Obróbka MQL/MMS - Guehring

More documents

Recommendations

Info

Informacje ogólne Technologia obróbki Obróbka „na sucho“ i z chłodzeniem mgłą olejową MQL (MMS) Wpływ tarcia na temperaturę procesu obróbki W 3-częściowym teście, wykonywano otwory w żeliwie sferoidalnym GGG40. Identyczne narzędzia były zastosowane przy obróbce na sucho, obróbce z chłodzeniem mgłą olejową MQL i z chłodzeniem powietrzem. BEZ 1544 wiór narzędzie przedmiotobrabiany Testowanymi narzędziami były wiertła o średnicy 8,5 mm, zoptymalizowane do obróbki MQL. Głębokość wiercenia 42,0 mm. Parametry skrawania: Vc=130 m/min i f=0,26 mm/obr. Kamera termograficzna rejestrowała temperaturę wierzchołka wiertła po jego wycofaniu z otworu. Na potrzeby testu wykonano sekwencję wiercenia siedmiu otworów. Począwszy od pierwszego do piątego otworu rejestrowano wzrost temperatury wierzchołka wiertła, jednak od wiertła z piątego otworu, jego temperatura nie ulegała zmianie ( quasi stałe warunki pracy). Z tego powodu temperatura wiertła była zawsze rejestrowana tylko po wykonaniu siódmego otworu W konsekwencji, temperatura ta jest niższa od pojawiającej się na wierzchołku wiertła podczas procesu skrawania. Pomiary dokonane na powierzchni natarcia oraz poniżej krawędzi skrawającej pokazują, że temperatura w tym obszarze może wzrastać do 900° C. Jednak porównywanie temperatur uzyskanych podczas tego testu jest dopuszczalne ponieważ pomiar był zawsze dokonywany w tym samym czasie. Podczas obróbki całkowicie na sucho, wierzchołek wiertła osiągnął temperaturę 431° C. Taka temperatura nie stanowi problemu dla nowoczesnych materiałów narzędziowych i twardych pokryć, więc nawet obróbka całkowicie „na sucho“ gwarantuje stabilność procesu. Jednakże, wyższy poziom temperatury przyspiesza mechanizmy dyfuzji i adhezji materiałów, które obniżają trwałość narzędzia. Ponadto wzrost poziomu temperatury może prowadzić do roz- szerzenia cieplnego materiału obrabianego i w efekcie do utraty tolerancji detalu obrabianego. Dodatkowo, przy obróbce stali może to prowadzić do miejscowych utwardzeń ścianek otworu, przyczyniając się do trudności w następnych operacjach obróbczych, takich jak gwintowanie lub rozwiercanie. POWIETRZE W drugim teście, temperatura zmierzona na wierzchołku narzędzia z wewnętrznym chłodzeniem przy pomocy powietrza wynosiła 196 ºC pokazując, że przepływ powietrza znacząco ogranicza ilość wydzielanego ciepła. Dodatkowo, poprawiła się znacznie ewakuacja wiórów potwierdzając, że dla obróbki całkowicie na sucho, sam rowek wiórowy nie jest wystarczajacym elementem dla zapewnienia optymalnej ewakuacji wiórów. MQL W testach wykonanych w podobnych warunkach, temperatura zmierzona na wierzchołku wiertła podczas obróbki z chłodzeniem MQL, tj. powietrze zmieszane z małą ilością oleju, wynosiła tylko 145° C. Wydatek oleju wynosił tylko 30 ml/h i mógłby nie być brany pod uwagę jako główny czynnik chłodzący w procesie obróbki. Jednakże należy przypuszczać, że nawet mała ilość oleju zmieszana z powietrzem powoduje znaczne zmniejszenie tarcia. Powierdza to , że w przeciwieństwie do chłodzenia samym powietrzem, zapewnia on dalszą poprawę w ewakuacji wiórów . Niższa temperatura wiórów w porównaniu do chłodzenia powietrzem, jest następnym dowodem na poprawę warunków pracy w strefie skrawania i lepszą ewakuację wiórów dzięki mniejszemu tarciu. Obróbka „na sucho“ Obróbka „na sucho“ odbywająca się z założenia bez chłodziwa, zapewnia różnego rodzaju oszczędności. Na przykład , można stosować tańsze narzędzia bez kanałków chłodzących. Dodatkowo, można wykorzystywać maszyny i uchwyty bez całego osprzętu do chłodzenia wewnętrznego i oczywiście nie ponosimy kosztów chłodziwa i jego utylizacji. Chłodziwo nie musi być usuwane z przedmiotów obrabianych oraz z przestrzeni otaczającej obrabiarkę. Nie stosując chłodziwa, ciepło powstające podczas procesu obróbki musi być jak najmniejsze i całkowicie usuwane wraz z wiórem. W przeciwnym przypadku narzędzie i przedmiot obrabiany są narażone na wzrost temperatury, powodujący utwardzenie powierzchni przedmiotu obrabianego i przyspieszone zużycie narzędzia. Odpowiednie pokrycia mogą zapobiegać przegrzewaniu się narzędzia, ale nadmierny wzrost temperatu-
Technologia obróbki ry przedmiotu obrabianego może być ograniczony tylko przez dobrą ewakuację wiórów i dlatego geometria narzędzia odgrywa tak istotną rolę. Krótkie wióry, obszerne i wypolerowane rowki wiórowe - możliwość pokrycia MolyGlide - mogą stanowić rozwiązanie. W niektórych operacjach obróbki „na sucho“, powietrze jest używane jako środek chłodzący. Stosuje się wtedy narzędzia z wewnętrznymi kanałkami chłodzącymi, przez które powietrze jest dostarczane do otworu. Powietrze nie tylko chłodzi narzędzie i przedmiot obrabiany, ale pod odpowiednim ciśnieniem zapewnia również ewakuację wiórów. Co ciekawe, obróbka na sucho i obróbka wysokowydajna HSC nie wykuczają się wzajemnie jak można by przypuszczać ! Wprost przeciwnie, nowoczesne wiertła węglikowe i odpowiednie pokrycia pozwalają na tzw. suchą wysokowydajną obróbkę (HSC) łączącą zalety tych dwóch metod obróbki . W wielu takich zastosowaniach możliwa jest duża redukcja kosztów produkcji. Chłodzenie mgłą olejową MQL (MMS) Chłodzenie mgłą olejową MQL, wykorzystujące mieszaninę powietrza i oleju, zawiera tylko minimalną ilość środka smarującego. W przeszłości technologia chłodzenia z minimalna ilością środka smarującego była głównie inicjatywą użytkowników narzędzi, którzy dążyli do obniżenia kosztów. Bardzo często typowe narzędzia do obróbki "na mokro" były wykorzystywane do chłodzenia MQL. Przy tym podejściu, bardzo szybko pojawiły się ograniczenia w wydajności narzędzi i stało się jasne, że sama zamiana środka smarującego nie jest wystarczająca. Profesjonalne podejście podczas projektowania narzędzi przeznaczonych do chłodzenia MQL, pozwala obecnie znacznie zwiększyć wydajność (!) przy zachowaniu stabilności procesu obróbki. Dlatego też, wszystkie elementy wierteł zapewniające efektywność i stabilność procesu obróbki, poczynając od jakości krawędzi skrawającej, poprzez rowek wiórowy, aż po końcówkę chwytu narzędzia są przystosowywane do specyficznych wymogów chłodzenia MQL. Oprócz rodzaju węglika, dotyczy to również specjalnej geometrii narzędzia, jego pokrycia oraz kształtu końcówki chwytu wierteł przeznaczonych do chłodzenia MQL. W celu optymalizacji wierteł do chłodzenia MQL, firma Guhring w dużym stopniu stosuje technologię FEM (MES - Metoda Elementów Skończonych). Metoda ta pozwala na zwymiarowanie i zoptymalizowanie narzędzi w fazie ich projektowania. Rowek wiórowy w najbliższej strefie krawędzi skrawającej ma za zadanie tak ukształtować wiór, aby łamał się na możliwie najdrobniejsze części. W dalszej części jego zadaniem jest jak najszybsza ewakuacja wióra. Te zadania dotyczą zarówno obróbki na mokro, obróbki z chłodzeniem mgłą olejową MQL jak i obróbki „na sucho“. Podczas obróbki z mgłą olejową jak i „na sucho“, jest szczególnie ważne aby zapewnić wiórowi minimalne opory tarcia i zapewnić jego bezproblemową ewakuację. Służy temu zoptymalizowany kształt rowka wiórowego jak również wypolerowanie jego powierzchni. Rowek wiórowy opracowany dla chłodzenia MQL (MMS) Przy pomocy wyżej wspomnianej analizy FEM możliwa jest symulacja oporów przepływu wióra w rowku wiórowym, umożliwiająca opracowanie optymalnego kształtu rowka wiórowego dla różnych gatunków materiału obrabianego. Poniższe zdjęcia pokazują zoptymalizowany kształt rowka wiórowego oraz wierzchołka narzędzia, zapewniające najlepszą ewakuację wiórów i minimalizującą ilość ciepła powstającego na krawędzi skrawającej podczas chłodzenia mgłą olejową MQL. Lepszą ewakuację wióra, a w efekcie większą stabilność procesu obróbki, można uzyskać stosując pokrycia najbardziej odpowiednie do chłodzenia z mgłą olejową MQL. Firma Guhring opracowała specjalne podwójne pokrycia, składające się z powłoki twardej oraz dodatkowej warstwy miękkiej, Moly- Glide. Przeprowadzone testy potwierdziły znacznie szybszą ewakuację wiórów w narzędziach do obróbki MQL i z podwójnym pokryciem w porównaniu do narzędzi konwencjonalnych. Dostarczanie chłodziwa odpowiednie dla MQL Ponieważ podczas chłodzenia mgłą olejową dostarczana jest bardzo mała ilość środka smarującego, dlatego najważniejsze jest aby był on dostarczany efektywnie do obszaru skrawania. Z tego względu ukształtowanie końca chwytu narzędzia ma istotne znaczenie dla przepływu środka smarującego. 1545 Informacje ogólne
Page 1: Technologia obróbki Obróbka „na
Page 5 and 6: Technologia obróbki Oba wyniki pom

Obróbka MQL/MMS - Guehring

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?