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.