Система за охлаждане и смазване на CNC токарен стан с наклонена стойка

Когато прегряващият лагер на шпиндела променя всичко на производствената площадка

Един машинист започва сутрешната смяна, като зарежда проверена програма и измерва първата детайла от наклонената токарска машина с ЧПУ. Диаметърът е точно според зададените параметри, повърхностната шлифовка е чиста и производството продължава без прекъсване. До ранния следобед същата програма и същият резец произвеждат детайли, които са се отклонили с няколко микрона от номиналните стойности, а повърхностната шлифовка е придобила леко вибрационно оформление, което в 8 часа сутринта не е било присъстващо. Операторът компенсира, като коригира инструменталното отместване, но истинският проблем не е в траекторията на инструмента. Той е в корпуса на шпиндела, който е абсорбирал топлина в продължение на шест последователни часа. Лагерите на шпинделя са се разширили, литейната част на главата се е преместила микроскопично и геометрията на машината се е променила достатъчно, за да изчерпи допустимите отклонения. Този сценарий е причината системата за охлаждане и смазка на наклонената токарска машина с ЧПУ да заслужава същото внимание като скоростта на шпинделя или конфигурацията на револверната глава. Топлинната стабилност не е допълнителна функция. Тя е това, което разграничава машината, която поддържа точност през целия работен ден, от машината, която „преследва собствената си топлина“.

Защо наклоненият дизайн на леглото изисква специфична стратегия за охлаждане

Архитектурата на наклонното легло на модерния CNC въртящ се не е само за евакуация на чипове. Той определя как топлината се движи през машината. В конфигурацията на наклонното легло, зоната за рязане се намира над наклонна литиева конструкция, която насочва горещите чипове и нагряната течност за рязане надолу към таретка за събиране или конвейер. Това е предимство за управлението на чипове, но също така означава, че самото леене на леглото е изложено на непрекъсната вана от топло охлаждащо течност, която се каскадира върху повърхността му. В същото време двигателят на въртящата се част и лагерите генерират своя собствена значителна топлинна натоварване, която се предава в главата на ковката и оттам в леглото. Кръглените винтове, които задвижват оста X и Z, работят непрекъснато под натоварване, генерирайки топлина от триене, която трябва да се разсейва, за да се предотврати грешка в наклона, която да изкриви точността на позиционирането. Ефективна охлаждаща система за предавка на наклонно легло трябва да се отнася едновременно и към трите топлинни входни източника: топлината от зоната на рязане, топлината от задвижването на въртележката и топлината от задвижването на оста. Той прави това чрез комбинация от обем на охлаждащата течност, насочен поток към режещия ръб и в някои конфигурации отделен верига на охладителя на маслото за лагерите на въртящите се, който поддържа стабилна температура независимо от интензивността на производството.

Разликата между мокри, сухи и мъгливи смазки за насочни и топкови винтове

Смазването е тихият партньор на охлаждането, а избраният метод за подаване на масло към плъзгащите се и търкащи се елементи на машината пряко влияе както върху продължителността на живота, така и върху прецизността. Съвременните наклонени стругове обикновено използват един от трите смазващи подхода за своите линейни водачи и топчести винтове. Централизираните автоматични системи за смазка с грес използват помпа за подаване на точно дозирани количества грес към всяка точка за смазване по зададен времеви цикъл. Този подход е чист, минимизира отпадъците и работи добре при умерени скорости на осите. Системите за маслено мъгло разпръсват смазващото масло в фини частици, които се пренасят от компресиран въздух към водачите и топчестите гайки, осигурявайки непрекъснато смазване, а също така създавайки положително налягане, което помага да се предотврати проникването на замърсяващи вещества в лагерните вериги. Този метод често се предпочита за високоскоростни машини, където бързото движение на осите поражда повече триене и топлина. При конструкции на шпиндел с маслено легло лагерите на шпинделя се потапят директно в контролирано количество масло, което осигурява както смазване, така и охлаждане в една и съща система. Изборът между тези методи зависи от скоростния диапазон на машината, очаквания цикъл на производствена употреба и целите за термична стабилност, които производителят е определил за готовата машина.

Как стандартите за чистота на охлаждащата течност директно влияят върху повърхностната обработка и продължителността на живота на инструментите

Режещата течност не е просто течност, която се излива върху инструмента. В среда за прециозно точене тя изпълнява едновременно функциите на хидродинамична филмова пелена на границата между инструмента и стружката, средство за прехвърляне на топлина и система за отвеждане на отпадъчни частици. Когато охладителната течност се замърси с фини метални частици, те циркулират през помпата и се изстрелват директно в зоната на рязане. Резултатът е микроскопична абразивна суспензия, която изглажда режещия ръб, уврежда повърхностната шерохватост на обработваната детайл и ускорява износването на почистващите щетки и уплътненията по водачите на машината. Машиннообработващата индустрия признава общи стандарти за филтриране, които определят допустимите нива на твърди частици за различни класове обработка; следователно, наклонена лостова токарна машина, проектирана за прециозно точене, трябва да бъде оборудвана с многостепенна филтрационна система. Груба кошница за стружка задържа големите стружки, магнитен сепаратор или филтърна лента от хартия отстранява феромагнитните фини частици, а за най-високото ниво на прецизност – торбест филтър или картучна система полира охладителната течност до предварително зададена стойност в микрометри, преди тя да се върне в зоната на рязане. Чистата охладителна течност е инвестиция в продължителността на живота на инструментите, последователността на повърхностната шерохватост и дългосрочната геометрична точност на машината.

Прозрачен график за поддръжка, който защитава инвестициите ви

Добре проектираната система за охлаждане и смазване все още изисква дисциплинирано поддържане, за да осигури предвидената й производителност през целия експлоатационен живот на машината. Най-често пренебрегваната точка е концентрацията на охладителната течност. Използването на водоразтворим охладител с твърде висока концентрация води до неефективно използване на продукта и оставя лепкава остатъчна пленка по машината. Използването му с твърде ниска концентрация насърчава бактериалния растеж, който причинява миризма на развалени яйца – нещо, което никоя работилница не желае, – както и киселини, които корозират направляващите повърхности и уплътненията. Проверката с рефрактометър трябва да е част от седмичната рутина, заедно с отстраняването на странствашкото масло от повърхността на резервоара с охладителна течност. Странствашкото масло – хидравлично масло и масло за направляващи повърхности, което протича в охладителната течност – образува плаваща плътна пленка, която блокира достъпа на кислород до течността и създава анаеробни условия, благоприятни за бактериалния растеж. От страна на системата за смазване, дозиращите устройства в автоматична система трябва периодично да се инспектират, тъй като запушена дозираща клапа може да лиши една направляваща повърхност от смазка, докато останалата част от системата изглежда нормално функционираща. Резултатът е локализиран износ, който не може да бъде възстановен. Тези задачи за поддържане не отнемат много време, но пренебрегването им превръща прецизната машинна инструментална система в постепенно губеща прецизност машинна инструментална система.

Инженерен проект на охладителна система, която се доставя готова за производство

Системата за охлаждане и смазване на CNC токарен стан с наклонена основа не е съвкупност от общи, готови за употреба компоненти, монтирани след завършване на стана. Тя е неотделима част от инженерната конструкция на стана и се проектира паралелно с шпиндела, осевите задвижвания и литината на основата, за да се постигне определена цел за термична стабилност. Обемът на резервоара за охлаждащата течност трябва да съответства на производителността на помпата, за да се предотврати кавитацията. Степените на филтриране трябва да са измерени така, че да могат да обработват скоростта на отстраняване на материала, на която станът е способен. Мрежата за разпределение на смазочната течност трябва да осигурява постоянен поток към всяка ос, независимо от нейното положение в работното пространство. HXCNCMT подхожда към производството на токарни станове с наклонена основа от тази интегрирана инженерна перспектива, като създава станове, при които системите за охлаждане и смазване са проектирани като част от пълната архитектура на стана, а не се третират като второстепенни елементи. Когато станът пристигне в производствената площадка на клиента, системата за термично управление вече е настроена за серийно производство, което позволява на цеха да се фокусира върху изработката на детайли, а не върху отстраняването на дефекти в системата за охлаждане, която трябваше да бъде решена още в заводските условия.