Koelvloeistofbeheersing Onder De Loep Voor Precisie Diepgatboren

Koelvloeistof is zo kritisch voor het diepgatborenproces dat de hedendaagse state-of-the-art diepgatborensystemen het op dezelfde manier controleren als ze een machine's spindel of assen zouden. Zorgvuldig beheer van koelvloeistofdruk, filtratie, temperatuur en flowsnelheid is de sleutel tot het optimaliseren van diepgatborenprocessen. Dit vereist programmeerbare, oneindig variabele flow-gebaseerde controlecapaciteit geïntegreerd in de diepgatboormachine zelf. Het resultaat is een systeem met de aanpasbaarheid nodig om te garanderen dat er nooit meer druk in het koelvloeistofsysteem is dan vereist voor effectieve spaanontlasting en precies boren.

Voor vele jaren waren de meest geavanceerde koelaanvoersystemen voorbij vloottypes door-spindel/door-gereedschap koelvloeistofsystemen. Dan veranderde het avontuur van hoogdruk koelvloeistofsystemen die rond de 1.000+ psi opereren het koelvloeistoftechnologielandschap met bijzonder effectieve gereedschapscooling alsook efficiënte spaanontlasting voor de meeste conventionele bewerkingsoperaties. Boortoepassingen, voornamelijk die draaiboortjes gebruiken, waren een hoofddriver van de ontwikkeling van hoogdruk koelvloeistofsystemen, in het bijzonder diepgatboortoepassingen waar diepte-tot-diameter verhoudingen typisch 10:1 en verder zijn.

Echter, naarmate koelvloeistofdrukken stijgen, stijgt ook de behoefte aan correcte filtratie en temperatuurcontrole. Bij het overwegen van 1.000+ psi systemen, is 20- tot 50-niveau filtratie nodig om pompen te voorkomen van faillen, en in de meeste gevallen zullen hoogdruk koelvloeistofsystemen een chiller vereisen om koelvloeistoftemperatuur te regelen. Terwijl meeste winkels stoppen met deze systemen, zelfs voor demandende boortoepassingen, faillen filtratie en koelvloeistof alleen om een van de belangrijkste variabelen in hoogdruk koelvloeistofgebruik aan te pakken, wat flowsnelheid is.

Winkels hebben vaak geen idee hoeveel koelvloeistof hun systeem levert of zou moeten leveren. Typische vloed koelvloeistofsystemen bieden bijvoorbeeld ongeveer 10-gpm tot rond 40-gpm flowsnelheden, afhankelijk van het systeem. Echter, veel hogere volumes zijn nodig om spannen in booroperaties te ontlasten naarmate gaten groter in diameter en/of dieper worden. Bij gebruik van grotere gundrills of BTA tooling, kan de vereiste koelvloeistofstroom variëren van 50 gpm tot boven de 75 tot 350 gpg voor gatdiameters zo groot als 10 tot 12" (25,4 tot 30,5 cm). Integenstelling, flowsnelheden voor kleine-diameter diepe gaten hoeven misschien slechts 2 gpm te zijn maar met veel hogere drukniveaus. Een 0,040" (1,016 mm) diameter gat kan bijvoorbeeld koelvloeistofdruk van zo hoog als 3.000 psi vereisen.

Omdat er een exponentiële factor betrokken is, toenemt de oppervlakte/metaalverwijdering significant wanneer de gatdiameter iets toeneemt. Overweeg het verschil tussen een 1" (25,4 mm) diameter gat en een 1,5" (38,1 mm) diameter gat—een 50 procent toename in diameter. De resulterende oppervlakte bedraagt 0,79 in3 (12,95 cm3) voor het 1" gat versus 1,77 in3 (29,01 cm3) voor het 1,5" gat, een 100 procent toename. Verdubbelen van de gatdiameter van 1 tot 2" komt neer op vier keer meer oppervlakte, en vier keer meer materiaal om uit het gat te ontlasten. Met andere woorden, winkels zouden moeten aannemen dat zelfs een lichte toename in gatdiameter een verandering in koelvloeistofparameters rechtvaardigt.

Ondanks dit, bieden de meeste koelvloeistofsystemen zeer weinig flexibiliteit. Vloed koelvloeistofsystemen hebben bijvoorbeeld geen flexibiliteit—de koelvloeistof is aan of uit. Door-spindel koelvloeistofsystemen kunnen verlichtingsinstellingen of M-codes omvatten die low-, medium-, en high-pressure instellingen bieden, maar deze zijn onvoldoende voor winkels die echt geoptimaliseerde koelaanlevering nodig hebben.

Kom oneindig variabele koelvloeistofcontrole. Deze technologie stelt winkels in staat om een gat te starten op misschien 400 psi, dan naarmate de boor dieper gaat, te verhogen naar wat voor niveau nodig is om flowsnelheid te handhaven voor effectieve spaanontlasting. Echter, dit is een moeilijk proces om handmatig in te stellen. Als een flowsnelheid te laag is, zullen spannen in het gat blijven en de boor uiteindelijk breken. Te veel stroom kan overmatige druk creëren, wat op zijn beurt ongewenste krachten genereert die boornauwkeurigheid kunnen hinderen.

Voor succesvolle en consistente prestaties, zullen diepgatboormachine OEM's zoals UNISIG koelvloeistofsystemen en besturingen in het ontwerp van een machine van het begin af aan engineerën om complete integratie te garanderen. Dit stelt besturingen in staat om directe in-proces feedback te bieden voor extreem granulair niveau van koelvloeistofaanpasbaarheid die precies de juiste hoeveelheid koelvloeistof aan het snijpunt te allen tijde plaatst.

Het systeem werkt door procesfeedback in het besturingssysteem te implementeren, wat directe koelvloeistofaanpassingen maakt om toolbreuk te voorkomen. De feedback van de besturing leidt ook operators in het optimaliseren van diepgatboor koelvloeistofstroom en druk, en eenmaal deze parameters bepaald zijn, kunnen ze gebruikt worden om het proces herhaaldelijk te herhalen.

Daarnaast wordt koelvloeistofdruk en stroom feedback van het proces zelf gebruikt om gebroken tools te detecteren. Bijvoorbeeld, als de toepassing's koelvloeistofdruk plotseling daalt, kan dat een gebroken tool aangeven. En direct op dat moment kan het proces gestopt worden en de tool vervangen. Dit is vooral nuttig bij het boren van extreem kleine-diameter gaten waar de lichtere boorbelasting zelfs een lichte krachtverandering moeilijk te detecteren maakt. Maar door koelvloeistof te monitoren, kunnen operators de gezondheid van de tool bepalen en of spannen worden ontlast. En het kan helpen parameters zoals voeders en snelheden verder te optimaliseren voor betere spaancontrole in die instanties.

Naast koelvloeistofsystemen en besturingen, zijn koelvloeistofreservoirs ook specifiek geëngineerd voor diepgatboormachines door OEM's zoals UNISIG. Terwijl vloed en door-spindel koelvloeistofsystemen voor bewerkingscentra 20- tot 50-gal koelvloeistofreservoirs kunnen hebben, zullen die met diepgatboorsystemen variëren om de snelheid en stroom van de koelvloeistof te accommoderen. Afhankelijk van de grootte van de diepgatboormachine, kunnen koelvloeistofreservoircapaciteiten oplopen tot 3.000 gal en gekoppeld zijn met een 350-gpm capaciteit filterunit.

Vloed, door-spindel en hoogdruk koelvloeistofsystemen maken de occasionele hoge-prestatie booroperatie mogelijk op conventionele bewerkingscentra. Echter, wanneer booroperaties elke dag uitgevoerd worden en veel diepere gaten omvatten op 10, 20 of zelfs 40:1 verhoudingen en verder, is een toegewijde diepgatboormachine nodig. En de beste typen zijn die geëngineerd met het koelvloeistofsysteem als een uitbreiding van de machine, net zoals een spindel of as onderdeel is van de machine. Hoog geëngineerde koelvloeistofsystemen en besturingen van OEM's zoals UNISIG staan winkels toe om betrouwbaar en nauwkeurig duizenden gaten op dagbasis te boren—en op diepte-tot-diameter verhoudingen boven 100:1—met minimale operator interventie, zo überhaupt.