雖然近干式機械加工已經存在了50多年,但它仍然不是一種常見的做法??紤]到近干式加工比傳統(tǒng)方法的好處,這是令人驚訝的。
接近干燥,由于使用的潤滑劑很少,通常是植物油,無需液體處理和處理。接近干燥也意味著工人的健康問題更少,比如皮膚刺激和呼吸系統(tǒng)問題。它可用于所有的金屬切割操作,包括黑色和有色金屬材料。
障礙的很大一部分是人們認為他們必須看到大量的冷卻劑才能發(fā)揮作用。
即使有這些好處,制造商也不愿轉向近干式加工。因為機床只裝備傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng),他們認為這是他們應該做的。
雖然使用外部噴嘴進行近干式加工已經存在了很長一段時間,近來人們關注的焦點是內噴式近干加工?!霸谶^去7年左右的時間里,人們一直在開發(fā)通過內部通道輸送冷卻劑的系統(tǒng)?!?/p>
做出改變
那么,重新配置一個具有洪水冷卻液或通過冷卻液能力的機床,以近干式加工的成本是多少呢?“它并不像人們想象的那樣昂貴,”專家說?!耙慌_機器可以相當容易地轉換為近干式加工。采用內部輸送冷卻劑會更貴一些,但效果更好,即使這樣其改造成本很難超過5000美元?!?/p>
然而,轉換為內部或外部近干式加工確實需要一些設備和工具的改變。這包括添加一個系統(tǒng),精確地輸送潤滑劑和選擇合適的切割工具。用戶還必須考慮切屑排出的方法。博爾金斯說,幾乎所有配備有洪水冷卻劑的機器都可以改裝,但“每臺機器都必須單獨評估,不只是根據類型,還要根據制造商的設計?!?/p>
外噴近干式加工,潤滑劑通過壓縮空氣輸送到噴嘴尖端。噴嘴的位置用于向工具/工件界面噴灑潤滑劑。
控制潤滑油的輸送量是很重要的。威斯康星州基諾沙安泰制造公司副總裁兼市場經理特里·彼得森說:一個普遍的誤解是,更多的潤滑劑更好。“很多時候,人們使用太多的潤滑劑,霧過多。理想的設置是當潤滑劑在切割過程中用完,這樣就不會噴霧或起霧,”他說。
外噴近干式加工,由計量泵和底座組成的分配系統(tǒng)安裝在機器外部。噴嘴被安裝并直接對準工具的切割邊緣。它們比洪水冷卻系統(tǒng)所需的劑量要小得多。
外噴近干式加工存在一些缺點。使用噴嘴,潤滑劑和空氣不能到達一些工具/工件接口,如正在鉆的深孔的底部。此外,噴嘴可能會干擾自動工具轉換。
通過內部通道輸送冷卻劑進行近干式加工,潤滑劑與壓縮空氣混合,然后通過刀具內孔輸送到切削邊緣。在高級系統(tǒng)中,潤滑劑和空氣在進入主軸之前被混合,潤滑劑一直懸浮在空氣中,直到它到達切割邊緣。
邁爾斯說:“我們所做的是把潤滑劑本身分解成小顆粒,然后通過已經存在的氣流——通過冷卻劑工具的通道?!?/p>
在其他系統(tǒng)中,潤滑劑和空氣被盡可能長時間地分開。博爾金斯說:“如果使用高壓冷卻劑,主軸中通常會有一個旋轉接頭,我們將其轉換為同軸布置,以保持空氣和潤滑劑的分離,直到它們到達工具架為止?!?/p>
它會工作嗎?
當轉化為近干式加工時,第一步是執(zhí)行一個評估,以確定機床是否能適應這種方法。
邁爾斯提到的是空氣懸浮系統(tǒng),他說,首先,他們帶了一個演示單元,并向客戶展示如何將其連接到當前的系統(tǒng)?!拔覀儗⒖諝夂蜐櫥瑒┩ㄟ^機器的內部冷卻通道系統(tǒng),看看霧是否從工具的末端出來。通常只需要半個小時就能知道機器是否兼容?!?/p>
如果它無效,下一步就是找出潤滑劑在哪里收集。它可以收集在許多地方,包括主軸和工具架周圍的旋轉接頭。
16個鋸噴嘴研磨,外噴近干加工噴嘴使用潤滑劑。
通常,在內部通道中有很多轉彎,這意味著潤滑劑/空氣混合物必須改變方向。邁爾斯說:“許多用于直通冷卻劑的設計都不適合近干式加工?!薄坝脗鹘y(tǒng)的冷卻劑,你只是用液體填滿了所有的通道。一旦沒有其他地方可以放置液體,它就會從刀具的末端冒出來。想象一下,有一個沉重的油霧漂浮在壓縮空氣中,試圖做出所有這些轉彎。你需要光滑的通過通道和從刀具中出來?!?/p>
在切割
使用外噴近干式加工,用于洪水冷卻劑的相同刀具將工作。然而,對于內部冷卻式近干式加工,用戶可能需要新的工具來優(yōu)化操作。
圓形(固體)切割工具通常不是問題,但使用刀片工具是不同的情況。配置需要確保不干擾流動的方向。
“當你設計近干式加工的刀具時,主要考慮的是盡量少干擾油/空氣混合物的流動,”布魯斯·卡特說。“流動改變方向的地方越多,油與空氣分離的可能性就越大?!北3挚諝庥退偈顷P鍵。
刀具的直徑越大,潤滑劑/空氣混合物改變方向的要求就越大。它通過主軸和工具架的中心進入,但隨后必須彎曲才能達到OD值。
工程師裝載微量潤滑到一個兄弟數控機器執(zhí)行近干式加工。
使用更大的工具,冷卻液流必須改變方向才能到達工具的周邊,”卡特說。“你能做的更好的辦法就是盡量慢慢彎曲,而不是急轉彎。你需要改變冷卻劑通道的方式?!?/p>
切屑排出
博爾金斯說:“一些機器設計師的一個誤解是,他們需要大量流動冷卻劑來排出切屑?!?br/>
事實上,大量冷卻液會使切屑排出組織復雜化。當切屑是濕的時,它們具有表面張力特性,并傾向于附著在機器表面。博爾金斯說:“但如果切屑上面有一層薄薄的非氧化性潤滑劑,重力就會取代它們?!薄八鼈兊舻搅藱C器的底部?!?/p>
邁爾斯建議使用空氣噴嘴來清除切屑?!拔覀儾唤ㄗh嘗試使用油/空氣霧,因為如果你這樣做了,它只會把潤滑劑吹過前沿,你必須小心不要在空氣中產生油霧?!?/p>
綜合
一旦添加了接近干燥的設備,機床仍然可以用于常規(guī)冷卻液系統(tǒng)嗎?答案是肯定的。
對于外噴近干式加工,“當我們安裝設備時,我們不會破壞原冷卻液系統(tǒng),”博爾金斯說?!斑@意味著你可以做一個3分鐘的轉換,然后回到原冷卻液系統(tǒng)中。”
邁爾斯表示,對于內噴近干式加工,用戶可以使用兩個Y型的球閥,為主軸頂部的旋轉接頭提供高壓冷卻劑或潤滑劑/空氣混合物。他說:“你需要給它編程,讓一個閥門關閉,而另一個閥門關閉,因為你不希望冷卻液回流到霧輸送系統(tǒng)?!?/p>
無論是內噴還是外噴,制造商都可以通過從傳統(tǒng)的冷卻液切換到近干式機械加工來降低成本。但在很大程度上,這取決于“正在加工的材料、工具、工具上的涂層、速度和進料,以及一些其他因素。”