Nitrogênio líquido em vez de cortar fluido

2023-10-31

Nitrogênio líquido em vez de cortar fluido, usinagem e corte no ambiente de mais de 100 graus abaixo de zero!

No mecanismo de desgaste da ferramenta, "desgaste" não é a única causa de falha da ferramenta, "alta temperatura" é o verdadeiro inimigo da ferramenta.

Devido à influência da alta temperatura, o leve desgaste da ferramenta pode "se auto-manifestar". Ou seja, quando a aresta de corte da ferramenta se torna um pouco monótona, devido ao aumento do atrito durante o corte, pode levar a um aumento no corte de calor, de modo que a temperatura da ferramenta aumenta, o material da ferramenta sofre - isso promoverá A borda de corte da ferramenta para aprofundar a passivação a uma velocidade mais rápida e quanto mais grave a passivação da ferramenta, maior o atrito de corte, maior a temperatura da ferramenta, formando um círculo vicioso. Eventualmente, a ferramenta falhará em uma "curva de auto-aceleração" acionada pelo calor de corte.

O fluido de corte que chamamos de "refrigerante" não é totalmente bem -sucedido no fornecimento de funções de resfriamento. Embora o resfriamento castável possa eliminar parte do calor gerado durante o processo de processamento, sua ação de resfriamento é separada por uma certa distância e não pode atingir a zona de aquecimento real (ou seja, a zona de corte onde a ferramenta corta o material da peça sob o chip). O método de transmitir o líquido de arrefecimento através do canal interno do eixo tenta aproximar o líquido de arrefecimento da zona de corte, enquanto a nova tecnologia de transmitir o líquido de arrefecimento pelo interior da lâmina traz o líquido de refrigerante muito próximo à zona de corte.

No corte molhado convencional, o principal papel do fluido de corte é lubrificar e/ou pulverizar na ferramenta e na peça de trabalho para tirar o calor. No processamento de corte de baixa temperatura, o papel do fluido de corte (nitrogênio líquido) é a refrigeração. A temperatura do líquido de arrefecimento de vazamento pode ser de +20 ° C, enquanto a temperatura do nitrogênio líquido é de -196 ° C, uma diferença de quase 220 ° C. Uma diferença de temperatura tão grande é suficiente para transformar a faca em um absorvedor de calor. Devido à sua temperatura muito baixa, a ferramenta pode sugar o calor de corte da aresta de corte no corpo da ferramenta como uma esponja, de modo a garantir que o desempenho de corte e a vida útil da ferramenta não diminuam muito rapidamente devido à alta temperatura de corte .

Para analisar quantitativamente as vantagens de desempenho do resfriamento de nitrogênio líquido, os efeitos de diferentes métodos de resfriamento nas propriedades de usinagem das ligas de titânio foram comparados pelos testes de corte. Como mostrado na figura abaixo, sob a condição de resfriamento do vazamento de líquido de arrefecimento, a ferramenta processou a uma velocidade de corte da superfície de 300SFM (90m/min) (que é o corte de alta velocidade para liga de titânio) é embotado após 1 minuto; Sob condições de corte de baixa temperatura, a ferramenta pode ser processada de maneira confiável por 10 minutos antes de ser embotada. Quando a velocidade de corte é aumentada para 400SFM (120m/min), a vida útil da mesma ferramenta é 5 vezes diferente. A área entre as duas curvas de desempenho na figura reflete a diferença de produtividade entre os dois métodos de resfriamento. Ao usinar nessa zona, se o usuário usar um método de corte de baixa temperatura, em vez de derramar o método de resfriamento, poderá escolher uma velocidade de corte mais alta, mantendo a mesma vida útil da ferramenta ou obter uma vida útil mais longa na mesma velocidade de corte.

Comparação da vida da ferramenta ao cortar ligas de titânio com dois métodos de resfriamento

Essas duas curvas de desempenho acabarão por convergir. Quando a velocidade de corte é baixa, a diferença de desempenho entre o corte de baixa temperatura e o corte convencional de resfriamento fundido é o maior. Quando a velocidade de corte é aumentada, essa diferença diminui gradualmente. Quando a velocidade de corte atingir um valor muito alto, essa diferença desaparecerá completamente. No teste de corte de aço inoxidável mostrado na figura a seguir, quando a velocidade de corte é inferior a 300sfm (90m/min), a vida útil da ferramenta de corte de baixa temperatura é 10 vezes a do corte de resfriamento derramado; Quando a velocidade de corte é aumentada para 400SFM (120m/min), essa diferença é gradualmente reduzida para 4 vezes; Quando a velocidade de corte é aumentada para cerca de 650SFM (200m/min), essa diferença não existe mais.

Comparação da vida da ferramenta ao cortar aço inoxidável com dois métodos de resfriamento

Além das vantagens de cortar o desempenho, existem outros benefícios no uso da tecnologia de corte de baixa temperatura. Ou seja, os benefícios potenciais da tecnologia de corte de baixa temperatura para garantir a segurança pessoal dos funcionários. Após a usinagem de baixa temperatura, não há fluido de corte escorregadio na superfície da máquina; portanto, o risco de lesão de deslizamento pode ser bastante reduzido no processamento, onde alguns operadores às vezes precisam andar em grandes bancas de trabalho da máquina.

Outros benefícios têm a ver com proteção ambiental. Em vez de usar o líquido de arrefecimento artificial, o corte frio usa nitrogênio do ar e, eventualmente, retorna ao ar. Portanto, não há necessidade de descartar o líquido de resíduos. O nitrogênio não contamina o ar ou dispositivos médicos processados ou outras peças de trabalho sensíveis.

O uso do processamento de baixa temperatura de resfriamento de nitrogênio líquido (temperatura ultra baixa), para resolver alguns materiais metálicos difíceis de processar, materiais não metálicos e materiais compostos difíceis de processar problemas.

Ao usar a moagem de corte de resfriamento de nitrogênio líquido, é necessário usar alguns lubrificantes para resolver o problema de baixa lubrificação no processo de formação de chips. Ao mesmo tempo, a nova superfície de metal na peça tem uma forte atividade química e enferrujará rapidamente quando exposta ao ar; portanto, é necessário usar alguns agentes anti-rust .

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