Глубокое сверление требует точного контроля подачи СОЖ

СОЖ настолько важна для процесса глубокого сверления, что современные системы глубокого сверления контролируют ее так же, как шпиндель или оси станка. Тщательное управление давлением СОЖ, фильтрацией, температурой и скоростью потока является ключом к оптимизации процессов глубокого сверления. Для этого требуется программируемая, бесступенчатая возможность управления потоком, встроенная в сам станок для глубокого сверления. Результатом является система с возможностью регулировки, необходимой для обеспечения того, чтобы давление в системе СОЖ никогда не превышало необходимое для эффективного удаления стружки и точного сверления.

В течение многих лет самой совершенной системой подачи СОЖ, помимо проливных, 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 технологий подачи СОЖ, обеспечив особенно эффективное охлаждение инструмента, а также эффективную эвакуацию стружки для большинства традиционных операций обработки. Сверление, в основном с использованием спиральных сверл, было основной движущей силой разработки систем подачи СОЖ под высоким давлением, в частности, сверление глубоких отверстий, где соотношение глубины к диаметру обычно составляет 10:1 и выше.

Однако по мере увеличения давления охлаждающей жидкости возрастает и необходимость в надлежащей фильтрации и контроле температуры. При рассмотрении систем с давлением более 1000 фунтов на квадратный дюйм необходима фильтрация от 20 до 50 уровней, чтобы предотвратить выход из строя насосов, и в большинстве случаев для систем охлаждающей жидкости высокого давления потребуется охладитель для регулирования температуры охлаждающей жидкости. Хотя большинство мастерских останавливаются на этих системах, даже при сложных задачах бурения, фильтрация и СОЖ сами по себе не способны решить одну из наиболее важных переменных при использовании СОЖ под высоким давлением, а именно скорость потока.

Мастерские часто понятия не имеют, сколько охлаждающей жидкости подает или должна подавать их система. Например, типичные системы охлаждающей жидкости обеспечивают скорость потока от 10 до 40 галлонов в минуту, в зависимости от системы. Однако для удаления стружки при бурении необходимы гораздо большие объемы, поскольку отверстия становятся больше в диаметре и/или глубже. Например, при использовании более крупных сверл или инструментов BTA требуемый поток охлаждающей жидкости может варьироваться от 50 до 75–350 галлонов в минуту для отверстий диаметром от 10 до 12 дюймов (от 25,4 до 30,5 см). И наоборот, скорость потока для небольших Глубокие отверстия диаметром 0,040 дюйма (1,016 мм), например, могут потребовать давления СОЖ до 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Поскольку здесь присутствует экспоненциальный фактор, при незначительном увеличении диаметра отверстия площадь съема металла значительно увеличивается. 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 составляет 100-процентное увеличение. Удвоение диаметра отверстия с 1 до 2 дюймов означает в четыре раза большую площадь и в четыре раза больше материала для удаления из отверстия. Другими словами, цеха должны исходить из того, что даже небольшое увеличение диаметра отверстия приведет к изменению параметров охлаждающей жидкости. .

Несмотря на это, большинство систем охлаждающей жидкости обладают очень небольшой гибкостью. Например, системы заливного теплоносителя вообще не обладают гибкостью — охлаждающая жидкость либо включена, либо выключена. Системы подачи СОЖ через шпиндель могут включать в себя настройки сброса или коды M, которые обеспечивают настройки низкого, среднего и высокого давления, но этого недостаточно для цехов, которым необходима действительно оптимизированная подача СОЖ.

Введите бесступенчатое управление охлаждающей жидкостью. Эта технология позволяет цехам начинать бурение при давлении около 400 фунтов на квадратный дюйм, а затем по мере продвижения бура глубже увеличивать это значение до уровня, необходимого для поддержания скорости потока для эффективного удаления стружки. Однако это сложный процесс для набора номера вручную. Если скорость потока слишком низкая, стружка останется в отверстии и может в конечном итоге сломать сверло. Слишком большой поток может создать избыточное давление, которое, в свою очередь, создаст нежелательные силы, которые могут снизить точность бурения.