Сухая обработка предлагает многообещающие возможности. Например, при черновом фрезеровании возникают чрезвычайно высокие температуры из-за тяжелого съема. Подача теплоносителя может иметь разрушительное действие из-за критической тепловой нагрузки. Если, с другой стороны, черновое фрезерование выполняется всухую, температура на краю пластины постоянна. Если режимы обработки подобраны правильно. Имеются лишь относительно небольшие колебания температуры, которые не приводят к тепловым ударам.
Для чистовых проходов при высокоскоростном фрезеровании (HSM), особенно для заготовок с твердостью 45 HRC и выше, рекомендуется воздушное охлаждение. Отсутствие охлаждающей жидкости приводит к значительному увеличению срока службы.
Без охлаждающей жидкости насос, система обработки охлаждающей жидкости и другие дорогостоящие принадлежности станка не требуются, что еще больше снижает общие затраты.
Другим вариантом является фрезерование с минимальным количеством смазки (MMS), также известное как «квазисухая обработка». При использовании этого метода режущая кромка инструмента работает в тумане из масла и сжатого воздуха, который распыляется непосредственно в зону резания. В зависимости от конструкции станка и фрезы, туман может подаваться снаружи или изнутри через отверстие для охлаждающей жидкости. Основная функция MQL— смазывать режущую кромку во время обработки. По этой причине в процессе обработки используется только необходимое количество масла, что делает смазку более эффективной. Обрабатываемая заготовка и стружка почти сухие, что упрощает и ускоряет очистку. Кроме того, MQL продлевает срок службы инструмента. Рабочая зона станка также остается относительно сухой.
Еще одним вариантом охлаждения является криогенная обработка.
При использовании охлаждающей жидкости с чрезвычайно низкими криогенными температурами риск перегрева резко снижается, а также возможны лучшие характеристики и более длительный срок службы. В сочетании с MQL получается более эффективный криогенный метод обработки «минимального количества», при котором низкотемпературный хладагент, такой как жидкий азот, подается через инструмент непосредственно в зону резания. В качестве альтернативы, некоторые процессы предполагают добавление сжатого диоксида углерода (CO2) в зону резания. В любом из этих методов частицы криогенного хладагента испаряются на режущей кромке, рассеивая при этом тепло. Несмотря на явные преимущества, этот тип охлаждения дорог и требует использования специально разработанных станков.
Инструмент и его роль
Помимо материала заготовки, типа обработки и типа станка, правильный тип охлаждения также зависит от используемых инструментов. Производители режущего инструмента учитывают потребности своих клиентов и предлагают инструменты, обеспечивающие производительную обработку с использованием различных методов охлаждения.
Большинство современного инструмента со сменными пластинами имеет отверстия для охлаждающей жидкости, так что охлаждающая жидкость подается через корпус инструмента. Это более эффективно, так как позволяет охлаждающей жидкости поступать непосредственно в зону резания. Примером служит здесь инструмент TaeguTec и инструмент ISCAR.
Для фрез, предназначенных для MQL и криогенной обработки, корпус фрезы должен быть сконструирован соответствующим образом. Форма внутренних каналов, их размер и уплотнительные элементы должны обеспечивать максимальный безаварийный расход теплоносителя. Важнейшими элементами являются форсунки, устанавливаемые на выходах воздуховодов, так как они оптимизируют действие высокоскоростной струи теплоносителя, направляя ее точно в нужное место.
В конечном счете тип обработки определяет правильную формулу охлаждения.