Problemas de refrigeración de las fresas de acero de tungsteno

En la actualidad, la industria del corte de metales en el país y en el extranjero se centra en los temas de investigación para mejorar la eficiencia del corte y extender la vida útil de las herramientas, que se llevan a cabo a grandes rasgos a partir de los siguientes cuatro aspectos: primero, investigación sobre materiales de herramientas. , segundo, investigación sobre la estructura de la herramienta, y tercero, es una opción razonable estudiar el ángulo de la geometría de la herramienta y la cantidad de corte (especialmente la adopción de tecnología de corte de alta velocidad). El cuarto es estudiar el desarrollo de nuevas tecnologías para el tratamiento de la superficie de la herramienta. . De hecho, estos cuatro aspectos del trabajo pueden mejorar efectivamente la eficiencia de corte y la vida útil de la herramienta. Sin embargo, reducir el aumento de la temperatura de corte de la herramienta, reducir el desgaste de la herramienta y la fuerza de corte también son temas importantes que deben estudiarse y discutirse en el proceso de corte. . El CNC acorta el tiempo de ajuste de las máquinas herramienta El avance de las máquinas herramienta y la tecnología de fabricación de herramientas ha llevado a un rápido aumento en la eficiencia del procesamiento, que también produce una gran cantidad de virutas y emite más calor en este momento, si aún se siguen las instrucciones. Método tradicional: mecanizado. Grandes cantidades de agentes de corte causarán un mayor daño al medio ambiente. Los agentes de corte tradicionales contienen grandes cantidades de azufre, fósforo, cloro y otras sustancias. La descarga aleatoria de estos líquidos nocivos se volatiliza en el aire, causando grandes daños a la salud de los operadores. Al mismo tiempo, durante el procesamiento se producen con frecuencia salpicaduras, elevaciones, fugas y otros fenómenos que afectarán las fuentes de agua potable, la tierra y el aire, y dañarán el medio ambiente ecológico. Durante mucho tiempo, el uso de agentes de corte ha provocado un gran consumo de energía y ha añadido cargas a las empresas. La gente ha utilizado durante mucho tiempo el concepto de coste de producción para explicarlo.

Figura 1 Relación de composición de costos de los centros de mecanizado Para resolver los problemas anteriores, los gobiernos de varios países han aumentado la supervisión de la contaminación de los fluidos de corte y han introducido sucesivamente una gestión, restricciones y sanciones muy estrictas de los fluidos residuales de corte. . Especialmente después de la implementación de las normas ambientales ISO14000 y los avisos de las normas de salud ISO16000, las empresas enfrentan una mayor presión sobre la protección del medio ambiente, lo que hace que el costo de los agentes de corte aumente año tras año. La figura 1 muestra un ejemplo de la estructura de costos de un centro de mecanizado. En la figura se puede ver que el petróleo representa del 15 al 30% del costo operativo de la máquina herramienta. Con este fin, la investigación de nuevos métodos de refrigeración y lubricación de herramientas; la implementación de métodos de mecanizado en seco y semiseco que utilicen menos o ningún agente de corte se ha convertido en otra tecnología de vanguardia para mejorar el medio ambiente, aumentar la eficiencia del corte y la vida útil de la herramienta. En la actualidad, esta tecnología se ha convertido en el principal tema de investigación al que se enfrenta la industria del corte de metales después del CNC. Entre ellos: la tecnología de corte por aire frío es un tipo de tecnología de corte semiseco y una extensión de la tecnología de corte MQL (lubricación de cantidad mínima). Para promover rápidamente la aplicación de esta tecnología, recientemente, combinada con la producción, hemos utilizado el frío. tecnología de corte por aire en torneado y fresado. El efecto durante el procesamiento se comprobó en la producción. 2. Sistema de corte por aire frío El principio de funcionamiento simple y el plan de diseño del sistema de corte por aire frío es: dejar que el aire frío de baja temperatura (-30 ℃ ~ 50 ℃) generado por la máquina de chorro de aire frío de baja temperatura se mezcle con un Se aplica una cantidad muy pequeña de aceite vegetal y se rocía hasta el punto de corte, lo que afectará el rendimiento de la herramienta. Se implementan enfriamiento, lubricación y eliminación de virutas en las superficies frontal y lateral para reducir el aumento de la temperatura de corte. El sistema consta principalmente de: compresor de aire, máquina de chorro de aire frío de baja temperatura, atomizador de trazas de aceite, eyector, cortador y otros mecanismos. La Figura 2 es un diagrama del sistema del dispositivo de giro de aire frío. Como se muestra en la figura, el flujo de aire generado por el compresor de aire pasa a través del separador de polvo para eliminar los microiones y luego cae al punto de rocío a través del secador de aire. Después de ingresar al dispositivo de enfriamiento de aire para enfriar, se rocía desde el. direcciones superior e inferior a las piezas de corte delante y detrás de la herramienta.

1. Filtro de línea principal 2. Secador de aire refrigerado 3. Secador de aire no calentado 4. Separador de polvo 5. Válvula de alivio 6. Compresor 7. Drenaje superficial automático 8. Condensación 9. Compresor 10. Herramienta de giro 11. Intercambiador de calor gas-líquido

Figura 2 Sistema de procesamiento de torneado con aire frío 3. Prueba de fresado con aire frío El fresado del perfil de pala de turbina de vapor se realizaba originalmente en fresadoras ordinarias, utilizando En el estado enfriado por aceite, el corte La velocidad de las fresas de acero de alta velocidad y de las fresas de bolas es de solo 30 ~ 40 m/min, y la eficiencia de corte es muy baja. Después de la transformación técnica posterior, casi todos los equipos de procesamiento fueron reemplazados por fresadoras CNC. Por esta razón, la mayoría de las herramientas también usaban fresas indexables de carburo que pueden cortar a altas velocidades. Dado que la temperatura de corte aumenta rápidamente durante el corte a alta velocidad. Esto ha causado problemas al original. El enfriamiento de aceite utilizado genera mucho humo. Este humo asfixiante no solo afecta la línea de visión y el entorno de procesamiento, sino que también impide que los operadores realicen un corte normal.

Si se reduce la velocidad de corte, se reducirá la eficiencia del corte y no se logrará la intención original de lograr un corte eficiente mediante la mejora de las máquinas herramienta y las herramientas de corte. Con este fin, la fábrica ha instalado una campana extractora al lado de cada máquina herramienta, pero en condiciones de corte a alta velocidad, el humo no se puede eliminar rápidamente. Durante el fresado, para garantizar que la herramienta pueda realizar un corte normal a alta velocidad, experimentamos con tecnología de corte con aire frío. Comparación entre fresado enfriado por aceite y fresado por aire frío Para verificar el efecto de la aplicación de la tecnología de corte por aire frío en la práctica de producción, combinada con la producción, llevamos a cabo una gran cantidad de pruebas comparativas entre el fresado enfriado por aceite y el fresado en frío a baja temperatura. -Procesos de mecanizado al aire. Durante la prueba, se encontró que la presión de la fuente de compresión proporcionada por el taller era muy insuficiente y no podía alcanzar la presión de trabajo de 0,4 a 0,8 MPa de la máquina de chorro de aire frío CTL-2/50, pero el procesamiento aún se llevó a cabo. . El resultado es: en condiciones de corte de alta velocidad (velocidad de corte a 18 Om/min), el uso de una gran cantidad de aceite para fresar hojas de acero inoxidable puede procesar de 5 a 8 piezas en un solo cambio de herramienta. La presión de trabajo es insuficiente, aún se pueden procesar de 8 a 10 piezas, la vida útil de la herramienta se prolonga significativamente. Se debe creer que cuando la presión de la fuente de aire está totalmente garantizada y se utiliza el corte con aire frío, la vida útil de la herramienta se prolongará aún más. Las formas de la fresa de prueba y la pieza de trabajo se muestran en la Figura 3, y los efectos de corte de diferentes métodos de enfriamiento se muestran en la Tabla 1.

Figura 3 Prueba de fresa y forma de la pieza de trabajo Tabla 1 Efectos de corte de diferentes métodos de enfriamiento Enfriamiento

Cantidad de corte del método y número de piezas procesadas

(Vida útil de la herramienta)

p>

(piezas) Velocidad de rotación n

(r/min) Velocidad de avance de la herramienta Vf

(mm/min) Cantidad de contracorte ap

(mm) Enfriamiento de aceite 1800 3000 2,5 5～8 Aire frío 1800 3600 2,5 8～10 Condiciones de prueba Máquina herramienta: material de pieza de fresado CNC producido por la fábrica de máquinas herramienta número 4 de Shanghai: material de acero inoxidable 1Cr13 especificación: 50×100×48 (tipo arco interno posterior La superficie tiene una sección transversal desigual) Herramienta: Fresa de extremo de bola indexable de carburo estándar f32 Modelo de plaquita: P26315R16, STMT09T308 Cantidad de corte: Consulte la Tabla 1 Aire frío: -50 ℃ generado por Máquina de chorro de aire frío CTL-2/50 Fuente de aire comprimido de aire frío izquierda y derecha: tubería de distribución de aire centralizada en el taller 0,1~O.15MPa Aceite para corte: aceite mineral (aproximadamente 20 litros/min). : aceite vegetal a baja temperatura (30 ml/hora) 4. Prueba de torneado con aire frío Comparación entre el torneado con enfriamiento interno y externo con aire frío y el torneado con niebla de aceite Para verificar el rendimiento de corte de las herramientas de torneado con enfriamiento interno y externo bajo la acción. de aire frío, produjimos una herramienta especial de torneado con enfriamiento interno (ver Figura 4). Puede transportar aire frío a las salidas superior e inferior cerca del cabezal de la herramienta a través de los tubos dentro del cuerpo de la herramienta giratoria, rociarlo a las superficies frontal y lateral de la hoja y trabajar con herramientas giratorias comunes (estructura de presión superior indexable estándar) usando Se compararon dos tubos para el procesamiento de enfriamiento externo (consulte la Figura 4 para la estructura) con el método tradicional de corte por enfriamiento por aspersión. El resultado es: también cuando la cara del flanco se desgasta a 0,3 mm, usando enfriamiento por aspersión tradicional para el corte, la carrera de corte de la herramienta es de solo 24 mm (medida de acuerdo con el ancho de procesamiento de la pieza de trabajo usando aire frío, rociando hacia el frente); la hoja desde la dirección superior e inferior del exterior, la carrera de corte de la herramienta en la superficie del flanco alcanza los 58 mm y la vida útil de la herramienta se duplica; sin embargo, cuando se utilizan herramientas de torneado con aire frío y refrigeración interna para cortar, la velocidad de rotación; , la cantidad de avance de la herramienta y la cantidad de avance de la herramienta trasera aumentan en consecuencia bajo la acción del aire frío, la carrera de corte de la herramienta puede llegar a 111 mm, lo que refleja plenamente las ventajas de utilizar herramientas de torneado con refrigeración interna bajo la acción del frío. aire. Los efectos de corte de los tres métodos de enfriamiento se muestran en la Tabla 2 y el diagrama esquemático de la estructura de la herramienta de torneado se muestra en la Figura 4.

Figura 4 Condiciones de prueba utilizando la estructura de la herramienta de torneado Máquina herramienta: Torno vertical CNC Material de la pieza de trabajo: Especificaciones: Aleación de alta temperatura, f1200×120 Herramienta: Prensa superior indexable estándar para torneado con pulverización de aceite y torneado con aire frío con refrigeración externa Torneado herramienta. El torneado con aire frío enfriado internamente utiliza herramientas de torneado caseras enfriadas internamente.

Modelo de hoja: CNMG12O4O8E Dosis de corte: Ver Tabla 2 Condiciones de aire frío: Aire frío alrededor de -50°C generado por la máquina de chorro de aire frío CTL-2/50 Fuente de aire comprimido: Presión de la tubería de distribución de aire centralizada del taller 0.3~O4Mpa Aceite para corte con aceite: Aceite mineral aire frío Aceite de corte: Aceite vegetal de baja temperatura (3O ml/hora) Tabla 2 Efectos de corte de diferentes métodos de enfriamiento Enfriamiento

Método cantidad de corte Carrera de corte

(Vida útil de la herramienta)

(mm) Velocidad de rotación n

(r/min) Cantidad de avance de la herramienta f

(mm/r) Cantidad de retroceso ap

(mm ) Fluido de corte (aerosol) 5 O.2 1 24 Aire frío (refrigeración externa) 5 O.2 1 58 Aire frío (refrigeración interna) 10 0.27 2.5 111

Figura 5 Diagrama de vida útil de la herramienta De diferentes métodos de enfriamiento en torneado, la vida útil de las herramientas que usan diferentes métodos de enfriamiento se puede ver en la Figura 5. 5. Análisis del efecto de corte De los ejemplos de procesamiento anteriores, se puede concluir que el efecto de aplicación inicial del uso de aire frío a baja temperatura en procesos de torneado y fresado es bueno y significativo. En particular, resulta práctico para fresar y tornear materiales difíciles de mecanizar, como acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura. La conclusión preliminar extraída de la prueba es: siempre que se cumplan las condiciones básicas de trabajo de la máquina de chorro de aire frío, la tecnología de corte por aire frío tiene una vida útil más larga que la tecnología de corte tradicional con aceite (agente de agua). Al cortar con aire frío, el método de enfriamiento interno es más efectivo que el método de enfriamiento externo, lo que se refleja particularmente en la mejora de la vida útil de la herramienta. Las pruebas han demostrado que la vida útil de la herramienta de corte se prolonga a medida que aumentan la presión del aire frío y el caudal. Durante los procesos de torneado y fresado, considerando la reducción de temperatura en el punto de corte, la cantidad de corte se puede aumentar adecuadamente debido a la vida útil prolongada de la herramienta, se ahorra el tiempo auxiliar requerido para ajustar la estación de trabajo y se mejora la eficiencia del procesamiento; se mejora significativamente. En realidad, se midió la rugosidad de la superficie de las piezas de trabajo terminadas con materiales de aleación de alta temperatura, y puede alcanzar de manera estable Ra2.05~Ra2.5?0?8m. Las hojas de acero inoxidable procesadas se probaron mediante detección de defectos por partículas magnéticas y no presentaron grietas ni grietas. Se encontraron otras anomalías. Dado que se utiliza gas en lugar de petróleo, no produce humo asfixiante, el ambiente es limpio, es inofensivo para el cuerpo, es conveniente para la operación y también mejora la eficiencia, por lo que es muy popular entre los operadores. 6. Perspectivas de aplicación y cuestiones que se discutirán más a fondo La práctica de aplicación de la tecnología de corte con aire frío a baja temperatura ha demostrado que puede mejorar la eficiencia del corte, extender la vida útil de la herramienta y reducir el consumo de energía y los costos de procesamiento. En primer lugar, la fábrica es el mayor beneficiario. En segundo lugar, debido a la mejora del entorno laboral y la mejora de la eficiencia del procesamiento, los ingresos han aumentado y los trabajadores están dispuestos a aceptarlo, y la importancia social es aún más profunda. . En resumen, creemos que esta tecnología puede cumplir con los requisitos de la tecnología moderna para transformar equipos tradicionales y debería tener amplias perspectivas de aplicación. Sin embargo, nuestra aplicación de prueba de la tecnología de corte con aire frío aún es corta, por lo que la conclusión es preliminar. adaptarse al mecanizado en desbaste con grandes cantidades de corte, la selección razonable de la estructura de la herramienta (especialmente la estructura de enfriamiento interna) y los parámetros de corte aún necesitan más experimentos y discusiones.