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冷卻槍系統-北京機床研究所

刀頭降溫應用方案

浙江依愛


一、可調式冷卻槍系統在車削機床刀頭降溫的應用

隨著數控化的普及、刀具制造技術的提高,金屬切削機床的加工效率越來越高,切削液的用量也越來越大,其在加工成本中所占比例也越來越大,甚至達到了15%,使得機械零件的加工成本逐漸上升;而且切削液是金屬切削加工業的主要污染源。在此形式下,不使用切削液的加工技術就成為金屬切削加工業所面臨的主要課題,即干式、半干式切削法。低溫冷風切削法向加工部位噴射-30度~-40度的低溫氣流、并混入非常微量的植物性潤滑劑(每小時10~20毫升),把油劑的作用分開,讓微量油霧潤滑、低溫氣流降溫和排屬。切削點低溫化,不僅使工件材料局部變脆,有利于切屑的撕裂、降低切削負荷,同時也防止了刀具自身的軟化,減少了與工件之間的摩擦、粘結、擴敖和相變磨損,使刀具壽命得到提高,尤其適合鈦、鎂、鉬、鋁、不銹鋼等難切削材料和薄壁材料的加工。

美國EXAIR可調式冷卻槍以壓縮空氣為媒介,可降低壓縮空氣溫度(-35℃),利用萬向管將冷卻氣直接引至切削刀頭,從而在不使用任何冷卻媒的情況下,巧妙的實現了刀頭的降溫、延長刀頭壽命、提高切削質量??烧{式冷卻槍體積小、安裝簡單、現場改造方便。 

二、冷卻槍工作原理

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可調式冷卻槍由渦旋管組成,渦旋管使普通壓縮空氣變成冷熱兩股低壓氣流。熱氣流被抑制器抑制住,從熱氣出口排出。冷氣流也被抑制反向從萬向管排出。該萬向管即直接指向需冷卻的部位。冷卻槍帶一個磁性基座,非常易于安裝,而且非常輕便。

三、技術參數

?選型

EXAIR可調式冷卻槍系統有單頭和雙頭兩種配置(如下圖所示)。單頭系統(3825型)主要應用于鉆、削、碾等發熱面積較小的方面,雙頭系統(3925型)主要應用在銑、軋、鋸等發熱面積較大的方面。若單頭系統需轉換成雙頭系統,只需購買雙頭萬向頭(5902型)。貴司可根據工況自行選購。

因貴司需要降溫的刀頭發熱量的測定比較困難,我司僅根據通常的工況條件為貴司推薦可調式冷卻槍系統。如使用后達不到預期效果,可通過更換大一級制冷發生器實現冷卻??烧{式冷卻搶的冷卻量有3檔選擇:當供給6.9Bar壓縮空氣時,裝入耗氣量為15SCFM的發生器,冷卻量為1000Btu/hr.(252Kcal/hr.);裝入25SCFM的發生器,冷卻量為1700Btu/hr.(492Kcal/hr.);裝入30SCFM的發生器,冷卻量為2000Btu/hr.(504Kcal/hr.);

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3825型可調式冷卻搶系統(單頭):包括可調式冷卻搶、單頭萬向頭套件、旋轉磁座、15和30SCFM發生器各一個(冷卻搶本身裝有25SCFM發生器)。

3925型可調式冷卻槍系統(雙頭):包括可調式冷卻槍、雙頭萬向頭套件、旋轉磁座、15和30SCFM發生器各一個(冷卻搶本身裝有25SCFM發生器)。

壓縮空氣

消耗量

BAR

SCFM(立方英尺/分鐘)

SLPM(立方升/分鐘)

噪音

6.9

15

425

72

6.9

25

708

73

6.9

30

850

74

尺寸

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?冷凝水

EXAIR可調式冷卻槍系統為可調節式,冷氣流和溫差均在出廠前由廠商設置好,已達到Z 佳冷卻效果。經美國EXAIR技術工程師確認在正確安裝壓縮空氣過濾器后,壓縮空氣中基本不含水再加上從冷卻槍中排出的冷氣流為高速氣流,所以不會產生冷凝水問題!

?氣源

可調式冷卻槍的氣源供氣壓力在80-100 PSIG (5.5-6.9公斤)。若入口空氣壓力變小,溫差和氣流也隨之變小。注意:可調式冷卻槍的氣源必須是經過濾的潔凈的壓縮空氣。冷卻槍系統帶一個手動過濾器以過濾濕氣、污物等。若壓縮空氣中有油,則還要采用一個除油過濾器(#9005 過濾器為選購件)。該除油過濾器應并列裝在手動過濾器的下游。所有過濾器應靠近冷卻槍,以離冷卻槍3-4.6米為宜??蛻艨筛鶕枰鼡Q過濾器。

?冷氣流的控制

EXAIR可調式冷卻槍一旦接上已過濾的壓縮空氣即產生直接可用的冷氣流。要減小冷氣流降低冷卻量,只需通過調壓器降低壓縮空氣壓力即可(9008型調壓器屬選購件)。為節約壓縮空氣,可采用間歇開關的方法:使用一個9012型的手動開關閥即可實現開關控制,也可使用一個9020型的電磁閥與設備的控制開關相連。

四、EXAIR冷卻槍系統安裝及維護

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l 壓縮空氣供氣管徑

為盡量避免壓縮空氣損耗,需要為EXAIR冷卻槍系統選擇合適的壓縮空氣管道,如:小于7.6米長的管道直徑應為1/4”,7.6米以上15.2米以下長的管徑應為3/8”,而15.2米以上30.5米以下長的管徑應為1/2”。若采用軟管,則以上三種長度的軟管管徑應分別為3/8”、1/2"和5/8"。請不要采用快速接頭。

l 冷卻槍的使用

由于金屬切削加工方式有多種,而可調式冷卻槍安裝方便,用戶可自己試驗找出Z 佳安裝位置。利用萬向管將冷空氣導向需冷卻的部位,同時,選擇合適的噴嘴(錐型的或扇型的)裝在離該部位Z近的位置,一般在13mm以內。

四、 相關配件 

型  號

名   稱

5015

冷卻槍

5901

單頭萬向頭

5902

雙頭萬向頭

9001

手動過濾器

9005

除油過濾器

9012

手動關閉閥

9020

電磁閥

 

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金屬切削時冷卻、去屑

冷卻輥軸


標簽

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