje otvara brojne mogućnosti za smanjenje troškova. Analiza njemačkih proizvođača strojeva pokazala je da se u prosjeku u svakoj vrsti alatnih strojeva koristi sedam različitih vrsta maziva. To zauzvrat postavlja pitanja curenja, kompatibilnosti i cijene svih korištenih maziva. Pogrešan odabir i uporaba maziva može dovesti do kvara opreme, što će vjerojatno dovesti do zaustavljanja proizvodnje. Jedan od moguća rješenja Ovaj problem predstavlja korištenje višenamjenskih proizvoda koji zadovoljavaju širok raspon zahtjeva i mogu zamijeniti maziva za različite namjene. Prepreka za korištenje univerzalnih tekućina su zahtjevi standarda ISO na hidraulične tekućine V G 32 i 46 jer je moderna hidraulička oprema dizajnirana da zadovolji vrijednosti viskoznosti navedene u ovim standardima. S druge strane, obrada metala zahtijeva tekućinu za rezanje niske viskoznosti kako bi se smanjili gubici i poboljšala disipacija topline tijekom rezanja metala velikom brzinom. Ove nedosljednosti u zahtjevima viskoznosti za različite primjene maziva rješavaju se upotrebom aditiva za smanjenje ukupnih troškova.
Prednosti:
. neizbježan gubitak hidrauličkog ulja i ulja za probijanje ne oštećuje rashladno sredstvo;
. nepromjenjivost kvalitete, koja eliminira složene analize;
. korištenje rashladnih sredstava kao ulja za podmazivanje smanjuje ukupne troškove;
. poboljšanjem pouzdanosti, rezultata procesa i trajnosti opreme značajno se smanjuju ukupni troškovi proizvodnje;
. svestranost primjene.
Racionalna upotreba univerzalnih tekućina je poželjnija od potrošača. Primjer za to je industrija motora. Isto ulje može se koristiti u početnoj obradi bloka cilindra iu njihovom honanju. Ova tehnologija je vrlo učinkovita.

1.2. Linije za pranje

U ovim linijama čišćenja moraju se izbjegavati otopine za čišćenje na bazi vode kako bi se izbjeglo stvaranje nepoželjnih mješavina s hidrofilnim uljima. Čvrsti kontaminanti uklanjaju se iz ulja ultrafiltracijom, i deterdženti(troškovi energije za čišćenje i crpljenje vode, analiza kvalitete otpadnih voda) mogu se eliminirati, što će dovesti do smanjenja ukupnih troškova proizvodnje.

1.3. Uklanjanje ulja iz starog željeza i opreme

Pravilan odabir aditiva omogućuje da se ulja dobivena iz metalnog otpada i opreme ponovno recikliraju u proces. Volumen recirkulacije je do 50% gubitaka.

1.4. Perspektive univerzalnih tekućina - " Unifluidna»

Budućnost je u ulju niske viskoznosti, koje će se koristiti i kao hidraulička tekućina i kao tekućina za rezanje za obradu metala. Univerzalna tekućina" Unifluidna» razvijeno i testirano na njemačkom jeziku istraživački projekt pod pokroviteljstvom ministarstva Poljoprivreda. Ova tekućina ima viskoznost od 10 mm2/s na 40°C i izvrsno se ponaša u pogonima za proizvodnju automobilskih motora za obradu metala, podmazivanje i linije sile uključujući hidrauličke sustave.

2. Smanjite količinu lubrikanata

Promjene u zakonodavstvu i sve veći zahtjevi za očuvanjem 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 tekućina, pri čemu cijena rashladne tekućine u ovom slučaju igra važnu ulogu. Pravi trošak proizlazi iz cijene samih sustava, cijene rada i cijene održavanja tekućina u radnom stanju, cijene čišćenja tekućina i vode te odlaganja (Slika 2).

Sve to dovodi do toga da se velika pažnja posvećuje mogućem smanjenju upotrebe maziva. Značajno smanjenje količine korištene rashladne tekućine, kao rezultat korištenja novih tehnologija, omogućuje smanjenje troškova proizvodnje. Međutim, to zahtijeva da se funkcije rashladne tekućine kao što su disipacija topline, smanjenje trenja, uklanjanje krutih kontaminanata rješavaju drugim tehnološkim procesima.

2.1. Analiza potreba rashladnog sredstva za razne procese obrada metala

Ako se rashladna sredstva ne koriste, tada se, naravno, oprema tijekom rada pregrijava, što može dovesti do strukturnih promjena i kaljenja metala, promjena dimenzija, pa čak i kvara opreme. Korištenje rashladne tekućine, prvo, omogućuje uklanjanje topline, a drugo, smanjuje trenje tijekom obrade metala. Međutim, ako je oprema izrađena od ugljičnih legura, tada uporaba rashladnog sredstva može, naprotiv, dovesti do njegovog kvara i, sukladno tome, smanjiti životni vijek. Pa ipak, u pravilu, uporaba rashladnih tekućina (osobito zbog njihove sposobnosti smanjenja trenja) dovodi do povećanja vijeka trajanja opreme. U slučaju brušenja i honanja upotreba rashladnog sredstva je izuzetno važna. Sustav hlađenja igra veliku ulogu u tim procesima, jer održava normalnu temperaturu opreme, što je vrlo važno u obradi metala. Uklanjanje strugotine stvara oko 80% topline, a rashladna sredstva ovdje imaju dvostruku funkciju, hlade i rezač i strugotinu, sprječavajući moguće pregrijavanje. Osim toga, dio sitnih strugotina odlazi s rashladnom tekućinom.
Na sl. Slika 3 prikazuje zahtjeve rashladnog sredstva za različite procese obrade metala.

Suha (bez rashladne tekućine) obrada metala moguća je u postupcima poput drobljenja, a vrlo rijetko kod tokarenja i bušenja. Ali treba napomenuti da suha obrada s geometrijski nepreciznim krajem alata za rezanje nije moguća, jer u ovom slučaju odvođenje topline i navodnjavanje tekućinom odlučujuće utječu na kvalitetu proizvoda i životni vijek opreme. Trenutno se koristi suha obrada u drobljenju željeza i čelika uz pomoć posebne opreme. Međutim, uklanjanje strugotine mora se provesti ili jednostavnim čišćenjem ili komprimiranim zrakom, a kao rezultat toga nastaju novi problemi: povećana buka, dodatni trošak komprimiranog zraka i potreba za temeljitim otprašivanjem. Osim toga, prašina koja sadrži kobalt ili krom nikal je otrovna, što također utječe na troškove proizvodnje; ne može se zanemariti povećana opasnost od eksplozije i požara tijekom suhe obrade aluminija i magnezija.

2.2. Sustavi s niskim rashladnim sredstvom

Po definiciji, minimalna količina lubrikanta je količina koja ne prelazi 50 ml/h.
Na sl. 4 je dano kružni dijagram sustavi s minimalnom količinom maziva.

Uz pomoć uređaja za doziranje, mala količina rashladne tekućine (maksimalno 50 ml/h) dovodi se u obliku finih sprejeva na mjesto obrade metala. Od svih vrsta dozatora na tržištu, samo se dvije vrste uspješno koriste u obradi metala. Najviše se koriste sustavi koji rade pod pritiskom. Koriste se sustavi gdje se ulje i komprimirani zrak miješaju u spremnicima, a aerosol se crijevom dovodi direktno na mjesto obrade metala. Postoje i sustavi gdje se ulje i komprimirani zrak, bez miješanja, pod pritiskom dovode do mlaznice. Volumen tekućine koju isporučuje klip u jednom taktu i frekvencija klipa vrlo su različite. Količina isporučenog komprimiranog zraka određuje se posebno. Prednost korištenja dozirne pumpe je u tome što je moguće koristiti računalne programe koji kontroliraju cijeli tijek rada.
Budući da se koriste vrlo male količine maziva, opskrba izravno na radnu stanicu mora biti obavljena s velikom pažnjom. Postoje dvije vrste dovoda rashladnog sredstva, koje se prilično razlikuju: unutarnje i vanjsko. S vanjskim dovodom tekućine, smjesa se raspršuje mlaznicama na površinu alata za rezanje. Ovaj postupak je relativno jeftin, jednostavan za izvođenje i ne zahtijeva puno rada. Međutim, s vanjskim dovodom rashladne tekućine, omjer duljine alata i promjera rupe ne smije biti veći od 3. Osim toga, prilikom promjene alata za rezanje lako je napraviti pogrešku položaja. S unutarnjim rashladnim sredstvom, aerosol se dovodi kroz kanal unutar alata za rezanje. Omjer duljine i promjera mora biti veći od 3, a položajne pogreške su isključene. Osim toga, čips se lako uklanja kroz iste unutarnje kanale. Minimalni promjer alata je 4 mm, zbog prisutnosti kanala za rashladno sredstvo. Ovaj proces je skuplji jer se rashladno sredstvo dovodi preko vretena stroja. Sustavi s malom opskrbom rashladnim sredstvom imaju jednu zajedničku stvar: tekućina ulazi u radno područje u obliku malih kapljica (aerosol). U isto vrijeme, toksičnost i održavanje higijenskih standarda radnog mjesta na odgovarajućoj razini postaju glavni problemi. Suvremeni razvoj sustava za opskrbu aerosolom rashladne tekućine omogućuje sprječavanje poplava radnog mjesta, smanjenje gubitaka tijekom raspršivanja, čime se poboljšava kvaliteta zraka na radnom mjestu. Velik broj sustava za opskrbu rashladnom tekućinom s niskim postotkom dovodi do činjenice da iako je moguće odabrati potrebnu veličinu kapljica, mnogi pokazatelji, poput koncentracije, veličine čestica itd., nisu dobro shvaćeni.

2.3. Rashladno sredstvo za sustave s malim protokom

Uz mineralna ulja i rezne tekućine na bazi vode, danas se koriste ulja na bazi estera i masnih alkohola. Budući da sustavi s niskim rashladnim sredstvom koriste protočna ulja za podmazivanje raspršena u radno područje u obliku aerosola i uljne magle, tada pitanja zaštite na radu 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 oksidacijsku stabilnost. Pri korištenju maziva na bazi estera i masnih kiselina ne stvaraju se naslage u radnom području zbog njihove visoke antioksidativne stabilnosti. U tablici. Tablica 1 prikazuje podatke za maziva na bazi estera i masnih alkohola.

Za sustave s malom količinom rashladne tekućine, pravilan odabir maziva je od velike važnosti. Kako bi se smanjile emisije, upotrijebljeno mazivo mora biti niskotoksično i dermatološki sigurno, uz zadržavanje visoke mazivosti i toplinske stabilnosti. Maziva na bazi sintetičkih estera i masnih alkohola karakterizira niska isparljivost, visoka temperatura bljeskovi, niske toksičnosti i dokazali su se u praktičnim primjenama. Glavni pokazatelji pri odabiru maziva s niskom emisijom su plamište ( DIN EN ISO 2592) i gubitak isparavanjem prema Noacku ( DIN 51 581T01). t vsp ne smije biti niža od 150 °C, a gubici isparavanjem pri temperaturi od 250 °C ne smiju biti veći od 65%. Viskoznost na 40 ° C> 10 mm 2 / s.

Za istu viskoznost, maziva na bazi masnog alkohola imaju nižu točku paljenja od maziva na bazi estera. Njihova isparljivost je veća, pa je učinak hlađenja manji. Svojstva podmazivanja također su relativno niska u usporedbi s mazivima na bazi estera. Masni alkoholi se mogu koristiti tamo gdje mazivost nije neophodna. Na primjer, kod obrade sivog lijeva. Ugljik (grafit), koji je dio lijevanog željeza, sam osigurava učinak podmazivanja. Također se mogu koristiti pri rezanju lijevanog željeza, čelika i aluminija, budući da radno područje ostaje suho zbog brzog isparavanja. Međutim, preveliko isparavanje je nepoželjno zbog onečišćenja zraka u radnom području uljnom maglom (ne smije prelaziti 10 mg / m 3). Lubrikanti na bazi estera korisni su kada su potrebni dobro podmazivanje a veliki je gubitak strugotine, na primjer, kod rezanja navoja, bušenja i tokarenja. Prednost maziva na bazi estera je visoko vrelište i plamište pri niskim viskoznostima. Kao rezultat toga, volatilnost je manja. Istodobno, na površini dijela ostaje film koji sprječava koroziju. Osim toga, maziva na bazi estera lako su biorazgradiva i imaju klasu 1 onečišćenja vode.
U tablici. 2 prikazuje primjere upotrebe maziva na bazi sintetskih estera i masnih alkohola.

Glavna razmatranja pri projektiranju rashladnih tekućina za sustave niskog protoka navedena su u nastavku. Glavna stvar na koju treba obratiti pozornost pri razvoju rashladnih tekućina je njihova niska hlapljivost, netoksičnost, slab učinak na ljudsku kožu, u kombinaciji s visokom točkom paljenja. Rezultati novih istraživanja o odabiru optimalnih rashladnih tekućina prikazani su u nastavku.

2.4. Istraživanje čimbenika koji utječu na stvaranje uljne magle u rashladnim sustavima s malim protokom

Kada se u procesu obrade metala koristi sustav s niskim rashladnim sredstvom, dolazi do stvaranja aerosola kada se tekućina uvede u radno područje, s visokom koncentracijom aerosola koja se opaža kada se koristi vanjski sustav raspršivanja. U ovom slučaju, aerosol je uljna magla (veličine čestica od 1 do 5 mikrona), koja ima loš utjecaj na ljudskim plućima. Proučavani su čimbenici koji pridonose stvaranju uljne magle (slika 5).

Od posebnog je interesa učinak viskoznosti maziva, naime smanjenje koncentracije uljne magle (indeks uljne magle) s povećanjem viskoznosti maziva. Provedena su istraživanja o učinku aditiva protiv zamagljivanja kako bi se smanjio njihov štetni učinak na ljudska pluća.
Bilo je potrebno otkriti kako tlak primijenjen u rashladnom sustavu utječe na količinu stvorene uljne magle. Za procjenu generirane uljne magle korišten je uređaj temeljen na efektu “Tyndallovog stošca”, tindalometar (slika 6).

Za procjenu uljne magle, tindallometar se postavlja na određenu udaljenost od mlaznice. Dalje se dobiveni podaci obrađuju na računalu. U nastavku se nalaze rezultati ocjenjivanja u obliku grafikona. Iz ovih grafova se vidi da se stvaranje uljne magle povećava s povećanjem tlaka tijekom raspršivanja, posebno kada se koriste tekućine niske viskoznosti. Udvostručenje tlaka prskanja uzrokuje odgovarajuće udvostručenje volumena maglice. Međutim, ako je tlak raspršivanja nizak i karakteristike pokretanja opreme su niske, tada se povećava razdoblje u kojem količina rashladne tekućine doseže potrebne stope za normalan rad. Istodobno, indeks uljne magle značajno se povećava sa smanjenjem viskoznosti rashladne tekućine. S druge strane, performanse pokretanja opreme za prskanje bolje su s tekućinama niske viskoznosti nego s tekućinama visoke viskoznosti.
Ovaj problem je riješen dodavanjem aditiva protiv zamagljivanja u rashladnu tekućinu, što omogućuje smanjenje količine nastale magle za tekućine različitih viskoziteta (slika 7).

Korištenje takvih aditiva omogućuje smanjenje stvaranja magle za više od 80%, bez ugrožavanja niti startnih karakteristika sustava, niti stabilnosti rashladne tekućine, niti karakteristika same uljne magle. Studije su pokazale da se stvaranje magle može značajno smanjiti za pravi izbor tlak prskanja i viskoznost primijenjene rashladne tekućine. Uvođenje odgovarajućih aditiva protiv zamagljivanja također dovodi do pozitivnih rezultata.

2.5. Optimizacija sustava s niskim rashladnim sredstvom za opremu za bušenje

Ispitivanja su provedena na materijalima koji se koriste u sustavima s niskim dovodom rashladne tekućine (duboko bušenje (omjer duljina/promjer veći od 3) s vanjskim dovodom rashladne tekućine), na opremi za bušenje DMG(Tablica 3)

U izratku izrađenom od visokolegiranog čelika (X90MoSg18) visoke vlačne čvrstoće (od 1000 N / mm 2), potrebno je izbušiti slijepu rupu. Svrdlo za čelik s visokim udjelom ugljika SE— stabljika s oštricom koja ima veliku otpornost na savijanje, premazana PVD-TIN. rashladne tekućine odabrane su kako bi se dobilo optimalni uvjeti proces uzimajući u obzir vanjsku opskrbu. Proučavan je utjecaj viskoznosti etera (baze rashladne tekućine) i sastava posebnih aditiva na životni vijek bušilice. Ispitni stol omogućuje mjerenje veličine sila rezanja u smjeru z-osi (u dubini) pomoću Kistlerove mjerne platforme. Performanse vretena mjerene su tijekom cijelog vremena potrebnog za bušenje. Dvije metode usvojene za mjerenje opterećenja tijekom jednog bušenja omogućile su određivanje opterećenja tijekom cijelog ispitivanja. Na sl. Slika 8 prikazuje svojstva dva estera, svaki s istim dodacima.

Roman Maslov.
Na temelju materijala iz stranih publikacija.

Prednosti suhe strojne obrade ili suhe strojne obrade zvuče privlačno: uštede u proizvodnim troškovima za rashladno sredstvo i njegovo čišćenje, povećanje produktivnosti. Međutim, nije dovoljno samo zatvoriti ventil rashladne tekućine. Za izvođenje suhe obrade stroj je potrebno funkcionalno modificirati.

U normalnom rezanju, rashladno sredstvo obavlja sljedeće glavne funkcije: hlađenje, podmazivanje, evakuaciju strugotine i uklanjanje onečišćenja. Uz iznimku korištenja rashladnog sredstva, ove funkcije moraju kompenzirati stroj i alat.

Kompenzacija podmazivanja

Djelovanje podmazivanja rashladne tekućine proteže se u dva smjera. S jedne strane se podmazuje tarna površina između dijela i alata, a s druge strane se podmazuju pomični elementi i brtve u radnom području. Radni prostor stroja, pokretni elementi koji se ovdje nalaze i uklanjanje strugotine moraju biti dizajnirani za rad sa suhim strugotinama. Međutim, kod rezanja nije moguće u svim slučajevima odbiti podmazivanje, na primjer, kod bušenja duž cijele aluminijske legure. Ova vrsta obrade zahtijeva dovod maziva u minimalnim doziranim količinama u obliku uljne magle, koja se pod pritiskom dovodi do reznih rubova i žljebova svrdla. Takvo mazivo učinkovito smanjuje stvaranje topline tijekom rezanja i lijepljenje materijala za alat, što dovodi do smanjenja njegove učinkovitosti. Uz doziranu opskrbu mazivom, njegova potrošnja je 5..100 ml / min, tako da se čips lagano navlaži uljem i može se ukloniti kao suh. Sadržaj ulja u čipsu koji se šalje na pretapanje, uz ispravne postavke sustava, ne prelazi dopuštenu vrijednost - 0,3%.

Odmjerena opskrba mazivom uzrokuje povećanje onečišćenja dijela, učvršćenja i stroja u cjelini i može dovesti do smanjenja pouzdanosti procesa strojne obrade. Kako bi se poboljšalo podmazivanje reznih rubova svrdla, strojevi koji se koriste za suhu obradu trebaju biti opremljeni unutarnjim sustavom dovoda uljne magle kroz otvor na vretenu. Nadalje, aerosol se dovodi kroz kanal u ulošku i alatu izravno na njegove rezne rubove. Ključni zahtjev za dozirane rashladne sustave je brza i precizno kontrolirana priprema uljne magle. O tome ne ovisi samo zaštita alata, već i čistoća u radnom prostoru.

Kompenzacija hlađenja

Odbijanje rashladnog učinka rashladne tekućine također se mora nadoknaditi konstrukcijskim promjenama stroja.

Tijekom rezanja mehanički se rad gotovo u potpunosti pretvara u toplinu. Ovisno o parametrima rezanja i korištenom alatu, 75:95% toplinske energije ostaje u strugotinama koje se uklanjaju s dijela. Tijekom suhe obrade obavlja funkciju uklanjanja nastale topline iz radnog područja. Stoga je važno minimizirati učinak ovog prijenosa topline na točnost strojne obrade. Neravnomjerno temperaturno polje u radnom području stroja i točkasti prijenos toplinske energije na dio, učvršćenje i stroj u cjelini utječu na točnost.

Treba isključiti mogućnost nakupljanja strugotine na učvršćenju i dijelovima stroja. Iz ovoga je jasno da je obrada odozgo nepovoljna opcija. Da bi se što više ograničilo štetno djelovanje toplinske energije, stroj mora biti projektiran tako da toplinske deformacije pojedinih sastavnih dijelova i dijelova stroja ne utječu na položaj alata u odnosu na dio.

Kompenzacija ispiranja rashladne tekućine

Budući da se ne koristi rashladno sredstvo, pri obradi materijala poput lijevanog željeza ili lakih metala stvaraju se prašina i sitni strugotini koje tekućina više ne veže. Brtve i zaštitni uređaji moraju biti dodatno zaštićeni od habanja.

Budući da smjer putanje strugotine nije jednoznačan, treba koristiti djelovanje gravitacije. Da bi se to postiglo, potrebno je osigurati nesmetan pad strugotine na odvodni transporter koji se nalazi u donjem dijelu radnog prostora. Svaka vodoravna ravnina postaje sakupljač strugotine i može utjecati na pouzdanost strojne obrade.

Vakuumski usisni sustavi još su jedno sredstvo za uklanjanje strugotine. Glavni zahtjev ovdje bit će postavljanje usisne mlaznice što bliže radnom području kako bi se povećala pouzdanost hvatanja strugotine. Moguće je preporučiti sustave u kojima je mlaznica montirana na vreteno ili alat, kao i

u kojem je mlaznica ugrađena s programabilnom rotacijom u servo modu. U nekim slučajevima, na primjer, kod glodanja ravnina čeonim glodalom, učinak usisavanja može se poboljšati korištenjem zvonastog štitnika glodala. Bez njega bi bila potrebna snažna struja zraka za hvatanje iverja koje lete velikom brzinom.

Usisni sustav prije svega mora ukloniti prašinu i višak uljne magle, a uklanjanje velikih strugotina zadatak je transportera strugotine. Usisavanje najsitnijih čestica je vrlo važno, jer miješajući se s aerosolom stvaraju postojan sloj blata. Zrak iz ispušnog sustava vraća se u okoliš i mora se temeljito očistiti od usisnih proizvoda.

Sigurnosni aspekti u suhoj preradi

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

Opasnost od paljenja uljnih aerosola, kako pokazuju istraživanja provedena na Institutu za alatne strojeve i tehnološka oprema Sveučilište Karlsruhe, vrlo malo vjerojatno. Kod rada s usisnim sustavima i klimatizacijskim uređajima u trgovinama ovu opasnost možete zanemariti. Sve ove izjave mogu uplašiti male proizvođače i proizvođače pojedinačnih dijelova. Mnogi zamišljaju da je prijelaz s mokre na suhu strojnu obradu mnogo lakši.

Put do višenamjenskog stroja za suhi proces

Tvrtka za alatne strojeve koja točno zna kamo ići je Hüller Hille. Od ovog dobavljača kompletni sustavi potrebno je osigurati visoku kvalitetu obrade u automatski pogonskim postrojenjima. Isti zahtjevi trebaju vrijediti za sve strojeve suhe tehnologije. Kao primjer, slika 1 prikazuje proizvodni modul tehnološkog sustava za obradu nosača kotača automobila. Na svakom od dva stroja uključena u modul, tijekom rada u 3 smjene, obrađuje se 1400 pari nosača s doziranim dovodom rashladnog sredstva. Obrađeni materijal - aluminij.

Dozirano podmazivanje pri rezanju lakih legura

Dok se potpuno suha obrada može postići u obradi sivog lijeva u širokom rasponu, bušenje, razvrtanje i narezivanje navoja u aluminijskim i magnezijevim legurama zahtijevaju doziranje rashladnog sredstva kako bi se osigurala pouzdanost procesa. U suprotnom, zbog začepljenja žljebova, postoji opasnost od čestih lomljenja alata i stvaranja nagomilanih rubova koji onemogućuju kvalitetnu obradu.

Glavni aspekt je opskrba sredstvom za podmazivanje. Uz doziranu opskrbu rashladne tekućine, to je mješavina zraka i ulja (aerosol).

Prema vrsti dovoda aerosola, sustavi koji se trenutno koriste dijele se na vanjske i unutarnje. Ako se s vanjskim dovodom aerosol ili pojedinačne kapljice ulja mogu dovesti izravno do reznih rubova alata, tada se kod unutarnjeg dovoda dozirano ulje dovodi kroz vreteno i kanal u alatu u zonu rezanja. Ovdje također postoje 2 tehnička rješenja: 1-kanalno i 2-kanalno napajanje. S 2-kanalnim dovodom, zrak i ulje se odvojeno dovode u vreteno i miješaju neposredno prije dovoda u alat. To vam omogućuje da brzo isporučite smjesu u radno područje i skratite put aerosola unutar brzo rotirajućih dijelova, čime se smanjuje rizik od odvajanja.

Na sl. Slika 2 prikazuje rješenje koje je koristio Huller Hille za odvojenu opskrbu komponenti aerosola kroz rotacijski razdjelnik na vreteno. Ulje ulazi u dozator koji ga potiskuje u tijelo, izrađeno metalurgijom praha. Kućište je spremnik za ulje i mješalica s dovedenim zrakom. Aerosol se formira neposredno prije ulaska u kanal instrumenta. To stvara minimalan put do oštrice, gdje je moguć učinak delaminacije. Uređaj omogućuje precizno podešavanje sadržaja ulja u aerosolima i time točnije prilagođavanje radnim uvjetima različitih alata.

Osim toga, uređaj vam omogućuje brzo uključivanje i isključivanje dozirane rashladne tekućine. Ovisno o dizajnu kanala u instrumentu, vrijeme odziva može biti 0,1 s. To vam omogućuje da isključite dovod ulja tijekom procesa pozicioniranja, što pomaže smanjiti potrošnju ulja i kontaminaciju stroja.

Kao rezultat toga, tijekom eksperimentalne obrade glave cilindra prosječna potrošnja ulja iznosila je 25 ml/h, dok tijekom obrade slobodnim navodnjavanjem potrošnja doseže 300:400 l/min.

Trenutno se, kako bi se uklonile mrtve zone, provode probna ispitivanja doziranog sustava za dovod rashladne tekućine, čiji je cilj povećanje ujednačenosti aerosola, smanjenje sadržaja ulja i optimizacija dizajna dovoda aerosola kroz tip drške.<полый конус>. Rješavanjem ovih problema smanjit će se potrošnja ulja i onečišćenje stroja. Istražuje se mogućnost adaptivnog upravljanja mlazom maziva ovisno o zadanim i izmjerenim vrijednostima volumenskog protoka. To će omogućiti održavanje konstantnih uvjeta podmazivanja s promjenama temperature, viskoznosti, unutarnje geometrije alata.

Optimizacija radnog područja stroja

Uz vreteno, dizajnirano u skladu sa zahtjevima doziranog podmazivanja kroz unutarnju šupljinu, Huller Hille je izdao višenamjenski stroj dizajniran za obradu dijelova suhom tehnologijom. Osnova za pouzdano uklanjanje strugotine bio je dizajn radnog područja. Ovo eliminira sve vrste rubova i ravnina na kojima se strugotine mogu nakupiti. Povećane su veličine prozora za slobodan prolaz padajućih čipova, koji su ograničeni strmim zidovima (kut nagiba je veći od 55 0). Nelakirane čelične zaštitne ograde smanjuju prianjanje strugotine i tragove opekotina.

Ugradnja učvršćenja s izratkom na okomiti zid važna je za nesmetan pad strugotine (slika 3). Na stroju za izmjenu satelita s dijelovima koristi se unutarnji okretni manipulator oko horizontalne osi. U položaju promjene, dio preuzima uobičajeni okomiti položaj i može se zamijeniti ručno ili automatski pomoću vanjskog manipulatora koji povezuje stroj s transportnim sustavom.

Prilikom uklanjanja strugotine iz radnog područja koristi se sustav za usisavanje prašine. Kao što je propisano u zemljama EU, usisna mlaznica se nalazi ispod mreže transportera strugotine. Sakuplja čestice prašine, ostatke aerosola i sitne strugotine. Mreža pokretne trake hvata velike iverje i uklanja ih. Ovo rješenje smanjuje snagu sustava za usisavanje prašine.

Bez obzira na najbolja opcija pričvršćivanje dijela, u nekim slučajevima strugotine se ne uklanjaju slobodnim padom, na primjer, prilikom obrade dijelova tijela koji imaju unutarnje šupljine u kojima se mogu nakupiti. Za takve slučajeve, stroj je opremljen Okrugli stol s velikom brzinom vrtnje - 500 min -1 u usporedbi s 50 min -1 na konvencionalnim strojevima. S brzom rotacijom, strugotine se izbacuju iz šupljina dijela, posebno ako se, prilikom mijenjanja, povremeno postavlja u vodoravni položaj.

Važan aspekt je kontaminacija stroja. Mali iverji natopljeni uljem prekrivaju dijelove stroja u radnom području prilično debelim slojem. Ako je zbog velike kinetičke energije velike iverje teško ukloniti usisavanjem, onda se sitne, koje su glavna komponenta onečišćenja, lako uklanjaju. Stoga je uporaba uređaja za usisavanje prašine glavna komponenta kontrole onečišćenja.

Aktualni predmet istraživanja je potraga za univerzalno upotrebljivim rješenjima otprašivanja za različite tipove alata ili mogućnost korištenja spremnika i manipulatora automatske izmjenjivača alata za automatsku promjenu usisnih uređaja.

toplinski učinak

Toplinski problemi tiču ​​se i uređaja i procesa obrade, kao i stroja u cjelini. Stroj mora imati termosimetričnu konstrukciju. 3-koordinatni čvorovi, koji su opremljeni strojevima serije Specht, zadovoljavaju ove uvjete. Unutarnji manipulator za satelit s dijelom koji se može okretati u vertikalnoj ravnini postavljen je na dva nosača u okvirnom nosaču, što također osigurava toplinsku simetriju konstrukcije. Tako se osigurava ujednačenost toplinskih deformacija stroja okomito na površinu dijela. U gornjem dijelu stalak je povezan s 3-koordinatnim čvorom. Zajedno s vezicom na dnu kreveta, dizajn sprječava prevrtanje. Dolazi do neto translatornog pomaka, koji se može uzeti u obzir uvođenjem kompenzacije.

Termosimetrija, međutim, ne sprječava pogreške duž osi Z, u ispravnosti produljenja vretena i komponenti stroja. Općenito, operacije strojne obrade koje zahtijevaju precizno pozicioniranje duž Z osi nisu tako uobičajene. Međutim, Hüller Hille nudi dodatne opcije za aktivnu kompenzaciju pogreške na ovoj osi. Dakle, stroj Specht 500T opremljen je laserskim sustavom kontrole loma alata. Položaj kontrolnih oznaka na vretenu i na uređaju snima se laserskom zrakom, pomoću koje se utvrđuje promjena položaja i uvodi korekcija.

Konstrukcija procesa obrade određuje točnost

Ipak, dizajn procesa ključan je za postizanje točnosti. Redoslijed operacija za suhu preradu u usporedbi s mokrom preradom značajno je promijenjen. U većini slučajeva nije poželjan izravan prijenos slijeda operacija s mokre na suhu obradu. S druge strane, redoslijed koji se koristi u suhoj tehnologiji nije štetan u mokroj tehnologiji. Stoga se koncepti suhe obrade mogu usvojiti u svim slučajevima.

Primarni zadatak suvremene obrade na alatnim strojevima je podmazivanje alata, kao i brzo uklanjanje strugotine iz zone rezanja. Nepridržavanje toga može rezultirati problemima koji dovode do preranog trošenja ili oštećenja alata, pa čak i kvara stroja.

Standardna značajka na strojevima serije Haas i VM je prstenasti dovod rashladne tekućine koja osigurava rashladnu tekućinu prskanjem u područje rezanja dok uklanja strugotine koje nastaju tijekom rezanja.

Ovaj koncept, u ​​usporedbi s tradicionalnim, koji koristi crijeva, značajno je unaprijeđen. Precizno podešavanje vrhova lako pokretnih mlaznica prstena omogućuje usmjeravanje mlaza rashladne tekućine na alat ispod različiti kutovi. Ergonomska postavka prstena omogućuje jednostavno korištenje i maksimalan razmak.

Uz glavni sustav opskrbe rashladnom tekućinom, postoje i drugi načini hlađenja. Jedan od njih je korištenje programabilnih mlaznica rashladne tekućine (P-Cool), koje se ovisno o alatu automatski prilagođavaju njegovoj duljini.

Rashladni sustav kroz vreteno

Još učinkovita metoda- dovod rashladnog sredstva kroz rep držača alata i kanale reznog alata pod visokim pritiskom. TSC (Through-Spindle Coolant) sustav rashladnog sredstva dostupan je u 2 konfiguracije tlaka: 300 ili 1000 psi (20 ili 70 bara). Njegova učinkovitost je posebno visoka kod bušenja dubokih rupa i glodanja dubokih udubljenja.

Sustav zračnog mlaza kroz alat

Pri korištenju suvremenih karbidnih alata s naprednim premazima za rezanje u suhom okruženju postoji velika vjerojatnost ponovnog rezanja strugotine koja nije pravovremeno uklonjena iz zone rezanja. Ovo je glavni razlog povećano trošenje alata. Kako bi riješio problem, Haas Automation je razvio sustav koji puše zrak kroz alat (dodatak TSC sustavu) koji odmah uklanja strugotine iz područja rezanja prije nego ponovno uđu u alat za rezanje. Ova metoda je važna u procesu obrade dubokih karijesa.

Ista se funkcija izvodi pomoću Haas automatskog zračnog pištolja. Sustav je besprijekoran za korištenje mali alat neprikladan za dovod zraka kroz otvor instrumenta. Automatski zračni pištolj odličan je dodatak sustavu dovoda zraka kroz alat. Pištolj se koristi kada je nemoguće koristiti tekući sustav hlađenja i kada je potrebno opskrbiti značajne količine zraka.

Minimalni sustav rashladnog sredstva

U slučajevima kada nije moguće koristiti tekućinu za rezanje, ali je potrebno osigurati podmazivanje alata, koristi se sustav za dovod minimalne količine podmazivanja. Inovativni Haas sustav raspršuje umjerenu količinu maziva na rezne rubove alata pomoću zračnog mlaza. Količina korištene rashladne tekućine je tako mala da se ne može vidjeti.

Glavna prednost metode je mala potrošnja maziva. Količina dovedenog zraka i rashladnog sredstva može se neovisno podešavati, tj. u svakom određenom načinu rada možete neovisno napraviti prilagodbe za optimalno hlađenje.

Proizvodnja obrade metala može se smatrati učinkovitom samo kada je broj neugodna iznenađenja koji se pojavljuju tijekom procesa proizvodnje dijelova.

Učinkovita proizvodnja ne može si priuštiti povećanje vremena ciklusa dijela, kako bi se dobio popravljivi ili nepopravljivi kvar. Najčešće se to događa zbog nepravilnog stezanja izratka, nepravilnog korištenja alata, zagrijavanja izratka tijekom obrade itd. Osim toga, morate obratiti pozornost na uzroke povezane s kvarom vretena alatnih strojeva.
U proizvodnji, posebno onima koji se bave proizvodnjom visokopreciznih dijelova, pri naručivanju opreme potrebno je voditi računa o ugradnji najprikladnijih vretena. Tijekom rada stroja važno je da se vreteno ne pregrije, da ne dođe do sudara s obradcima i alatnim strojevima, te da rashladna tekućina i metalni strugoti ne procure kroz brtve i ne oštećuju komponente vretena.

ČVRSTA TIJELA SE ŠIRE GRIJANJEM
Od topline koja se oslobađa tijekom procesa obrade, ne samo obradaci, već i samo vreteno mogu se proširiti. To se obično događa kod obrade velike brzine i obrade koja zahtijeva veliku snagu tijekom dugog vremenskog razdoblja. Ako je nastavak vretena dovoljno velik, može se pomaknuti iz svog normalnog položaja, a to će zauzvrat dovesti do izlaza dimenzija dijela izvan zone tolerancije.
S linearnom ekspanzijom, razvodni kotač se može toliko pomaknuti u odnosu na senzore stroja da stroj ne zna točan položaj vretena, a time ni alata. Zbog toga je vrlo vjerojatno da će stroj stati, što je posebno neugodno kada radi u automatskom ciklusu. ostalo mogući problem- gubitak vezanosti 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, tada se manipulator može zabiti u alat, a sam manipulator, alat, kao i vreteno mogu se oštetiti.
Linearno širenje vretena može se kontrolirati na nekoliko načina. Prva metoda je dovođenje hlađenja. Radna tekućina je mješavina vode i glikola. Prolazi kroz rashladni plašt, njegovu temperaturu održava rashladna stanica. Druga metoda je dizajn vretena na takav način da se, kada se zagrije, ne širi naprijed, već unatrag. Zbog toga to neće utjecati na točnost dimenzija dijela.

RASHLADNA TEKUĆINA MORA BITI U RADNOM PODRUČJU
Vreteno se također može oštetiti prodiranjem tekućine za rezanje u brtve i dospjevanja u ležajeve. Prodiranje rashladne tekućine u vreteno je jedan od glavnih uzroka njegovog kvara. U ovom slučaju, vreteno ima dva glavna neprijatelja - visokotlačne rashladne sustave i rashladne sustave s 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, pa će možda biti potrebni dodatni zasloni, mehaničke ili labirintske brtve. Ove brtve ne smiju smetati automatskoj izmjeni alata. Drugi način da spriječite rashladnu tekućinu iz vretena je korištenje sustava za odzračivanje vretena. Uključuje se prilikom promjene alata, povećanja ili smanjenja brzine vretena. Kada se brzina vretena promijeni, strujanje zraka i toplina koja se oslobađa iz vretena uzrokuju ulazak maglice rashladnog sredstva u vreteno. Sustav za odzračivanje uklanja rashladnu tekućinu i tako štiti vreteno od oštećenja. Upotreba sustava za pročišćavanje zraka nije neophodna za sve primjene, ali će biti jeftinije instalirati ga kao opciju i uštedjeti na popravcima vretena. Prilikom brušenja, sustav za pročišćavanje zraka također štiti vreteno od fine metalne prašine.

KAKO IZBJEĆI SUDARE
Lom vretena kao posljedica sudara prilično je česta pojava. Do sudara dolazi iz raznih razloga. Na primjer, operater može slučajno unijeti pogrešnu vrijednost, zaboraviti staviti razdjelnik i pritisnuti gumb. Čak i ako odmah shvati grešku, možda neće biti dovoljno vremena da zaustavi stroj. Jedan od načina za rješavanje ove vrste problema je korištenje softver za obradu modeliranja. Grafičko sučelje omogućuje vam da pratite cijeli proces korak po korak i vidite točke moguće kolizije s radnim komadom, učvršćenjem ili samim strojem.
Često je potrebno izvršiti obradu dovoljno blizu strojne opreme. Na primjer, kod glodanja ili bušenja - blizu škripca. Rezultat je povećana krutost i, posljedično, točnost izrade. Vibracije se rješavaju na isti način. Blizina alata alatnom stroju tijekom 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 pogrešaka programa minimalnom brzinom.
Na vreteno mogu negativno utjecati vibracije koje se javljaju kada sustav stroj - učvršćenje - alat - dio nije dovoljno krut. Neke primjene mogu zahtijevati antivibracijske alate i pričvršćivače koji osiguravaju veliku krutost stezanja alata.