Hvernig á að viðhalda CNC skurðarvökva úr áli til að lengja endingartíma verkfæranna og hreinna spóna

 PFT, Shenzhen

Að viðhalda bestu ástandi skurðarvökva fyrir CNC ál hefur bein áhrif á slit verkfæra og gæði spóna. Þessi rannsókn metur vökvastjórnunarreglur með stýrðum vélrænum tilraunum og vökvagreiningum. Niðurstöður sýna að stöðug eftirlit með pH (markmiðsbil 8,5-9,2), viðhald á styrk á milli 7-9% með ljósbrotsmælingu og innleiðing á tveggja þrepa síun (40µm og síðan 10µm) lengir endingartíma verkfæra um að meðaltali 28% og dregur úr klístrun spóna um 73% samanborið við óstýrðan vökva. Regluleg skimun á óhefðbundnum olíum (>95% fjarlæging vikulega) kemur í veg fyrir bakteríuvöxt og óstöðugleika í fleytingu. Árangursrík vökvastjórnun dregur úr verkfærakostnaði og niðurtíma véla.

1. Inngangur

CNC-vinnsla á áli krefst nákvæmni og skilvirkni. Skurðvökvar eru mikilvægir fyrir kælingu, smurningu og flísafrásog. Hins vegar flýtir niðurbrot vökva - af völdum mengunar, bakteríuvaxtar, styrkrek og uppsöfnunar losunarolíu - fyrir sliti á verkfærum og skerðir fjarlægingu spóna, sem leiðir til aukins kostnaðar og niðurtíma. Árið 2025 verður hagræðing á viðhaldi vökva enn lykiláskorun í rekstri. Þessi rannsókn magngreinir áhrif sértækra viðhaldsferla á endingu verkfæra og eiginleika spóna í CNC-framleiðslu á áli í miklu magni.

2. Aðferðir

2.1. Tilraunagerð og gagnaheimild
Stýrðar vinnsluprófanir voru gerðar í 12 vikur á 5 eins CNC fræsum (Haas VF-2) sem unnu 6061-T6 ál. Hálftilbúinn skurðarvökvi (vörumerki X) var notaður í allar vélarnar. Ein vél þjónaði sem eftirlit með stöðluðu, viðbragðs viðhaldi (vökvaskipti aðeins þegar hann er sýnilega skemmdur). Hinar fjórar innleiddu skipulagða aðferð:

• Einbeiting:Mælt daglega með stafrænum ljósbrotsmæli (Atago PAL-1), stillt á 8% ±1% með þykkni eða afþynntu vatni.

• pH-gildi:Fylgst er með daglega með kvörðuðum pH-mæli (Hanna HI98103), haldið á milli 8,5-9,2 með aukefnum sem framleiðandi hefur samþykkt.

• Síun:Tveggja þrepa síun: 40µm pokasía og síðan 10µm rörlykjusía. Síur skipt út frá þrýstingsmun (≥ 5 psi aukning).

• Fjarlæging á olíu úr flutningavél:Beltaskimmerinn er í stöðugri notkun; yfirborð vökvans athugað daglega, skilvirkni skimmerins staðfest vikulega (>95% fjarlægingarmarkmið).

• Förðunarvökvi:Aðeins forblandaður vökvi (við 8% styrk) er notaður til áfyllingar.

2.2. Gagnasöfnun og verkfæri

• Slit á verkfærum:Slit á hliðum (VBmax) mælt á aðalskurðarköntum þriggja rifa karbítfræsa (Ø12 mm) með verkfærasmásjá (Mitutoyo TM-505) eftir hverja 25 hluta. Verkfæri skipt út við VBmax = 0,3 mm.

• Spónagreining:Spón safnað eftir hverja lotu. „Klístranleiki“ metinn á kvarða frá 1 (frjáls rennandi, þurr) til 5 (kekkjótt, feitt) af 3 óháðum aðilum. Meðaleinkunn skráð. Stærðardreifing spóna greind reglulega.

• Vökvaástand:Vikuleg vökvasýni greind af óháðri rannsóknarstofu til að greina bakteríutalningu (CFU/ml), innihald losunarolíu (%) og staðfestingu á styrk/pH.

• Niðurtími vélarinnar:Skráð vegna verkfæraskipta, stíflna tengda spónum og viðhalds á vökva.

3. Niðurstöður og greining

3.1. Framlenging á endingartíma verkfæris
Verkfæri sem notuð voru samkvæmt skipulagðri viðhaldsaðferð náðu stöðugt hærri fjölda hluta áður en þurfti að skipta þeim út. Meðal endingartími verkfæra jókst um 28% (úr 175 hlutum/verkfæri í samanburðarhópnum í 224 hluti/verkfæri samkvæmt aðferðinni). Mynd 1 sýnir samanburð á stigvaxandi sliti á hliðum.

3.2. Bætur á gæðum spóna
Mat á klístrun spóna sýndi verulega lækkun samkvæmt stýrðu aðferðinni, að meðaltali 1,8 samanborið við 4,1 fyrir samanburðarhópinn (73% lækkun). Stýrður vökvi framleiddi þurrari og kornóttari spóna (Mynd 2), sem bætti verulega losun og dró úr stíflum í vélinni. Niðurtími vegna spónavandamála minnkaði um 65%.

3.3. Stöðugleiki vökva
Rannsóknarstofugreining staðfesti virkni aðferðarinnar:

• Bakteríufjöldi hélst undir 10³ CFU/ml í stýrðum kerfum, en í samanburðarkerfunum fór hann yfir 10⁶ CFU/ml í 6. viku.

• Innihald trampolíu var að meðaltali <0,5% í stýrðum vökva samanborið við >3% í samanburðarhópnum.

• Styrkur og sýrustig héldust stöðug innan marka fyrir stýrðan vökva, en samanburðarhópurinn sýndi verulegan rekstrardrift (styrkur lækkaði niður í 5%, sýrustig lækkaði niður í 7,8).

*Tafla 1: Lykilframmistöðuvísar – Stýrður vökvi vs. stýrivökvi*

4. Umræða

4.1. Aðferðir sem knýja áfram árangur
Úrbæturnar stafa beint af viðhaldsaðgerðunum:

• Stöðugur styrkur og pH:Tryggði stöðuga smurningu og tæringarhömlun, sem dró beint úr sliti á verkfærum vegna slípiefna og efna. Stöðugt pH-gildi kom í veg fyrir niðurbrot ýruefna, viðhélt heilleika vökvans og kom í veg fyrir „súrnun“ sem eykur viðloðun spóna.

• Árangursrík síun:Fjarlæging fínna málmkorna (slípfínkorn) minnkaði slit á verkfærum og vinnustykkjum. Hreinni vökvi flæddi einnig betur til kælingar og flísþvottar.

• Olíustýring fyrir tramp:Fjarlægingarolía (úr smurolíu, vökva) raskar blöndum, dregur úr kælivirkni og veitir fæðu fyrir bakteríur. Fjarlæging hennar var mikilvæg til að koma í veg fyrir harsnun og viðhalda stöðugleika vökvans, sem stuðlaði verulega að hreinni spónum.

• Bakteríubæling:Viðheldur styrk, sýrustigi og fjarlægir bakteríur sem svelta út farmolíu, kemur í veg fyrir sýrur og slím sem þær framleiða sem draga úr virkni vökvans, tæra verkfæri og valda ólykt/klístruðum spónum.

4.2. Takmarkanir og hagnýtar afleiðingar
Þessi rannsókn beindist að tilteknum vökva (hálftilbúnum) og álblöndu (6061-T6) við stýrðar en raunhæfar framleiðsluaðstæður. Niðurstöður geta verið örlítið mismunandi eftir vökvum, málmblöndum eða vinnslubreytum (t.d. mjög hraðvinnslu). Hins vegar eru meginreglurnar um styrkstýringu, pH-eftirlit, síun og fjarlægingu á farmolíu almennt viðeigandi.

• Kostnaður við framkvæmd:Krefst fjárfestingar í eftirlitstólum (brotþolsmæli, pH-mæli), síunarkerfum og skimurum.

• Vinnuafl:Krefst agaðra daglegra eftirlits og leiðréttinga af hálfu rekstraraðila.

• Arðsemi fjárfestingar:Sýnt hefur verið fram á 28% aukningu á endingartíma verkfæra og 65% minnkun á niðurtíma vegna spóna skilar greinilegri ávöxtun fjárfestingarinnar og vegur upp á móti kostnaði við viðhaldsáætlun og vökvastjórnunarbúnað. Minnkuð tíðni losunar vökva (vegna lengri endingartíma botnsins) er viðbótarsparnaður.

5. Niðurstaða

Viðhald á skurðarvökva fyrir ál með CNC-vél er ekki valkvætt til að hámarka afköst; það er mikilvæg starfsvenja. Þessi rannsókn sýnir fram á að skipulögð aðferð sem leggur áherslu á daglega eftirlit með styrk og pH gildi (markmið: 7-9%, pH 8,5-9,2), tvíþrepa síun (40µm + 10µm) og öfluga fjarlægingu á óæskilegum olíum (>95%) skilar verulegum, mælanlegum ávinningi:

1. Lengri endingartími verkfæra:Meðalaukning um 28%, sem lækkar beint verkfærakostnað.

2. Hreinsiefni:73% minnkun á klístrun, sem bætir flísafrásogi verulega og dregur úr stíflum/niðurtíma í vélinni (65% minnkun).

3. Stöðugur vökvi:Bældi bakteríuvöxt og viðhélt heilleika emulsionsins.

Verksmiðjur ættu að forgangsraða innleiðingu á öguðum vökvastjórnunarkerfum. Framtíðarrannsóknir gætu kannað áhrif sértækra aukefnapakkninga samkvæmt þessari samskiptareglu eða samþættingu sjálfvirkra rauntíma vökvaeftirlitskerfa.