Tối ưu hóa Cung cấp chất làm mát Đối với quá trình mài chính xác: Vượt ra ngoài phạm vi vòi phun

Bạn vừa đầu tư vào một loại kính cường lực tráng men hiệu suất cao. bánh xe CBN. Cái kích thước hạt Hoàn hảo. Độ cứng liên kết chính xác như kỹ sư ứng dụng đã khuyến nghị. Bạn nhấn nút khởi động chu trình, và trong vòng mười phút, phôi đã bị phủ đầy các vết cháy màu xanh lam. Phản ứng đầu tiên của bạn là gọi cho nhà sản xuất đá mài và phàn nàn về đá mài "cứng". Trước khi nhấc máy, hãy kiểm tra các vòi phun chất làm mát. Chúng có thực sự cung cấp chất lỏng đến vùng mài hay chỉ đang rửa các tấm chắn bảo vệ? Trong nhiều xưởng gia công chính xác cao, việc cung cấp chất làm mát là biến số bị hiểu sai và đánh giá thấp nhất trong toàn bộ quy trình sản xuất.

Về bản chất, mài là một quá trình sinh nhiệt trong đó chúng ta loại bỏ kim loại. Khoảng 90% năng lượng sử dụng trong quá trình mài chuyển hóa thành nhiệt. Nếu nhiệt đó vẫn còn trong phôi, cấu trúc kim loại sẽ thay đổi. Điều này dẫn đến ứng suất kéo dư, nứt và làm mềm vật liệu. Nhiệm vụ của chất làm mát không chỉ là giữ cho mọi thứ "mát". Nó phải bôi trơn các hạt mài, cuốn trôi phoi và ngăn chặn sự tắc nghẽn của bánh mài. Quan trọng nhất, nó phải vượt qua lớp không khí vô hình bảo vệ mọi bánh mài tốc độ cao.

Vấn đề về rào cản không khí: Tại sao chất làm mát của bạn không bao giờ đến được khu vực mài

Một bánh mài quay ở tốc độ cao hoạt động như một quạt ly tâm. Nó kéo một lớp không khí dọc theo chu vi của nó. Đây là lớp biên không khí. Khi tốc độ quay của bánh mài tăng lên, lớp này trở thành một rào cản thủy động lực học áp suất cao. Nếu bánh mài của bạn đang quay ở tốc độ 35 m/s hoặc nhanh hơn, nó sẽ tạo ra một "gió" có thể dễ dàng làm lệch hướng các dòng chất làm mát áp suất thấp. Bạn có thể thấy chất lỏng bắn tung tóe khắp nơi, nhưng điểm tiếp xúc thực tế - "điểm kẹp" - lại hoàn toàn khô. Điều này được gọi là hiện tượng sôi màng. Chất lỏng biến thành hơi nước trước khi nó có thể chạm vào kim loại.

Về mặt kỹ thuật, thực tế rất đơn giản. Ở tốc độ quay bánh xe trên 30 m/s, lớp chắn không khí trở nên đủ đặc để đẩy lùi chất lỏng được dẫn bởi các ống nhựa tiêu chuẩn “loc-line”. Khi chất làm mát không thể xuyên qua lớp này, nhiệt độ tại giao diện sẽ tăng vọt lên 800°C hoặc cao hơn trong vài mili giây. Bạn không còn mài nữa; bạn đang hàn ma sát.

Để giải quyết vấn đề này, bạn phải điều chỉnh vận tốc tia chất làm mát sao cho phù hợp với tốc độ bề mặt của bánh mài. Mục tiêu là "xuyên" qua lớp cản không khí. Nếu bánh mài của bạn đang quay với tốc độ 40 m/s, chất làm mát cũng phải chuyển động với tốc độ 40 m/s. Điều này cho phép chất lỏng di chuyển cùng với bánh mài vào vùng mài thay vì bị thổi bay đi. Bạn có thể tính toán vận tốc tia bằng cách sử dụng áp suất bơm. Ví dụ, áp suất 10 bar thường tạo ra vận tốc tia khoảng 45 m/s. Nếu bạn đang vận hành ở mức 2 bar, tia chất làm mát của bạn chỉ chuyển động với tốc độ khoảng 20 m/s. Nó sẽ không thể cạnh tranh được với bánh mài tốc độ cao.

Áp suất so với lưu lượng: Sự cân bằng quan trọng

Chúng ta thường nghe các kỹ thuật viên nói rằng họ cần “nhiều chất làm mát hơn”. Thông thường, họ muốn nói đến lưu lượng lớn hơn, nhưng đôi khi họ thực sự cần áp suất cao hơn. Hai yếu tố này phục vụ những mục đích khác nhau. Lưu lượng, được đo bằng L/phút, chịu trách nhiệm loại bỏ nhiệt lượng lớn. Nó mang nhiệt lượng ra khỏi bàn máy và phôi gia công. Áp suất, được đo bằng bar hoặc PSI, là yếu tố đảm bảo chất lỏng đến đúng vị trí và làm sạch các lỗ nhỏ trên bánh mài.

Đối với mài bề mặt thông thường, lưu lượng khí từ 1,5 đến 2,0 lít/phút cho mỗi milimét chiều rộng đá mài là tiêu chuẩn trong ngành. Nếu bạn có đá mài rộng 50mm, bạn cần ít nhất 75 L/phút. Áp suất có thể tương đối thấp ở mức 2-4 bar, miễn là vòi phun được định vị hoàn hảo. Tuy nhiên, mọi chuyện sẽ khác với mài có cấp liệu chậm hoặc tạo rãnh sâu. Trong các ứng dụng này, cung tiếp xúc dài. Phôi vụn không có chỗ thoát. Chúng bị kẹt trong các lỗ rỗng của đá mài và cọ xát với phôi, gây ra hiện tượng tăng nhiệt đột ngột.

Trong các trường hợp gia công chậm, bạn cần áp suất "làm sạch". Áp suất này thường nằm trong khoảng từ 10 đến 20 bar. Áp suất cao này không chỉ làm mát mà còn thổi bay phoi ra khỏi cấu trúc đá mài trước khi đá mài quay trở lại quá trình cắt. Nếu không có quá trình làm sạch bằng áp suất cao này, đá mài sẽ bị "quá tải", lực mài tăng vọt và tải trọng trục chính tăng lên cho đến khi máy bị kẹt hoặc chi tiết gia công bị hỏng.

Thiết kế và định vị vòi phun

Hình dạng của dòng chất làm mát cũng quan trọng như áp suất của nó. Hầu hết các xưởng sử dụng vòi phun hình quạt thông thường vì chúng bao phủ một diện tích rộng. Đây là một sai lầm đối với công việc đòi hỏi độ chính xác cao. Vòi phun hình quạt khiến chất lỏng bị phân tán thành các hạt nhỏ và mất tốc độ nhanh chóng. Khi chất lỏng di chuyển được 100mm từ đầu vòi phun, nó đã chậm lại đáng kể và mất đi hướng phun ban đầu. Nó trở thành dạng sương mù, chứ không phải là dạng tia.

Vòi phun tia đồng nhất là tiêu chuẩn vàng. Chúng được thiết kế để giữ chất lỏng thành một cột rắn, giống như thủy tinh, trong một khoảng cách dài hơn nhiều. Chúng tối đa hóa động năng của chất lỏng. Khi sử dụng vòi phun đồng nhất, bạn có thể duy trì tốc độ cao ngay cả khi vòi phun cách vùng mài 200mm. Tuy nhiên, khoảng cách vẫn là kẻ thù của bạn. Luôn luôn đặt vòi phun càng gần điểm tiếp xúc càng tốt.

Góc phun là yếu tố quan trọng tiếp theo. Bạn nên hướng tia phun ở góc 10-15 độ so với tiếp tuyến của bánh mài, hướng thẳng vào điểm tiếp xúc giữa bánh mài và chi tiết cần gia công. Không nên nhắm vào mặt bánh mài cách vết cắt vài inch. Khi chất lỏng đến được vết cắt, lực ly tâm đã đẩy một nửa lượng chất lỏng ra khỏi bánh mài. Bạn muốn chất lỏng được "kẹp" vào vị trí tiếp xúc nhờ sự quay của chính bánh mài.

• Độ cứng: Hãy sử dụng ống thép không gỉ hoặc ống đồng cho vòi phun. Ống nhựa sẽ rung và biến dạng dưới áp suất cao.
• Chiều rộng: Đầu phun nên rộng hơn một chút so với bánh xe để đảm bảo các cạnh được làm mát.
• Ống góp: Sử dụng một hệ thống đa điểm để cung cấp nhiều điểm ngắm cho các hình dạng chi tiết phức tạp.

Thành phần hóa học của chất làm mát cho các loại vật liệu khác nhau

Không phải loại dung dịch nào cũng phù hợp với mọi trường hợp. Thành phần hóa học của chất làm mát ảnh hưởng đến mọi thứ, từ độ nhẵn bề mặt đến tuổi thọ của các gioăng máy. Dầu hòa tan trong nước (nhũ tương) là loại dung dịch được sử dụng phổ biến nhất trong ngành. Vì nước có dung tích nhiệt riêng cao, nên các chất lỏng này rất hiệu quả trong việc tản nhiệt. Chúng là lựa chọn hàng đầu để mài các loại thép khác nhau, nơi mà hư hỏng do nhiệt là mối quan ngại chính.

Dầu nguyên chất mang lại khả năng bôi trơn tốt nhất. Chúng làm giảm ma sát giữa hạt mài và kim loại, từ đó ngăn ngừa sự sinh nhiệt ngay từ đầu. Dầu rất cần thiết cho... mài cacbua. Tại sao? Bởi vì các chất lỏng gốc nước có thể gây ra hiện tượng "rò rỉ coban". Coban là chất kết dính giữ các cacbua lại với nhau. Nếu nó bị rò rỉ ra, dụng cụ sẽ trở nên giòn và dễ bị sứt mẻ. Dầu nguyên chất cũng kéo dài đáng kể tuổi thọ của đá mài bằng cách giảm sự mài mòn liên kết.

Dung dịch tổng hợp thường được sử dụng khi dùng các chất siêu mài mòn như CBN. Chúng có độ ổn định hóa học cao và không để lại cặn dính như một số loại dầu. Chúng cũng mang lại độ trong suốt tốt hơn, giúp người vận hành dễ dàng quan sát chi tiết. Bất kể loại nào, bạn đều phải theo dõi độ pH. Nên duy trì độ pH từ 8,8 đến 9,2. Nếu độ pH giảm xuống dưới 8,5, vi khuẩn sẽ phát triển mạnh và máy móc của bạn sẽ bắt đầu bị gỉ. Nếu độ pH vượt quá 9,5, nó có thể gây kích ứng da cho người vận hành và làm hỏng lớp sơn trên thiết bị của bạn.

Dấu hiệu cho thấy hệ thống làm mát của bạn đang gặp sự cố.

Bạn không phải lúc nào cũng cần cảm biến để biết có vấn đề. Các bộ phận và máy móc sẽ cho bạn biết nếu bạn biết cần tìm kiếm điều gì. Việc phải mài lại thường xuyên thường là dấu hiệu của việc làm mát kém, chứ không phải do đá mài bị hỏng. Nếu bạn phải mài lại đá mài sau mỗi ba chi tiết vì nó bị bám đầy kim loại, thì chất làm mát của bạn không làm sạch phôi vụn một cách hiệu quả.

Cũng đừng bỏ qua mùi. Mùi "trứng thối" cho thấy sự phát triển của vi khuẩn kỵ khí. Điều này thường xảy ra ở những khu vực tù đọng trong bể chứa. Không chỉ khó chịu, mà nó còn làm thay đổi độ bôi trơn của chất lỏng và có thể dẫn đến kết quả mài không nhất quán. Việc kiểm tra nồng độ thường xuyên bằng khúc xạ kế là bắt buộc. Đừng đoán mò. Nồng độ 5% trông giống hệt nồng độ 2% bằng mắt thường, nhưng sự khác biệt về hiệu suất là rất lớn.

Phần kết luận

Mài chính xác là cả một hệ thống. Đá mài, máy mài và chất làm mát phải hoạt động hài hòa với nhau. Bạn có thể sở hữu đá mài tốt nhất thế giới, nhưng nếu chất làm mát không thể vượt qua lớp không khí cản trở, bạn sẽ không bao giờ đạt được mục tiêu sản xuất. Chúng tôi đã thấy nhiều xưởng tăng gấp đôi tốc độ cấp liệu chỉ bằng cách chuyển từ ống mềm bằng nhựa sang vòi phun cứng cáp, đồng nhất và tăng áp suất bơm. Đây là cách tiết kiệm nhất để tăng năng suất mà không cần mua máy mới.

Tại Công ty TNHH Đá mài Zhengzhou Zhongxin., Chúng tôi thiết kế sản phẩm của mình. bánh xe thủy tinh hóa và liên kết nhựa Để xử lý tốc độ cao nhất và các vật liệu cứng nhất. Chúng tôi biết rằng sản phẩm của chúng tôi hoạt động tốt nhất khi được hỗ trợ bởi một chiến lược làm mát mạnh mẽ. Nếu bạn đang gặp khó khăn với hư hỏng do nhiệt hoặc tuổi thọ đá mài kém, đã đến lúc bạn cần xem xét ngoài vòi phun. Tối ưu hóa việc cấp liệu, điều chỉnh tốc độ và xem hiệu quả mài của bạn tăng vọt. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi luôn sẵn sàng giúp bạn lựa chọn đá mài phù hợp với khả năng làm mát cụ thể của bạn để đảm bảo mọi chi tiết bạn mài đều hoàn hảo.