Охлаждение инструмента для токарных и фрезерных работ

Одной из основных задач при резке металлов является эффективный отвод огромного количества тепла, выделяющегося при резке. Это сложная задача, особенно при токарной обработке, когда существует постоянный контакт между режущей кромкой и заготовкой.

В то время как большая часть тепла, выделяемого при токарной обработке, рассеивается в стружке, преобладающие в зоне резания температуры и тепло могут достигать температуры, превышающей 1000 градусов Цельсия, в зависимости от материала, подачи и частоты вращения. Это активирует тепловые процессы, которые вызывают более быстрый износ режущего инструмента. В крайних случаях инструмент может даже перегореть через короткое время. Более оптимальная геометрия и скорость резания, адаптированные к процессу, могут обеспечить поверхностное решение, но это либо приведет к долгосрочным затратам, либо снизит производительность.

Затопление зоны резания, широко используемый метод внешнего охлаждения, не является точным в применении, и его истинный эффект ограничен. Фактически, относительно неточная и неконтролируемая подача охлаждающей жидкости или масла в процесс резания охлаждает не режущую кромку, а стружку. Во многих случаях высокие перепады температур в точке реза вызывают тепловой удар, который приводит к фатальным повреждениям режущей кромки.

Производитель инструментов ARNO Werkzeuge говорит, что вместо заливки зоны резания есть более эффективные решения, в том числе система охлаждения ARNO (ACS), которая обеспечивает подачу охлаждающей жидкости непосредственно в точку резания по двум каналам сверху и снизу.

ARNO Werkzeuge разработала проверенную на практике систему САУ в двух вариантах. В варианте ACS1 струя охлаждающей жидкости направляется вдоль гнезда пластины в канале подачи охлаждающей жидкости и выходит непосредственно в зоне резания. Затем охлаждающая жидкость эффективно проходит под стружку и оптимально вымывает ее из зоны резания.

В варианте ACS2 канал СОЖ у гнезда пластины соединен со второй струей СОЖ с оптимизированным потоком снизу на боковую поверхность инструмента. Последние разработки предлагают этот канал СОЖ с треугольным выходом, который подает СОЖ по всей ширине пластины вплоть до кромки.

Направляемая внутрь струя СОЖ всегда направляется точно в зону резания и на боковую поверхность инструмента. Это также сводит к минимуму риск скопления материала на режущей кромке и связанного с этим выкрашивания режущей кромки.

Достижения аддитивного производства

ARNO использовала методы аддитивной 3D-печати для производства передовых технологических модулей. Этот метод позволяет создать выпускное отверстие для охлаждающей жидкости треугольной формы, чтобы управлять струей охлаждающей жидкости для максимального охлаждения с минимальным потреблением и «заливать» самый дальний край боковой поверхности инструмента.

Эти оптимизированные условия охлаждения также допускают дальнейшую потенциальную оптимизацию, например, уменьшение ширины пластины.

ACS2 подает охлаждающую жидкость под стружку и легче вымывает ее из зоны резания. Стружка короче, а тенденция к образованию наростов на режущей кромке значительно снижается. Измерения подтверждают, что этот метод охлаждения снижает температуру примерно наполовину. В результате инструмент подвергается гораздо меньшим нагрузкам, а износ задней поверхности значительно снижается. По словам компании, вместо того, чтобы снижать скорости резания и подачи для защиты инструмента, скорости можно даже увеличить.

Производительность повышается, поскольку срок службы инструмента значительно увеличивается. Пользователи сообщают, что их инструменты служат в три раза дольше или как минимум в два раза дольше. Меньшее количество смен инструмента в конечном счете снижает рабочую нагрузку на обслуживающий персонал. Не говоря уже о значительном сокращении времени простоя машины.

Это также позволяет пользователям поддерживать внутреннее охлаждение без трубок и мешающих кромок даже во время смены инструмента. Пользователям не нужно обходиться без прямого охлаждения даже при токарных операциях. При правильном держателе встроенные каналы подают охлаждающую жидкость близко к зоне резания. Никаких сложных настроек не требуется, так как система plug-and-play всегда подходит. Опционально производитель предлагает удерживающий инструмент VDI, соответствующий держателям инструментов, который подает охлаждающую жидкость в держатель без каких-либо трубных или шланговых соединений.

Встроенное охлаждение возможно даже на токарных станках с подвижной головкой, где инструмент необходимо часто менять. Для этого компания ARNO Werkzeuge рекомендует инструментальное решение AWL с подвижными головками и быстросменную инструментальную систему AFC. Система держателей инструмента AWL предлагает решения для широкого спектра станков производителей токарных станков с продольно-скользящей головкой.

Держатели быстросменных инструментов AFC устанавливаются на фиксированный упор, а необходимая вставка может быть установлена ​​или удалена с помощью двух быстрозажимных винтов. Два отдельных охлаждающих канала в системе держателей инструментов можно открывать или закрывать, что позволяет использовать параллельно инструменты со сквозным охлаждением и без него.

Почти всегда выгодно использовать инструменты со сквозным охлаждением, где это возможно. И когда производитель инструмента понимает производственные сценарии пользователя, а также тщательно продумывает процесс, производительность получает реальный прирост.

Меню