Охладите инструмент с помощью новых эффективных решений для режущих инструментов

May 30, 2023

Одной из основных задач резки металла является эффективное отведение огромного тепла, выделяющегося во время резки. Это непростая задача, особенно при токарных работах, где существует постоянный контакт между режущей кромкой и заготовкой.

Хотя большая часть тепла, выделяемого при точении, рассеивается в стружке, температуры, преобладающие в зоне резания, и нагрев могут достигать температуры, превышающей 1000 градусов Цельсия, в зависимости от материала, подачи и частоты вращения. Это активирует термические процессы, которые приводят к более быстрому износу режущего инструмента. В крайнем случае инструмент через короткое время может даже перегореть. Более положительная геометрия и скорость резания, адаптированная к процессу, могут обеспечить поверхностное решение проблемы, но это либо приводит к долгосрочным затратам, либо снижает производительность.

Затопление зоны резания, широко используемый метод внешнего охлаждения, не является точным в применении, и его реальный эффект ограничен. Фактически, относительно неточное и неконтролируемое поступление охлаждающей жидкости или масла в процесс резания охлаждает стружку, а не режущую кромку. Во многих случаях высокая разница температур в точке разреза вызывает термический удар, который смертельно повреждает режущую кромку.

Производитель инструментов ARNO Werkzeuge утверждает, что вместо заливания зоны резания есть лучшие решения, в том числе система охлаждения ARNO (ACS), которая обеспечивает подачу СОЖ непосредственно в точку резки через два канала сверху и снизу.

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

В варианте ACS2 канал СОЖ на гнезде пластины соединен со второй оптимизированной по потоку струей СОЖ снизу на боковую поверхность инструмента. Последние разработки предлагают этот канал СОЖ с треугольным выпускным отверстием, который подает СОЖ по всей ширине пластины вплоть до кромки.

Направленная изнутри 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 разрушения 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 для управления струей охлаждающей жидкости для максимального охлаждения при минимальном расходе и «затопления» самого дальнего края 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 становится короче, и вероятность образования наростов на кромке пластины значительно снижается. Измерения подтверждают, что этот метод подачи охлаждающей жидкости снижает температуру примерно вдвое. 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 или как минимум в два раза дольше. Меньшее количество замен инструмента в конечном итоге снижает 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 придется обходиться без прямого охлаждения даже при токарных операциях. При правильном держателе инструмента встроенные каналы подают СОЖ близко к зоне резания. Никаких сложных настроек не требуется, поскольку система Plug-and-Play всегда подходит. Опционально производитель предлагает держатель VDI, соответствующий держателям инструментов, который подает охлаждающую жидкость в держатель без каких-либо трубных или шланговых соединений.