Сверление глубоких отверстий требует точного управления подачей СОЖ

СОЖ настолько важна для процесса глубокого сверления, что современные современные системы глубокого сверления управляют ею почти так же, как шпинделем или осями станка. Тщательное управление давлением охлаждающей жидкости, фильтрацией, температурой и скоростью потока является ключом к оптимизации процессов глубокого сверления. Для этого требуется программируемая бесступенчатая система управления потоком, встроенная в сам станок для глубокого бурения. Результатом стала система с регулируемостью, необходимой для обеспечения того, чтобы давление в системе СОЖ никогда не превышало требуемое для эффективной эвакуации стружки и точного сверления.

В течение многих лет самой передовой системой подачи СОЖ, помимо струйных, были системы подачи СОЖ через шпиндель/инструмент. Затем появление систем подачи СОЖ под высоким давлением, работающих при давлении около 1000 фунтов на квадратный дюйм, изменило ландшафт технологии подачи СОЖ благодаря особенно эффективному охлаждению инструмента, а также эффективной эвакуации стружки для большинства обычных операций обработки. Сверление, в основном с использованием спиральных сверл, было основной движущей силой разработки систем СОЖ под высоким давлением, в частности, для глубокого сверления, где отношение глубины к диаметру обычно составляет 10:1 и выше.

Однако по мере увеличения давления охлаждающей жидкости возрастает и потребность в надлежащей фильтрации и контроле температуры. При рассмотрении систем с давлением более 1000 фунтов на квадратный дюйм требуется от 20 до 50 уровней фильтрации, чтобы насосы не вышли из строя, и в большинстве случаев для систем охлаждения с высоким давлением потребуется чиллер для регулирования температуры охлаждающей жидкости. Хотя большинство мастерских останавливаются на этих системах, даже для сложных операций бурения фильтрация и охлаждающая жидкость сами по себе не решают одну из наиболее важных переменных при использовании охлаждающей жидкости высокого давления, а именно скорость потока.

Магазины часто не знают, сколько охлаждающей жидкости подает или должна подавать их система. Типичные системы охлаждающей жидкости, например, обеспечивают скорость потока от 10 до 40 галлонов в минуту, в зависимости от системы. Однако для удаления стружки при сверлении требуются гораздо большие объемы, поскольку отверстия становятся больше в диаметре и/или глубже. Например, при использовании более крупных ружейных сверл или инструментов BTA требуемый расход охлаждающей жидкости может варьироваться от 50 галлонов в минуту до более 75–350 галлонов в минуту для отверстий диаметром от 10 до 12 дюймов (от 25,4 до 30,5 см). И наоборот, расход для небольших - диаметр глубоких отверстий может быть всего 2 галлона в минуту, но с гораздо более высокими уровнями давления. Например, для отверстия диаметром 0,040 дюйма (1,016 мм) может потребоваться давление охлаждающей жидкости до 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Поскольку здесь присутствует экспоненциальный фактор, при незначительном увеличении диаметра отверстия значительно увеличивается площадь съема металла. Рассмотрим разницу между отверстием диаметром 1 дюйм (25,4 мм) и отверстием диаметром 1,5 дюйма (38,1 мм) — увеличение диаметра на 50 процентов. Результирующая площадь составляет 0,79 дюйма3 (12,95 см3) для отверстия диаметром 1 дюйм по сравнению с 1,77 дюйма3 (29,01 см3) для отверстия диаметром 1,5 дюйма, что на 100% больше. Удвоение диаметра отверстия с 1 до 2 дюймов означает в четыре раза большую площадь и в четыре раза больше материала, удаляемого из отверстия. Другими словами, цеха должны исходить из того, что даже незначительное увеличение диаметра отверстия гарантирует изменение параметров охлаждающей жидкости. .

Несмотря на это, большинство систем охлаждения обладают очень малой гибкостью. Системы с охлаждающей жидкостью, например, вообще не обладают гибкостью:охлаждающая жидкость либо включена, либо выключена. Системы подачи СОЖ через шпиндель могут включать настройки разгрузки или М-коды, обеспечивающие настройки низкого, среднего и высокого давления, но этого недостаточно для мастерских, которым требуется действительно оптимизированная подача СОЖ.

Введите бесконечную вариативность управления охлаждающей жидкостью. Эта технология позволяет мастерским начинать отверстие с давлением около 400 фунтов на квадратный дюйм, а затем, по мере углубления бурения, увеличивать его до любого уровня, необходимого для поддержания скорости потока для эффективного удаления стружки. Тем не менее, это сложный процесс для набора номера вручную. Если скорость потока слишком низкая, стружка останется в отверстии и может в конечном итоге сломать сверло. Слишком сильный поток может создать избыточное давление, которое, в свою очередь, порождает нежелательные силы, снижающие точность сверления.

Для успешной и стабильной работы OEM-производители станков для глубокого сверления, такие как UNISIG, с самого начала встраивают системы охлаждения и элементы управления в фактическую конструкцию станка, чтобы обеспечить полную интеграцию. Это позволяет элементам управления обеспечивать немедленную обратную связь в процессе работы, обеспечивая чрезвычайно точную регулировку уровней охлаждающей жидкости, которая всегда обеспечивает точное количество охлаждающей жидкости на режущей кромке.

Система работает за счет реализации процесса обратной связи в системе управления, которая немедленно регулирует подачу СОЖ, чтобы предотвратить поломку инструмента. Обратная связь от системы управления также помогает операторам оптимизировать поток и давление СОЖ при глубоком сверлении, и как только эти параметры определены, их можно использовать для повторения процесса снова и снова.

Кроме того, давление охлаждающей жидкости и обратная связь по потоку от самого процесса используются для обнаружения сломанных инструментов. Например, если давление охлаждающей жидкости в приложении внезапно падает, это может указывать на поломку инструмента. И прямо в этот момент процесс можно остановить и заменить инструмент. Это особенно полезно при сверлении отверстий очень малого диаметра, когда малая нагрузка на сверло затрудняет обнаружение даже незначительного изменения усилия. Но, контролируя охлаждающую жидкость, операторы могут определить исправность инструмента и удаление стружки. И это может помочь в дальнейшей оптимизации таких параметров, как подача и скорость, для лучшего контроля над стружкодроблением в таких случаях.

В дополнение к системам охлаждения и элементам управления резервуары для охлаждающей жидкости также специально разработаны для станков для глубокого сверления такими производителями оригинального оборудования, как UNISIG. В то время как системы подачи СОЖ через шпиндель для обрабатывающих центров могут иметь резервуары СОЖ объемом от 20 до 50 галлонов, системы глубокого сверления будут различаться в зависимости от скорости и потока СОЖ. В зависимости от размера станка для глубокого сверления емкость резервуара для охлаждающей жидкости может достигать 3000 галлонов, и он может работать в паре с фильтрующим устройством емкостью 350 галлонов в минуту.

Системы подачи СОЖ через шпиндель и подачи СОЖ под высоким давлением позволяют время от времени выполнять операции высокопроизводительного сверления на обычных обрабатывающих центрах. Однако, когда буровые работы выполняются каждый день и включают в себя гораздо более глубокие отверстия с соотношением 10, 20 или даже 40:1 и выше, необходим специальный станок для глубокого сверления. И лучшие типы - это те, которые спроектированы с системой охлаждения как продолжением станка, так же как шпиндель или ось являются частью станка. Высокотехнологичные системы подачи СОЖ и средства управления от OEM-производителей, таких как UNISIG, позволяют мастерским ежедневно надежно и точно сверлить тысячи отверстий с отношением глубины к диаметру более 100:1 и с минимальным вмешательством оператора, если таковое требуется.