نیتروژن مایع به جای برش مایع

2023-10-31

نیتروژن مایع به جای برش مایعات ، ماشینکاری و برش در محیط بیش از 100 درجه زیر صفر!

در مکانیسم سایش ابزار ، "پوشیدن" خود تنها علت خرابی ابزار نیست ، "درجه حرارت بالا" دشمن واقعی ابزار است.

با توجه به تأثیر درجه حرارت بالا ، سایش جزئی از ابزار ممکن است "خود مزخرف" شود. یعنی وقتی لبه برش ابزار کمی کسل کننده می شود ، به دلیل افزایش اصطکاک در حین برش ، ممکن است منجر به افزایش گرمای برش شود ، به طوری که دمای ابزار افزایش می یابد ، مواد ابزار نرم می شود - این باعث می شود لبه برش ابزار برای انفعال بیشتر با سرعت سریعتر و هرچه منفعل ابزار جدی تر باشد ، اصطکاک برش بیشتر می شود ، دمای ابزار بیشتر می شود ، بنابراین یک دایره شرور تشکیل می شود. سرانجام ، این ابزار در یک "منحنی خودآفرین" که توسط گرمای برش رانده می شود ، شکست می خورد.

مایع برش که ما آن را "خنک کننده" می نامیم در ارائه عملکردهای خنک کننده کاملاً موفق نیست. اگرچه سرمایش قابلمه می تواند بخشی از گرمای تولید شده در طی فرآیند پردازش را از بین ببرد ، اما عمل خنک کننده آن با فاصله مشخصی از هم جدا می شود و نمی تواند به منطقه گرمایش واقعی برسد (یعنی منطقه برش که در آن ابزار مواد قطعه کار را در زیر تراشه قطع می کند). روش انتقال مایع خنک کننده از طریق کانال داخلی دوک ، سعی دارد خنک کننده را به منطقه برش نزدیک کند ، در حالی که فناوری جدید انتقال خنک کننده از طریق داخل تیغه ، خنک کننده را بسیار نزدیک به منطقه برش می آورد.

در برش مرطوب معمولی ، نقش اصلی مایع برش روغن کاری و یا اسپری بر روی ابزار و قطعه کار برای از بین بردن گرما است. در پردازش برش درجه حرارت پایین ، نقش برش مایع (نیتروژن مایع) تبرید است. دمای خنک کننده ریختن ممکن است +20 درجه سانتیگراد باشد ، در حالی که دمای نیتروژن مایع -196 درجه سانتیگراد است ، اختلاف تقریباً 220 درجه سانتیگراد درجه سانتیگراد است. چنین اختلاف درجه حرارت زیادی برای تبدیل چاقو به جاذب گرما کافی است. با توجه به دمای بسیار پایین ، این ابزار می تواند گرمای برش را از لبه برش به بدنه ابزار مانند اسفنج بخورد ، تا اطمینان حاصل شود که عملکرد برش و عمر سرویس به دلیل دمای بالای برش خیلی سریع کاهش نمی یابد بشر

به منظور تجزیه و تحلیل کمی از مزایای عملکرد خنک کننده نیتروژن مایع ، اثرات روشهای مختلف خنک کننده بر خصوصیات ماشینکاری آلیاژهای تیتانیوم با تست های برش مقایسه شد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، تحت شرایط خنک کننده ریختن خنک کننده ، ابزار پردازش شده با سرعت برش سطح 300sfm (90m در دقیقه) (که برش پر سرعت برای آلیاژ تیتانیوم است) پس از 1 دقیقه مبهم است. در شرایط برش درجه حرارت پایین ، این ابزار می تواند به مدت 10 دقیقه قبل از اینکه از بین برود ، قابل اطمینان باشد. هنگامی که سرعت برش به 400sfm (120 متر در دقیقه) افزایش می یابد ، عمر خدمات یک ابزار مشابه 5 برابر متفاوت است. مساحت بین دو منحنی عملکرد در شکل نشان دهنده تفاوت بهره وری بین دو روش خنک کننده است. هنگام ماشینکاری در این منطقه ، اگر کاربر به جای ریختن روش خنک کننده از یک روش برش درجه حرارت پایین استفاده کند ، می تواند ضمن حفظ همان عمر ابزار ، سرعت برش بالاتری را انتخاب کند ، یا با همان سرعت برش ، عمر طولانی تر را بدست آورد.

مقایسه عمر ابزار هنگام برش آلیاژهای تیتانیوم با دو روش خنک کننده

این دو منحنی عملکرد سرانجام همگرا خواهند شد. هنگامی که سرعت برش کم است ، اختلاف عملکرد بین برش دمای پایین و برش خنک کننده بازیگران معمولی بزرگترین است. با افزایش سرعت برش ، این اختلاف به تدریج کاهش می یابد. هنگامی که سرعت برش به مقدار بسیار بالایی می رسد ، این اختلاف کاملاً از بین می رود. در تست برش از جنس استنلس استیل که در شکل زیر نشان داده شده است ، هنگامی که سرعت برش کمتر از 300sfm (90 متر در دقیقه) است ، عمر ابزار برش با دمای پایین 10 برابر برش خنک کننده ریخته شده است. هنگامی که سرعت برش به 400sfm (120 متر در دقیقه) افزایش می یابد ، این تفاوت به تدریج به 4 بار کاهش می یابد. هنگامی که سرعت برش به حدود 650SFM (200 متر در دقیقه) افزایش می یابد ، این تفاوت دیگر وجود ندارد.

مقایسه عمر ابزار هنگام برش فولاد ضد زنگ با دو روش خنک کننده

علاوه بر مزایای عملکرد برش ، مزایای دیگری برای استفاده از فناوری برش درجه حرارت پایین نیز وجود دارد. این مزایای بالقوه فناوری برش با دمای پایین در اطمینان از امنیت شخصی کارمندان است. پس از ماشینکاری با دمای پایین ، هیچ مایع برش لغزنده ای روی سطح دستگاه باقی نمی ماند ، بنابراین می توان خطر آسیب دیدگی لغزش را در پردازش کاهش داد که در آن بعضی از اپراتورها گاهی اوقات نیاز به پیاده روی روی میزهای بزرگ ابزار دستگاه دارند.

مزایای دیگر مربوط به حفاظت از محیط زیست است. برش سرد به جای استفاده از مایع خنک کننده مصنوعی ، از نیتروژن از هوا استفاده می کند و در نهایت به هوا باز می گردد. بنابراین ، نیازی به دفع مایع زباله نیست. نیتروژن هوا یا وسایل پزشکی فرآوری شده یا سایر قسمتهای حساس را آلوده نمی کند.

استفاده از پردازش خنک کننده نیتروژن مایع (دمای فوق العاده پایین) برای حل برخی از مواد فلزی ، مواد غیر فلزی و مواد کامپوزیت برای پردازش مشکلات دشوار است.

هنگام استفاده از خرد شدن خنک کننده نیتروژن مایع ، لازم است از برخی روان کننده ها برای حل مشکل روغن کاری ضعیف در فرآیند تشکیل تراشه استفاده شود. در عین حال ، سطح فلز جدید روی قطعه کار دارای یک فعالیت شیمیایی قوی است و در هنگام قرار گرفتن در معرض هوا به سرعت زنگ می زند ، بنابراین ، لازم است از برخی از عوامل ضد Rust برای جلوگیری از زنگ زدگی قطعه کار و ابزار دستگاه استفاده کنید. بشر

قبلی: چگونه می توان روغن هیدرولیک را برای جلوگیری از انفجار لوله انتخاب کرد؟ بعد: فن آوری بازیافت ماده آزاد سازی زباله ، روغن هیدرولیک و مایعات برش