Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) может относиться к любому автоматизированному управлению инструментами с помощью компьютера, включая искровую резку, гидроабразивную резку или плазменную резку. Фрезерование остается наиболее распространенным процессом с ЧПУ, используемым в промышленности из-за его относительной простоты в эксплуатации, механической простоты и низкой стоимости. Однако несколько механических, электрических и связанных с материалами видов отказов приводят к тому, что фрезерование с ЧПУ теряет свое конкурентное преимущество перед другими методами обработки. В частности, перегрев фрез или фрезерованных материалов может необратимо повредить фрезерное устройство, а также причинить телесные повреждения операторам станков. Чтобы ограничить вероятность перегрева фрезы в процессах с ЧПУ, были разработаны различные производственные технологии, позволяющие контролировать выделяемое тепло при одновременном ограничении затрат.
Охлаждение потоком
Охлаждение потоком, также известное как водяное охлаждение, вероятно, является наиболее часто используемым методом охлаждения, который включает распыление постоянной струи охлаждающей жидкости на область контакта между инструментом и фрезерованным материалом. Это очень безопасный способ уменьшить тепло, но при этом чрезвычайно эффективен. Струя охлаждающей жидкости также позволяет смывать стружку материала, образовавшуюся в процессе фрезерования, с зоны контакта. К недостаткам относятся высокие затраты на охлаждающую жидкость и то, как она распространяется внутри и вокруг машины, что требует дополнительной уборки. Кроме того, синтетическая охлаждающая жидкость часто бывает токсичной и может создавать частицы, вредные для окружающей среды и здоровья человека.
Твердая смазка
Сильные жидкости для металлообработки или промышленные смазки можно использовать вместо менее вязких жидкостей. Вода и почва могут быть загрязнены охлаждающими жидкостями на минеральной основе, используемыми для водяного охлаждения. Поскольку требуется меньше жидкости, чем при охлаждении потоком, твердая смазка более экологична и часто более экономична. К сожалению, подача смазки менее эффективна, чем система постоянного распыления, и менее свободна от трения, что требует регулярного нанесения на контактную поверхность. Кроме того, твердая смазка не подходит для применений, требующих быстрой очистки от стружки.
Минимальное количество смазки (MQL)
MQL - это метод, который использует минимально возможное количество смазочно-охлаждающей жидкости для обработки. Поскольку при охлаждении потоком используется большое количество охлаждающей жидкости, увеличивая затраты и влияя на окружающую среду в процессе обработки, MQL стремится уменьшить эти факторы, основывая требования к охлаждающей жидкости на конкретных потребностях процесса. По этой причине процессы MQL должны разрабатываться с большей точностью, поскольку ошибка в вычислениях может иметь тяжелые последствия для машины или ее операторов.
Сжатый воздух
Минимальное использование смазки с помощью MQL или твердой смазки значительно снижает количество необходимого охлаждающего агента. Сжатый воздух - это решение, которое может устранить любую потребность в смазке, тем самым решая проблемы утилизации и переменных затрат. Использование сжатого воздуха вполне может быть наиболее экономичным способом охлаждения процесса обработки с ЧПУ и быстрого удаления стружки. К сожалению, тот факт, что охлаждение сжатым воздухом не обладает смазывающими свойствами, затрудняет его применение в процессах с интенсивным трением.
Криогенное охлаждение
В инструмент можно впрыснуть жидкий азот, чтобы фрезерная поверхность оставалась холодной на протяжении всего процесса. Опыт показывает, что этот метод обеспечивает более ровную обработанную поверхность, чем охлаждение потоком, и что такие инструменты имеют более длительный жизненный цикл, чем их более обычные аналоги. Учитывая, что у него относительно низкие переменные затраты, поскольку не используется большое количество охлаждающей жидкости, это жизнеспособный вариант для ситуаций, в которых применение внешних охлаждающих жидкостей невозможно.
Какой метод лучше?
Ни один метод в одностороннем порядке не лучше всех остальных. У каждого метода есть свои плюсы и минусы, которые могут повысить производительность в зависимости от конкретных задач, в которых требуется фрезерование с ЧПУ. Важно помнить, что выбор правильного метода предотвращения перегрева должен быть сделан прежде всего с точки зрения безопасности операторов. Во многих юрисдикциях существуют правила обработки, которые, несомненно, влияют на выбор процесса охлаждения.
Понравилась статья? Подписывайтесь и ставьте лайки!
