Что такое сухая обработка в процессе обработки?

Что такое сухая обработка в процессе обработки

Основы сухой обработки

В настоящее время при обработке большинства деталей машин, особенно на высокоавтоматизированных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах и производственных линиях, используются смазочно-охлаждающие жидкости. Основными функциями смазочно-охлаждающих жидкостей являются удаление стружки, снижение температуры резания и обеспечение смазки.

Что такое сухая обработка в процессе обработки

Однако с ростом внимания к защите окружающей среды и устойчивому развитию методы обработки, которые в значительной степени зависят от смазочно-охлаждающих жидкостей, сталкиваются с различными ограничениями.

Загрязнение от смазочно-охлаждающие жидкости могут нанести вред окружающей среде и операторам. Очистка остатков смазочно-охлаждающих жидкостей на деталях и режущих поверхностях не только приводит к "вторичному загрязнению", но и увеличивает производственные затраты.

Исследования немецкой компании VDMA и Японского общества точных измерений Инженерия показал, что затраты на смазочно-охлаждающие жидкости составляют примерно 131-171 т.р. от общих производственных затрат, в то время как затраты на инструмент обычно составляют всего 21-41 т.р., как показано на рисунке ниже.

Исследование немецкого VDMA и Японского общества точного машиностроения

Сухая обработка, говоря простым языком, - это процесс обработки без использования смазочно-охлаждающих жидкостей. С момента появления резка металла В технологии применяются как сухие, так и мокрые методы резания. Так, принцип сухой обработки не нов и применяется в производстве уже достаточно давно (например, сухое фрезерование чугун).

Однако контекст значительно изменился, поскольку сухая обработка больше не ограничивается обработкой чугунных материалов и традиционными естественными методами. Напротив, она стремится применять сухую обработку для обработки всех материалов и методов путем создания новых теорий и методик.

Сухая обработка - это не просто отказ от использования смазочно-охлаждающих жидкостей. Речь идет о поддержании высокой эффективности, качества продукции, срока службы инструмента и надежности в процесс резки при минимизации или полном отказе от использования смазочно-охлаждающих жидкостей. Для этого необходимо использовать высокопроизводительные инструменты для сухой обработки, станки и вспомогательное оборудование, чтобы заменить роль смазочно-охлаждающих жидкостей в традиционной обработке и добиться истинно сухой обработки.

Сухая обработка включает в себя различные аспекты, такие как инструментальные материалыпокрытия инструмента, геометрия инструмента, обрабатывающие станки, параметры резания и методы обработки. Она представляет собой пересечение и интеграцию технологии производства с материаловедением, информационными технологиями, электроникой и управленческими дисциплинами.

Сухая обработка направлена на устранение негативного влияния смазочно-охлаждающих жидкостей при токарной и фрезерной обработке, бурение, и расточных процессов, значительно снижая затраты на переработку и защищая экологическую среду.

В настоящее время промышленно развитые страны, такие как Европа и Япония, уделяют большое внимание развитию и применению технологии сухой обработки. Статистика показывает, что в европейском промышленном секторе от 10% до 15% обработки приходится на сухие процессы.

В 21 веке в обрабатывающей промышленности постоянно растет спрос на экологичные и безопасные для окружающей среды процессы. Технология сухой обработки, являясь экологически чистым производственным процессом, играет важную роль в экономии ресурсов, защите окружающей среды и снижении затрат.

С развитием технологии станков, режущий инструмент Благодаря технологиям и исследованиям соответствующих процессов, сухая обработка станет основным способом резки металлов и найдет широкое применение.

В настоящее время область применения сухой обработки все еще относительно ограничена, но ее глубокие исследования и широкое применение стали горячей темой в области обработки. Израильские эксперты считают, что сухая обработка "и по сей день остается сложной областью". Это не просто отключение охлаждающей жидкости и заказ нового инструмента".

В последние годы, наряду с развитием технологий высокоскоростного резания, машиностроительная промышленность промышленно развитых стран осваивает новые процессы сухой обработки с использованием существующих инструментальных материалов.

Целесообразная и экономически выгодная сухая обработка должна основываться на тщательном анализе конкретных граничных условий и глубоком понимании сложных факторов, влияющих на сухую обработку. Такой анализ позволяет получить необходимые данные и материалы для проектирования технологических систем сухой обработки.

Терминология и определения сухой обработки

Исследования и применение сухой обработки привлекли широкое внимание как на внутреннем, так и на международном уровне, а многолетние исследования способствовали внедрению технологии сухой обработки.

Однако эксперты и ученые по-разному описывают терминологию и определения, связанные с сухой обработкой. Предлагаемый национальный стандарт устанавливает правила: Стандарт распространяется на процессы механической обработки изделий, включающие полную сухую обработку и вспомогательную сухую обработку (включая воздушное охлаждение, охлаждение жидким азотом, лазерную обработку и т.д.).

Сухая обработка (сухая резка): Процесс обработки, при котором в процессе резания не используется смазочно-охлаждающая жидкость.

Полная сухая обработка: Процесс обработки, в котором не используются смазочно-охлаждающие жидкости или вспомогательные средства охлаждающая среда во время процесса резки.

Сухая обработка (сухая резка): Технология резки, предусматривающая впрыскивание достаточного количества смазки в поток воздуха при определенном давлении и температуре, в результате чего образуется туманная смесь, которая затем формы минимальное количество смазочной среды и распыляется в зоне резания для направленного микросмазывания и охлаждения зоны термического воздействия.

Сухая обработка обычно включает в себя: резку с минимальным количеством смазки, низкотемпературную резку с минимальным количеством смазки (холодную воздушная резка), защитная газовая резка с минимальным количеством смазки, внутренняя струйная обработка СОЖ и смешанные технологии распыления.

Вышеупомянутые термины и определения обеспечивают базовое различие и стандартизацию между сухой и подсушивающей резкой. По мере углубления исследований и развития технологий стандарты также подвергаются непрерывному процессу совершенствования и уточнения. Например, в определении сублимационной резки (сублимационной обработки) "впрыскивание достаточного количества смазочного материала" следует изменить на "впрыскивание достаточного количества охлаждающей и смазывающей среды" для образования туманной смеси с воздухом при определенных давлениях и температурах, создающей микроохлаждающую смазочную среду, которая распыляется в зоне резания для направленного микроохлаждения и смазывания зоны термического воздействия.

Функции сухой обработки

Эффект охлаждения

Эффект охлаждения отводит тепло, выделяемое при резке, уменьшает износ инструмента и предотвращает окисление поверхности заготовки.

Смазывающий эффект

Он снижает трение, уменьшает силу резания и обеспечивает плавность резки.

Удаление стружки

Процесс быстро удаляет стружку с поверхности заготовки, не позволяя ей поцарапать поверхность.

Однако с точки зрения охраны окружающей среды негативное воздействие смазочно-охлаждающих жидкостей становится все более очевидным, о чем свидетельствуют следующие аспекты:

  • Высокие температуры, возникающие в процессе обработки, приводят к тому, что смазочно-охлаждающая жидкость испаряется в туман, загрязняя окружающую среду и представляя опасность для здоровья оператора.
  • Некоторые смазочно-охлаждающие жидкости и загрязненная ими стружка должны рассматриваться как токсичные и опасные материалы, что влечет за собой значительные расходы на утилизацию.
  • Утечки и разливы смазочно-охлаждающих жидкостей существенно влияют на безопасность производства.
  • Добавки в смазочно-охлаждающие жидкости, такие как сера и хлор, могут нанести вред здоровью оператора и повлиять на качество обработки.

Кроме того, обширные исследования процесса резания показали, что традиционная роль смазочно-охлаждающих жидкостей в охлаждении, смазывании и удалении стружки не полностью и не эффективно используется во многих процессах обработки, особенно при высокоскоростном резании.

В результате предпринимаются усилия по сокращению или отказу от использования смазочно-охлаждающих жидкостей, адаптации к экологически чистым производственным процессам и снижению производственных затрат.

В этих условиях технология сухой обработки стала передовым методом обработки. Применение технологии сухой обработки не только снижает загрязнение окружающей среды смазочно-охлаждающими жидкостями и улучшает условия труда операторов, но и устраняет сопутствующие расходы на смазочно-охлаждающие жидкости и снижает затраты на переработку и утилизацию стружки.

Технология сухой обработки предъявляет повышенные требования к станкам и режущим инструментам. В последние годы промышленно развитые страны уделяют большое внимание исследованиям в области сухой обработки. Сухая обработка, как новый метод, представляет собой одну из будущих тенденций в технологии обработки металлов резанием.

Характеристики процесса сухой обработки

Сухая обработка, исключающая использование смазочно-охлаждающих жидкостей, полностью устраняет ряд негативных последствий, связанных с их применением в процессе обработки.

По сравнению с мокрой резкой сухая обработка имеет следующие преимущества:

  • Получаемая стружка чистая, незагрязненная, ее легко перерабатывать и утилизировать.
  • Он устраняет необходимость в системах транспортировки, фильтрации и регенерации жидкости, упрощая производственный процесс и снижая производственные затраты.
  • Это позволяет сэкономить на расходах, связанных с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей и утилизацией стружки.
  • Она не приводит к загрязнению окружающей среды и не вызывает проблем с безопасностью и качеством, связанных с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей. Благодаря этим характеристикам сухая обработка стала центральным элементом исследований в области экологически чистых производственных процессов и успешно применяется в токарных, фрезерных, сверлильных и расточных операциях.

Однако по сравнению с мокрой резкой при тех же условиях сухая обработка имеет ряд недостатков:

  • Расход энергии при прямой обработке (энергия деформации и трения) увеличивается, что приводит к повышению температура резки.
  • Состояние трения и механизмы износа в зоне контакта инструмента с заготовкой изменяются, ускоряя износ инструмента.
  • Из-за высокой термопластичности стружку сложнее разбить и контролировать, что усложняет ее сбор и удаление.
  • Качество обработанной поверхности может ухудшиться.

Сухая обработка Технология процесса

Материал заготовки в значительной степени определяет возможность применения сухой обработки. Повышение обрабатываемости материалов и снижение тепла, выделяемого при деформации и трении в процессе резания, являются техническими мерами для развития сухой обработки.

Например, были разработаны легкообрабатываемые стали и чугуны. Материалы заготовок значительно отличаются по тепловым свойствам; для сухой обработки требуется большая теплоемкость и низкая теплопроводность. Поэтому детали большой массы более пригодны для сухой обработки, чем детали малой массы.

Высокие силы резания и температуры являются основными характеристиками сухой обработки. Чтобы снизить адгезию и диффузию материала между инструментом и заготовкой при высоких температурах и обеспечить нормальный срок службы инструмента, особое внимание следует уделять правильному подбору материалов инструмента и заготовки.

После определения инструмента необходимо выбрать подходящие параметры резания и другие переменные в зависимости от конкретного процесса обработки. При сухой обработке рекомендуется использовать высокие скорости резания, так как они способствуют быстрому удалению стружки и отводу тепла, что очень полезно для продления срока службы инструмента.

Современные технологии сухой обработки включают низкотемпературное воздушное охлаждение, высокоскоростную сухую обработку, низкотемпературную сухую обработку, электростатическое охлаждение, минимальное количество смазки (MQL) и технологии почти сухой обработки.

Требования к режущим инструментам при сухой обработке

1. Отличная термическая твердость и износостойкость.

При сухой обработке температура резания обычно намного выше, чем при мокрой. Только материалы для режущего инструмента С высокой термической твердостью может эффективно выдерживать высокие температуры в процессе резки и сохранять хорошую износостойкость. Сайт твердость материал инструмента должен быть как минимум в четыре раза больше материала заготовки.

2. Низкий коэффициент трения.

Снижение коэффициента трения между инструментом и стружкой, а также между инструментом и поверхностью заготовки может частично заменить смазывающий эффект смазочно-охлаждающих жидкостей и подавить повышение температуры резания.

3. Высокая вязкость при повышенных температурах.

Силы резания при сухой обработке больше, чем при влажной, а условия резания при сухой обработке сложнее, поэтому инструменты требуют высокой прочности при повышенных температурах.

4. Высокая термохимическая стабильность.

В условиях высоких температур при сухой обработке режущие инструменты должны сохранять высокую химическую стабильность, чтобы минимизировать каталитическое воздействие тепла на химические реакции и тем самым продлить срок службы инструмента.

5. Разумно структурированная геометрия и углы инструмента.

Правильно подобранная геометрия и углы инструмента позволяют не только снизить силы резания, предотвратить образование нарастающей кромки и понизить температуру резания, но и контролировать сход стружки и ее разрушение. Форма инструмента обеспечивает плавный отвод стружки и способствует отводу тепла.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Освоение CAD/CAM: Основные технологии с пояснениями

Основные концепции автоматизированного проектирования и автоматизированного производства Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM) - это комплексная и технически сложная дисциплина системного инжиниринга, которая включает в себя такие различные области, как компьютерная [...]...

Виртуальное производство: Концепции и принципы

Концепция виртуального производства Виртуальное производство (ВП) - это фундаментальная реализация реального производственного процесса на компьютере. В нем используются технологии компьютерного моделирования и виртуальной реальности, поддерживаемые высокопроизводительными [...]...

Понимание гибких производственных систем: Руководство

Гибкая производственная система (FMS) обычно использует принципы системной инженерии и групповой технологии. Она объединяет станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (обрабатывающие центры), координатно-измерительные машины, системы транспортировки материалов, [...]...

Изучение 4 передовых методов нанофабрикации

Подобно тому, как производственные технологии играют важнейшую роль в различных областях, технология нанофабрикации занимает ключевое место в сфере нанотехнологий. Технология нанофабрикации включает в себя множество методов, в том числе механические [...].

Сверхточная обработка: Виды и технологии

Сверхточная обработка относится к прецизионным производственным процессам, в которых достигаются чрезвычайно высокие уровни точности и качества поверхности. Ее определение относительно и меняется по мере развития технологий. В настоящее время эта технология позволяет достичь [...].

Выбор правильного приспособления для ЧПУ: Типы и советы

В настоящее время механическую обработку можно разделить на две группы в зависимости от серийности производства: Среди этих двух категорий, первая составляет около 70-80% от общей стоимости продукции механической обработки [...]...

Топ-4 метода специальной обработки в современном машиностроении

В этой статье в основном представлены несколько зрелых методов специальной обработки. I. Обработка электрическим разрядом (EDM) EDM - это метод обработки токопроводящих материалов, использующий явление электрической коррозии во время [...]...

Что такое обработка с ЧПУ? Виды, преимущества, недостатки и этапы обработки

Что такое обработка с ЧПУ? Числовое программное управление (ЧПУ) - это метод управления движением и операциями обработки на станках с помощью оцифрованной информации. Станки с числовым программным управлением, часто сокращенно называемые [...]...

Изучение высокоскоростной резки: Обзор технологий и применение

Обработка резанием остается наиболее распространенным методом механической обработки, играющим важную роль в механическом производстве. С развитием производственных технологий технология обработки резанием претерпела значительный прогресс в [...].

Топ-7 новых инженерных материалов: Что нужно знать

Под передовыми материалами понимаются недавно исследованные или находящиеся в стадии разработки материалы, обладающие исключительными характеристиками и особыми функциональными свойствами. Эти материалы имеют огромное значение для развития науки и техники, [...]...

Методы расширения металла: Исчерпывающее руководство

Формирование выпуклости подходит для различных типов заготовок, таких как чашки глубокой вытяжки, разрезанные трубы и прокатные конические сварные изделия. Классификация по средствам формования выпуклости Методы формования выпуклости можно разделить [...].
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.