В большинстве операций металлообработки для снижения температуры резания и износа инструмента необходима определенная форма подачи охлаждающей жидкости. Это становится особенно важным, поскольку скорости вращения шпинделя с годами возросла. Сегодня практически все станки с ЧПУ оснащены (или могут быть оснащены) системами подачи охлаждающей жидкости. Обычный подход заключается в распылении охлаждающей жидкости, либо при умеренном, либо при высоком давлении, непосредственно на заготовку, где происходит обработка. Однако этот метод не подошел для инструмента используемого в компании по изготовлению конденсаторных змеевиков для кондиционеров.
Мы знали, что основные преимущества применения охлаждающей жидкости для станков заключаются в регулировании температуры заготовки для обеспечения более высоких скоростей и подач, а также в увеличении срока службы режущего инструмента,. Использование традиционного метода охлаждения зоны резания не позволяло нам выполнить эту работу. Я знал, что гундриллы используют охлаждающую жидкость через сквозные отверстия, поэтому решил посмотреть, что потребуется, чтобы приспособить этот метод к тому, что мы делаем. Для начала я обратился к нашему поставщику гидравлических компонентов и использовал некоторые из его продуктов, чтобы проверить свою теорию.
Проверка теории
Моя теория основывалась на том факте, что спиральные сверла вытягивают материал из отверстия, когда они работают, а это означает, что простое распыление охлаждающей жидкости в рабочей зоне позволяет только небольшому количеству жидкости попадать в отверстие, поскольку жидкость направлена против насосного действия сверла. Вместо этого я хотел попробовать протолкнуть охлаждающую жидкость через центр инструмента к точке режущего инструмента, чтобы она могла более эффективно охлаждать заготовку и смазывать сверло. В качестве бонуса я узнал бы, что это действие также смывает стружку из отверстия, таким образом отсутствует повторная резки сружки, которая может привести к преждевременному износу инструмента.
Во время первоначального эксперимента инструмент Burr Oak работал под давлением от 200 до 700 фунтов на квадратный дюйм. Он также использовал многоступенчатые центробежные насосы для повышения давления примерно до 250 фунтов на квадратный дюйм. Первые результаты были очень многообещающими. Увидев положительные результаты на сверлильных станках, компания решила обратить свое внимание на фрезерные станки.
От теории к реальности
Когда наши эксперименты оказались успешными, мы начали искать доступные машины для доставки СОЖ под высоким давлением. Мы попробовали несколько брендов, которые не оправдали наших ожиданий, а затем приобрели наши первые Чипбластеры в 1994 году. Мы обнаружили, что эти агрегаты работают значительно лучше, работают дольше и требуют меньшего технического обслуживания. Чипбластеры LNS позволяют нам работать с охлаждающей жидкостью 1000 фунтов на квадратный дюйм на всех наших станках с уровнем фильтрации охлаждающей жидкости 1 микрон.
За эти годы мы приобрели 60 систем высокого давления ChipBlaster, добавляя по одной к каждом новом станке.
Когда компания впервые начала работать с машинами ChipBlaster, она экспериментировала с давлением и потоком. Сверяясь по диаграммам ChipBlaster, в которых перечислялось количество галлонов охлаждающей жидкости, проходящей через отверстия различного размера при 1000 фунтов на квадратный дюйм, я понял, что некоторые из более крупных сверл и фрез, которые мы использовали, потребовали бы больших объемов охлаждающей жидкости. Затем компания построила специальные расходомеры, которые устанавливались на шпинделе или держателе фрезы для точного измерения количества галлонов в минуту, необходимого для доставки, и поделилась этими данными с ChipBlaster.
Я определил, что для достижения более стабильного давления и охлаждения станкам CAT 40 требуется 13 gpm, а станкам CAT 50-21 gpm, поэтому ChipBlaster соответствующим образом изменил насосы. Обеспечивая точный расход и давления СОЖ я видел повышение стойкости инструмента и производительности обработки.
Производственный пример
Mazak VMC оснащен системой высокого давления
Для одной штамповой детали, которая была запущена на этом Mazak VMC, оснащенном системой высокого давления ChipBlaster, изменение обработки с обычным сверлом на сверло с внутренним подводом СОЖ под высоким давлением сократило время производства с шести — восьми часов до всего лишь 40 минут.
Одним из примеров преимуществ сквозного инструмента с охлаждающей жидкостью высокого давления является съемная пластина для штампа, которая требует 3200 отверстий, просверленных в стали 34-HRC 4140. Отверстия имеют диаметр 1 мм и глубину 6 мм. Это стартовые отверстия, через которые продевается провод электроэрозионного станка. Первоначально этот процесс включал в себя обычное сверло и обычно имел несколько сломанных сверл и много циклов сверления. Использование ChipBlaster для подачи охлаждающей жидкости высокого давления через одно сверло позволяет станку создать все 3200 отверстий без дополнительного выхода из отверстия. Этот метод охлаждения в сочетании с использованием скоростной головки сокращает время производства с шести до восьми часов до всего лишь 40 минут.
Поскольку такие приложения, как это, требуют сверления очень маленьких отверстий, блоки ChipBlaster оснащены 1-микронными фильтрами, которые устраняют крошечные частицы, которые могут засорить мелкие инструменты.
Когда люди спрашивают меня о том, как сквозная подача охлаждающей жидкости высокого давления помогает нашему производству, я говорю им, что это примерно так: с правильным оборудованием, таким как системы LNS ChipBlaster, мы можем резать сталь, как алюминий, и алюминий, как дерево.