správná volba chlazení

70 barová vysokotlaká jednotka se strojem Mazak Variaxis

Je pro vás standardem chlazení středem - skrz nástroj, nebo stále používáte jen vnější chlazení? Používáte maximálně 20barové chlazení a myslíte si, že je pro vás zcela dostačující? Víte, jaký objem přesně dodáváte do místa řezu v konkrétním časovém intervalu? Máte uspokojivě vyřešenou filtraci? Kontrolujete pravidelně kvalitu používané chladicí kapaliny a zohledňujete při tom aktuálně používané řezné nástroje?

Středové chlazení
Chlazení vedené středem nástroje (u vrtání a frézování) nebo aspoň přesně zacílené na řeznou hranu (v případě soustružení), je základní podmínkou skutečně efektivního chlazení. Jedině tak lze zajistit, aby se do řezné zóny dostalo takové množství kapaliny, které je nutné k odvedení veškerého tepla z místa řezu, aby toto množství bylo přesně definovatelné a aby se eliminovalo zbytečné nadměrné zaplavování kapalinou, která pak nevyužitá odtéká do odpadu. (V tomto případě horší než samotné plýtvání chladicí kapalinou je zbytečné nadměrné zatěžování pump, zanášení filtrů apod.)

Vysokotlaké chlazení
Bez dostatečně vysokého tlaku chladicí kapaliny nelze zajistit, aby se většina chladicího média dostala skutečně do místa řezu (v případě vrtání až na řeznou hranu vrtáku zanořeného v hlubokém otvoru) a aby nedocházelo ke vzniku přehřáté páry, která by bránila dalšímu přísunu chladidla. Jedině silný (natlakovaný) proud kapaliny navíc dokáže odplavit z místa řezu všechny třísky. Stabilně udržovaná nízká teplota s sebou nese i velice pozitivní efekt vzniku krátkých špon, které se nenamotávají na nástroje a snadno se odstraňují. Jaké tlaky jsou tedy doporučovány? Obecně lze říci, že pro většinu operací jsou dostatečné tlaky okolo 70 barů – vyšší tlaky si budou žádat pouze speciální náročné dílčí operace.

Velkoobjemové chlazení
Pro kvalitní a přesně reprodukovatelné obrábění je nezbytné, aby bylo z místa řezu odstraněno veškeré teplo. Toho nelze dosáhnout bez dostatečně velkého objemu chladicí kapaliny, který by byl spojitě dodáván do místa řezu. Existuje ale jednoduché pravidlo, podle kterého by si každý dokázal spočítat, jaký průtok chladicí kapaliny potřebuje pro svůj stroj a výrobu? Naštěstí ano. Potřebné množství chladidla závisí na velikosti používaného nástroje, na počtu nástrojů, které jsou současně v záběru a na okamžitém výkonu stroje snímaném na vřeteni. Jako vodítko lze použít následující relace:

Filtrace
Obrábět kvalitně, efektivně a bez rizika poškození stroje, nástrojů i obrobků lze jedině s účinnou a kvalitní filtrací. Nároky na filtraci se budou pochopitelně lišit provoz od provozu. Nicméně i tak můžeme vyslovit obecně platné pravidlo, že horní hranice propustnosti filtru, který lze považovat za kvalitní, je 20 μm. Žádný nástroj, do kterého nalétávají větší částice, už totiž déle nebude ani přesný ani vyvážený. (Nemluvě o vysokém riziku poškození všech částí stroje, kudy prochází nedostatečně vyčištěná kapalina apod.) Jaký stav lze považovat za ideální? Budete-li filtrovat syntetickou chladicí kapalinu 5mikronovými filtry a olej 10 mikrony, můžete si být jisti, že jste pro váš stroj i výrobu zajistili z hlediska filtrace to nejlepší. (Náročnější operace a typy strojů mohou pochopitelně vyžadovat i filtraci jemnější, řekněme 2 μm.)
V poslední době se navíc stále častěji objevují požadavky na bezobslužnost a ta bývá tradičně spojována s pásovými papírovými filtry. Papírové filtry ale v žádném případě nesplňují přísná kritéria propustnosti, zabírají velkou podlahovou plochu, zanedbatelná není ani jejich cena a zatěžování životního prostředí při likvidaci. Novým řešením, které velmi dynamicky proniká nejen na zahraniční trhy, ale významně se uplatňuje i u nás, je filtrace na bázi odstředivky, resp. reverzní odstředivky. Účinnost těchto zařízení bývá veliká (až 98 % při filtraci do 2 μm), poruchovost minimální, filtry jsou relativně malé a kompaktní, celá procedura je zcela bezobslužná a jediným odpadem je odstředěný kal.

Kvalita chladicí kapaliny
Zde platí v zásadě čtyři hlavní pravidla: chladicí kapalina musí dobře mazat, koncentrace chladicí kapaliny nesmí být menší než 8 % a ne větší než 12 % (nezapomeňte, že čím větší je povrch nejsložitějšího používaného nástroje, tím vyšší koncentrace je potřeba), chladicí kapalina nesmí pěnit a skutečně se vyplatí používat výrobky pouze osvědčených dodavatelů.

Napadne-li vás nějaká další otázka týkající se této problematiky, nebo nebude-li vám vše zcela jasné, nebo máte jiné zkušenosti, napište nám.

Seriál článků "Jak vyzrát nad programováním CNC strojů" je doplněním a shrnutím znalostí, které získávali účastníci v bezplatných kurzech soutěže Nejlepší programátor CNC obráběcích strojů v kategorii Začátečník, pořádaných spoluvyhlašovatelem a partnerem soutěže firmou technology-support s.r.o., která je výhradním zástupcem technologického CAM software GibbsCAM pro Českou republiku a Slovensko. Články tohoto seriálu na sebe tématicky navazují. Na těchto stránkách naleznete archiv článků.

podrubriky jak vyzrát nad programováním CNC strojů:

sitemap