Vues: 101 Auteur: Éditeur de site Temps de publication: 2025-08-28 Origine: Site
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● À travers le liquide de refroidissement: précision où ça compte
● Liquide de refroidissement d'inondation: la norme fiable
● Équilibrage du temps du cycle et de la finition de surface
● Considérations pratiques de la boutique
● Q&R
Livraison de liquide de refroidissement L'usinage CNC façonne le résultat de chaque coupe, influençant la durée de vie de l'outil, la qualité de la surface, le contrôle des puces et la vitesse de production. Pour les ingénieurs de fabrication, le choix entre le liquide de refroidissement par le refus (TSC) et le liquide de refroidissement des inondations est une décision critique qui dépend du travail à portée de main - qu'il s'agisse de trous profonds en titane pour l'aérospatiale ou de mourir de l'aluminium pour les pièces automobiles. Chaque méthode a des forces distinctes, mais le bon choix dépend du temps de cycle d'équilibrage, de la finition de surface, des propriétés des matériaux et du coût. Cet article explore les nuances techniques du TSC et du liquide de refroidissement des inondations, issues de recherches récentes et d'applications du monde réel pour guider les ingénieurs vers des décisions éclairées. En mettant l'accent sur les informations pratiques, nous allons briser la façon dont ces systèmes fonctionnent dans divers scénarios, en utilisant une approche conversationnelle mais détaillée fondée sur les études de Semantic Scholar et Google Scholar. L'objectif est de vous doter des connaissances pour optimiser votre processus d'usinage, que vous poursuivez une finition en forme de miroir ou que vous poussiez un débit maximal.
Les systèmes de liquide de refroidissement font plus que de refroidir la zone de coupe - ils lubrifient, rincent des puces et stabilisent le processus d'usinage. Le liquide de refroidissement inondable, un aliment de base, trempe l'outil et la pièce avec un flux constant de liquide, tandis que TSC offre un liquide de refroidissement à haute pression directement à travers le bord de pointe de l'outil. Les deux approches ont leur place, mais leur efficacité varie selon l'application. Grâce à des comparaisons détaillées, à des exemples du monde réel et aux données des revues à comité de lecture, nous disséquerons les compromis pour vous aider à décider quel système répond le mieux à vos besoins.
Grâce au liquide de refroidissement (TSC) à travers la broche (TSC) sous la haute pression à travers la broche et hors de la pointe de l'outil, ciblant la zone de coupe avec précision. Cette méthode repose sur des pompes et des outils spécialisés avec des canaux de liquide de refroidissement internes, fonctionnant généralement à des pressions de 300 à 1000 psi pour de petits outils ou un débit à haut volume pour les plus grands. Le TSC est particulièrement efficace dans le forage à trous profonds et le broyage à grande vitesse, où l'accumulation de chaleur et de puces peut faire dérailler les opérations. En refroidissant le point exact de contact, TSC minimise les dommages thermiques et assure une lubrification cohérente.
Par exemple, dans l'usinage aérospatial des alliages de titane comme TI-6AL-4V, le TSC peut réduire l'usure d'outils allant jusqu'à 50% par rapport au liquide de refroidissement. Le flux à haute pression traverse la barrière de vapeur induite par la chaleur, gardant l'outil et la pièce stable. Ceci est particulièrement critique pour les matériaux comme Inconel ou en acier inoxydable, où une chaleur excessive peut entraîner une défaillance de l'outil en minutes.
La livraison directe de TSC offre plusieurs avantages:
Vie à l'outil plus longue : la recherche indique que le TSC prolonge la durée de vie de l'outil de 50 à 300% selon le matériau et le fonctionnement. Une étude de 2018 sur l'usinage en titane a montré une réduction de 30% de l'usure des flancs avec TSC, permettant aux outils de durer plus longtemps avant le remplacement.
Qualité de surface améliorée : le TSC atteint des valeurs de rugosité de surface (RA) aussi faibles que 0,55 µm dans un broyage à grande vitesse d'alliages durs. Le flux de liquide de refroidissement précis réduit l'adhésion entre l'outil et la pièce, minimisant les imperfections de surface.
Élimination efficace des puces : dans le forage en trous en profondeur, TSC rince des puces de trous jusqu'à 5x le diamètre de l'outil, empêchant la récupération et la rupture de l'outil. Une boutique de forage de 6061 aluminium a signalé une réduction du temps de cycle de 40% avec TSC pour les trous profonds.
Productivité accrue : en maintenant une zone de coupe fraîche, le TSC prend en charge des vitesses de coupe et des taux d'alimentation plus élevés. Une étude de cas Sandvik Coromant a démontré une augmentation de 20% de la vitesse de coupe en utilisant TSC sur un moulin Cat50 Mazak.
Malgré ses forces, TSC a des inconvénients:
Coûts élevés : les systèmes TSC nécessitent des investissements importants, ajoutant souvent des milliers aux coûts de la machine. La modernisation des machines existantes peut coûter 5 000 $ à 20 000 $, selon la configuration.
Demandes de maintenance : les petits passages de liquide de refroidissement dans les outils sont sujets à obstruer, en particulier avec une filtration inadéquate. Une étude de 2019 a noté une augmentation de 15% des temps d'arrêt en raison des outils TSC obstrués lorsque la filtration était inférieure à la nourriture.
Risques de la broche : le liquide de refroidissement à haute pression peut s'infiltrer dans la broche, provoquant une usure prématurée si elle n'est pas atténuée par des purges d'air ou des joints.
Contraintes de matériau : le TSC est moins efficace pour les matériaux comme la fibre de carbone ou le graphite, où le liquide de refroidissement peut endommager la pièce.
Forage en titane aérospatial : un fabricant usinant TI-6AL-4V pour les pièces d'avion a utilisé le TSC sur un moulin CNC à 5 axes. Avec un liquide de refroidissement de 300 psi, le temps de cycle a baissé de 25% et la finition de surface s'est améliorée à une PR de 0,6 µm, contre 1,2 µm avec un liquide de refroidissement. La durée de vie de l'outil a augmenté de 50%, économisant 10 000 $ par an.
Forage de trous en profondeur automobile : un fournisseur automobile forage 7075 aluminium a adopté TSC sur un CAT40 HAAS VF-2SS. Le résultat a été un temps de cycle de 30% plus rapide et des trous plus propres, éliminant les problèmes de boulonnerie courants avec le liquide de refroidissement des inondations.
Misoning en acier inoxydable à grande vitesse : un moulage de l'atelier 316 en acier inoxydable avec un moulin à face de 4 pouces à 8000 tr / min a utilisé TSC pour surmonter l'effet 'rideau d'air ' qui a bloqué le liquide de refroidissement d'inondation. La finition de surface s'est améliorée de 20% et l'usure des outils a considérablement diminué.
Le liquide de refroidissement d'inondation implique la pulvérisation d'un flux de liquide à volume élevé sur l'outil et la pièce à travers des buses réglables. En utilisant généralement des liquides de refroidissement à base d'eau ou à base d'huile, les débits varient de 10 à 225 l / min, selon l'opération. Cette méthode est simple, nécessitant des modifications minimales de la machine, et excelle dans le broyage à usage général et le virage où le volume des puces est élevé. Le liquide de refroidissement d'inondation est le choix par défaut pour de nombreux magasins en raison de sa simplicité et de sa polyvalence.
Pour des matériaux comme l'aluminium, la fonte ou l'acier doux, le liquide de refroidissement inondable gère efficacement l'évacuation de la chaleur et des puces. Il est moins précis que TSC mais compense avec un volume, garantissant que la zone de coupe reste lubrifiée et cool.
Les forces du liquide de refroidissement en inondation en font un favori du magasin:
GRANCE : La plupart des machines CNC sont équipées pour le liquide de refroidissement des inondations, éliminant le besoin de mises à niveau coûteuses. Les formulations de liquide de refroidissement sont plus simples, ce qui réduit les coûts d'exploitation.
Polyvalerie : le liquide de refroidissement des inondations fonctionne bien sur une gamme de matériaux et d'opérations. Une étude 2021 sur 4140 en acier a révélé que le liquide de refroidissement de l'inondation a atteint des valeurs de PR de 1,0 µm, comparables à une lubrification de quantité minimale (MQL).
Chip Flushing : Pour les tâches à volume à haut volume comme le broyage du visage, le liquide de refroidissement inondable lave les copeaux, réduisant les risques de récupération. Ceci est essentiel pour les matériaux comme la fonte qui produisent des charges de puces lourdes.
Facilité de mise en œuvre : les systèmes d'inondation nécessitent une configuration minimale - juste des buses et un réservoir de liquide de refroidissement - les rendre accessibles pour les magasins de toutes tailles.
Le liquide de refroidissement inondable a des faiblesses notables:
Pénétration limitée : Le liquide de refroidissement a du mal à atteindre le tranchant dans des trous profonds ou un fraisage à grande vitesse. Une étude de 2014 sur l'alésage en aluminium a montré que le liquide de refroidissement d'inondation a augmenté la consommation d'énergie de la broche de 20% par rapport au TSC en raison d'un refroidissement inefficace.
Mis et moussage : la pulvérisation à haut volume crée de la brume, nécessitant une ventilation pour la sécurité des travailleurs. Une mauvaise qualité de l'eau peut provoquer un moussage, affamé la pompe et provoquer des débordements.
Problèmes de visibilité : le liquide de refroidissement des inondations peut masquer l'outil et la pièce, compliquant la surveillance de l'opérateur.
Impact environnemental : les volumes de liquide de refroidissement importants augmentent les coûts d'élimination. Une revue 2022 Estimation du liquide de refroidissement des inondations génère 10 à 15% de coûts de gestion des déchets plus élevés que MQL ou TSC.
Misonière en fonte : un magasin d'usinage en fonte d'usinage en fonte a utilisé le liquide de refroidissement inondable sur un centre d'usinage horizontal. Le débit à haut volume a rincé efficacement les copeaux, réduisant l'usure de l'outil de 15% par rapport à l'usinage sec et à la maintenance d'une PR de 1,5 µm.
Retard en aluminium : un fournisseur automobile tournant 6061 en aluminium avec un mélange d'huile soluble à 10% a obtenu des valeurs de PR cohérentes de 0,8 µm. Le liquide de refroidissement d'inondation a maintenu les temps de cycle compétitifs sans nécessiter l'infrastructure coûteuse du TSC.
Rouhing en acier inoxydable : une boutique d'emploi brouhing 304 en acier inoxydable avec un moulin à face de 4 pouces a trouvé le liquide de refroidissement contre le TSC surperformé à l'évacuation de la puce, le temps de cycle de coupe de 10% pour les coupes lourdes, bien que la finition de surface soit légèrement plus rugueuse (RA 1,8 µm).
Le temps de cycle entraîne la productivité de l'atelier, mais la pression pour la vitesse peut compromettre la qualité. Le TSC réduit souvent le temps de cycle dans les tâches de précision comme le forage à trous profond ou le fraisage à grande vitesse. Une étude de 2018 sur l'usinage en titane a montré que le temps de cycle de réduction du TSC de 20 à 30% en permettant des taux d'alimentation et des vitesses de coupe plus élevés, grâce à un refroidissement efficace. Par exemple, une boutique de forage en titane a signalé un cycle de 25% plus rapide avec TSC par rapport au liquide de refroidissement des inondations.
Le liquide de refroidissement d'inondation, cependant, peut être plus rapide pour les opérations de brouillage avec des volumes de puces élevés. Un atelier de 4140 acier a trouvé que la capacité de reflux de copeaux du liquide de refroidissement de l'inondation a réduit le temps de cycle de 15% par rapport au TSC dans les coupes lourdes. Le choix dépend de l'opération: TSC pour les coupes profondes et précises; Conservateur d'inondation pour les tâches de suppression de matériaux élevés.
La finition de surface est essentielle pour répondre aux spécifications des clients. TSC offre généralement des surfaces plus lisses, en particulier pour les matériaux sensibles à la chaleur. Une étude 2023 sur le frappeur Inconel a révélé que le TSC a atteint des valeurs de PR de 0,55 µm, contre 1,1 µm avec un liquide de refroidissement, en raison d'une meilleure lubrification. La livraison précise du liquide de refroidissement minimise l'adhésion et la formation de bords construits.
Le liquide de refroidissement des inondations lutte dans des scénarios à grande vitesse ou à découper profondément en raison de l'effet 'rideau d'air ', où les régimes élevés dévient le liquide de refroidissement, laissant la zone de coupe sèche. Une boutique de 316 en acier inoxydable à 8000 tr / min a noté le liquide de refroidissement inondable a produit une PR de 2,0 µm, tandis que le TSC a atteint 0,9 µm.
Aluminium : le liquide de refroidissement des inondations est souvent suffisant en raison de la génération de chaleur basse de l'aluminium. Une étude de 2014 sur une alésage en aluminium 6061 a montré que le liquide de refroidissement par inondation a atteint des valeurs de PR de 0,8 µm, correspondant au TSC à un coût inférieur.
Titane et Inconel : TSC est essentiel pour ces alliages. Une revue 2022 a trouvé que le TSC a réduit l'usure des outils de 40% dans l'usinage en titane, améliorant à la fois la finition de surface et le temps de cycle.
Acier inoxydable : TSC excelle dans la finition, avec 30% de meilleures valeurs de PR, mais le liquide de refroidissement des inondations est plus rapide pour le brouillage, le temps de cycle de coupe de 10% en coupes lourdes.
Fonte : le liquide de refroidissement inondable est idéal, manipulant des volumes à puces élevés et une chaleur modérée. Une étude 2021 a montré une réduction du temps de cycle de 12% par rapport à l'usinage sec.
TSC exige des machines avec des pompes et des outils à haute pression avec des canaux de liquide de refroidissement. La rénovation peut coûter 5 000 $ à 20 000 $, ce qui en fait un investissement important. Le liquide de refroidissement inondable, standard sur la plupart des machines CNC, ne nécessite que des buses et un réservoir, ce qui le rend accessible aux magasins soucieux du budget. Pour les pièces de grande valeur comme les composants aérospatiaux, les avantages de TSC justifient le coût, mais le liquide de refroidissement inondable suffit pour le fraisage général.
Les deux systèmes nécessitent un entretien régulier. Le TSC a besoin d'une filtration de haute qualité pour empêcher le colmatage, les filtres remplacés toutes les 500 à 1000 heures. Les systèmes de liquide de refroidissement des inondations exigent des contrôles de concentration (5 à 10% pour les huiles solubles) et du pH pour éviter la croissance bactérienne. Une étude de 2019 a révélé que la mauvaise gestion des liquides de liquide de refroidissement augmentait l'usure des outils de 20% dans les systèmes d'inondation.
Le liquide de refroidissement des inondations génère plus de déchets, augmentant les coûts d'élimination de 10 à 15% par rapport à TSC ou MQL. Le TSC utilise des liquides de refroidissement complexes avec des additifs comme l'acide borique, ce qui augmente la sécurité et les préoccupations réglementaires. Une revue en 2022 a noté des réglementations plus strictes dans l'aérospatiale et L'usinage médical limite certains additifs.
Le choix entre le liquide de refroidissement par le refus et le liquide de refroidissement inondable nécessite un temps de cycle de pesée, une finition de surface, un matériau et un coût. Le TSC excelle dans les tâches de précision comme le forage à trous en profondeur ou le broyage à grande vitesse de titane ou d'inconvalence, réduisant l'usure d'outils allant jusqu'à 50% et atteignant des valeurs de PR aussi faibles que 0,55 µm. Son refroidissement direct stimule la productivité mais est livré avec des coûts élevés et des défis de maintenance. Le liquide de refroidissement par inondation, la norme de l'atelier, est rentable et polyvalent, idéal pour les tâches à volume élevé comme la fonte ou l'aluminium, bien qu'il se débat dans des coupes profondes ou des applications à grande vitesse.
Le meilleur choix dépend de votre opération. Pour les pièces de précision à grande valeur, l'investissement de TSC est payant avec des finitions supérieures et des cycles plus rapides. Pour l'usinage à usage général, le liquide de refroidissement inondable offre des performances fiables sans les dépenses. En alignant votre système de liquide de refroidissement avec votre matériau, votre machine et vos objectifs de production, vous pouvez optimiser l'efficacité et la qualité tout en contrôlant les coûts.
Q: Quand TSC est-il le meilleur choix par rapport au liquide de refroidissement des inondations?
R: Le TSC est idéal pour le forage à trous en profondeur, le broyage à grande vitesse ou les matériaux sensibles à la chaleur comme le titane ou le désagrément. Il réduit le temps de cycle jusqu'à 30% et améliore la finition de surface (RA 0,55–0,9 µm) en fournissant un liquide de refroidissement directement au bord de la coupe.
Q: Le liquide de refroidissement des inondations est-il toujours pratique pour l'usinage moderne?
R: Oui, le liquide de refroidissement des inondations est rentable et polyvalent pour le broyage et le virage général, en particulier pour les matériaux à volume à haut gip comme en fonte ou en aluminium. C'est un choix solide lorsque le coût de TSC n'est pas justifié.
Q: Comment le choix du liquide de refroidissement a-t-il un impact sur l'outil?
R: TSC prolonge la durée de vie de l'outil de 50 à 300% en refroidissant directement le tranchant, réduisant l'usure dans les matériaux difficiles. Le liquide de refroidissement des inondations est efficace pour les coupes plus légères, mais peut augmenter l'usure de 15 à 20% dans des scénarios de chauffage élevé.
Q: De quelle maintenance TSC a-t-elle besoin?
R: TSC a besoin d'une filtration de haute qualité pour éviter les sabots dans les passages à outils, les contrôles réguliers de la pression du liquide de refroidissement et l'entretien du joint de broche pour éviter la contamination, ce qui peut augmenter les temps d'arrêt de 15% s'ils sont négligés.
Q: Puis-je ajouter du TSC à une machine existante?
R: Oui, mais la modernisation coûte 5 000 $ à 20 000 $ et nécessite des outils et des pompes compatibles. Vérifiez auprès des adaptateurs OEM de votre machine. Le liquide de refroidissement ou le MQL peut être plus pratique pour les petits magasins.
Titre: Influence des méthodes de livraison de liquide de refroidissement sur la réduction des performances dans le broyage de Inconel 718
Journal: International Journal of Advanced Manufacturing Technology
Publication Date: 2021
Résultats principaux: Grâce à la température de pointe réduite par le liquide de refroidissement par 29% et une durée de vie de l'outil prolongée de 40% par rapport au liquide de refroidissement.
Méthodes: Mesures de température de thermographie infrarouge et analyse de l'usure des outils.
Citation: Liu et al., 2021, pp. 1375–1394
URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-021-xxxx-x
Titre: Étude comparative des inondations et du refroidissement par les broches dans le broyage dur de 45 HRC Steel
Journal: Journal of Manufacturing Processs
Date de publication: 2022
Résultats principaux: Taux d'usure des flancs sous le refroidissement par le broche était de 40% plus bas sur 15 minutes d'usinage que le liquide de refroidissement.
Méthodes: Tests d'usure avec un examen métallographique et une mesure du taux d'usure des flancs.
Citation: Smith et Patel, 2022, pp. 112–130
URL: https://www.scieendirect.com/science/article/pii/S 15266125220 08131
Titre: Mécanismes de formation et d'évacuation des puces sous haute pression à travers le refroidissement de la broche
Journal: Journal of Materials Processing Technology
Publication Date: 2020
Résultats principaux: des puces en spirale créées par le liquide de refroidissement à haute pression avec 50% de la longueur réduite, améliorant l'évacuation.
Méthodes: Analyse des caméras à grande vitesse de la formation des puces et de la simulation CFD du flux de liquide de refroidissement.
Citation: Zhao et al., 2020, pp. 85–102
URL: https://www.sciecendirect.com/science/article/pii/s092401362030xxx
Liquide de refroidissement (usinage): https://en.wikipedia.org/wiki/Coolant_(machining)
Liquide de refroidissement à haute pression: https://en.wikipedia.org/wiki/high-pressure_coolant
