Сухое точение

Точение закаленных деталей с помощью инструментов из поликристаллического кубического нитрида бора (PCBN) становится возможным в условиях обработки без СОЖ

Методы охлаждения, не имеющие эффекта смазки, включают в себя криогенные газы, сжатый воздух и сухое резания (без смазочно-охлаждающей жидкости). Криогенное охлаждение включает в себя такие процессы, как использование жидких газов (например, азота) при температуре не выше -196°С. В этом случае необходимо использовать специальные системы подачи, такие как изолированные баки, вакуумные шланги с изоляцией и инструменты, специально разработанные для работы при таких низких температурах. По сравнению с жидким азотом, сжиженный углекислый газ (CO₂) требует меньше ресурсов для хранения и работы при температурах не выше -78°C. Обе технологии обеспечивают уникальные преимущества в ходе проточки канавок на деталях из титана, либо сплавов на никелевой основе. Эти материалы являются жаропрочными, а в ходе механообработки на режущей кромке создаются высокие термальные нагрузки. При отсутствии правильного покрытия или подходящих методов охлаждения для отвода тепла чрезмерный нагрев приводит к быстрому износу кромки.

Усилия, прилагаемые с целью снижения себестоимости механообработки, привели к инновациям в сфере резания без СОЖ. Несколько лет назад в европейской автомобильной промышленности посчитали, что от 14 до 16 процентов от общей стоимости механообработки могут выделяться на использование, обслуживание и утилизацию СОЖ. Новые достижения в области покрытий инструментов дают возможность производителям использовать резание без СОЖ на отливках, полученных по выплавляемой модели и на любых других материалах. При обработке стеклопластика, керамики, графита и карбида в сыром состоянии (неспекшийся сплав) сжатый воздух используется для удаления частиц пыли с зоны резания методом продувки. В этом случае пыль собирается с помощью вакуумной системы с целью утилизации или выброса.

Horn утверждает, что новая пластина S100, предназначенная для проточки канавок и отрезки, позволяет подавать СОЖ в точно заданном направлении. Геометрия стружколома 3V и износостойкое покрытие TiAIN для обработки нержавеющей стали являются расширением системы S100. Отверстия для прохождения охлаждающей жидкости предназначены для работы непосредственно в зоне резания и подают струю СОЖ в точном направлении, что снижает возможность появления нароста на режущей кромке, а также скопления стружки

И, напротив, охлаждение методом полива дает возможность направлять большие объемы охлаждающей жидкости по направлению к рабочей зоне. Обеспечение настолько больших объемов жидкости является эффективным при охлаждении, смазке и удалении крупной стружки. В основном, этого достаточно в тех зонах, где между заготовкой и режущим инструментом находится очень мало препятствий.

Тем не менее, использование охлаждающей жидкости под высоким давлением дает достаточно преимуществ перед поливом заготовки с помощью большого объема охлаждающей жидкости. Всего лишь при давлении 73 psi (5 бар) износ инструмента начинает снижаться по сравнению с методом полива посредством охлаждающей жидкости, что повышает время мехобработки. Встроенная кромка начинает изнашиваться, когда давление превышает 290 psi (20 бар), что снижает время простоя станка. Кроме того, дробление стружки в ходе обработки материалов, дающих длинную стружку (например, при обработке высокопрочных сплавов на никелевой основе), становится возможным при давлении выше 2.175 psi(150 бар).

Охлаждение режущей зоны и удаление стружки являются первичными задачами вне зависимости от метода, будь то СОЖ, подаваемая поливом, минимальное использование СОЖ или охлаждение с помощью сжатых газов. Характеристики станка, ограничения для инструментов, конфигурация и крепления деталей могут затруднить способ подачи. В результате многие производители инструментов для проточки канавок приступили к разработкам инструментальной оснастки с учетом возможностей, которые дает наличие отверстия для подачи СОЖ.