Kaip prižiūrėti aliuminio CNC pjovimo skystį, kad įrankis tarnautų ilgiau ir būtų švaresnės drožlės

 PFT, Šendženas

Optimalios aliuminio CNC pjovimo skysčio būklės palaikymas tiesiogiai veikia įrankių nusidėvėjimą ir drožlių kokybę. Šiame tyrime vertinami skysčių valdymo protokolai atliekant kontroliuojamus apdirbimo bandymus ir skysčių analizę. Rezultatai rodo, kad nuolatinis pH stebėjimas (tikslinis diapazonas 8,5–9,2), koncentracijos palaikymas 7–9 % naudojant refraktometriją ir dviejų pakopų filtravimo įdiegimas (40 µm, o vėliau 10 µm) pailgina įrankio tarnavimo laiką vidutiniškai 28 % ir sumažina drožlių lipnumą 73 %, palyginti su nevaldomu skysčiu. Reguliarus alyvos nugriebimas (>95 % pašalinimas per savaitę) apsaugo nuo bakterijų augimo ir emulsijos nestabilumo. Efektyvus skysčių valdymas sumažina įrankių sąnaudas ir staklių prastovas.

1. Įvadas

Aliuminio CNC apdirbimas reikalauja tikslumo ir efektyvumo. Pjovimo skysčiai yra labai svarbūs aušinimui, tepimui ir drožlių šalinimui. Tačiau skysčių degradacija, kurią sukelia užterštumas, bakterijų augimas, koncentracijos dreifas ir alyvos kaupimasis, pagreitina įrankių susidėvėjimą ir pablogina drožlių pašalinimą, todėl padidėja išlaidos ir prastova. Iki 2025 m. skysčių priežiūros optimizavimas išliks pagrindiniu veiklos iššūkiu. Šiame tyrime kiekybiškai įvertinamas konkrečių priežiūros protokolų poveikis įrankių ilgaamžiškumui ir drožlių savybėms didelio masto aliuminio CNC gamyboje.

2. Metodai

2.1. Eksperimentinis planas ir duomenų šaltinis
Kontroliuojami apdirbimo bandymai buvo atliekami 12 savaičių su 5 identiškomis CNC frezavimo staklėmis („Haas VF-2“), apdorojančiomis 6061-T6 aliuminį. Visose staklėse buvo naudojamas pusiau sintetinis pjovimo skystis („X“ prekės ženklas). Viena staklė buvo naudojama kaip kontrolinė ir joje buvo atliekama standartinė, reaktyvi priežiūra (skystis keičiamas tik esant matomiems pažeidimams). Kitose keturiose buvo įdiegtas struktūrizuotas protokolas:

• Koncentracija:Matuojama kasdien skaitmeniniu refraktometru („Atago PAL-1“), pakoreguota iki 8 % ± 1 % koncentratu arba dejonizuotu vandeniu.

• pH:Kasdien stebima naudojant kalibruotą pH matuoklį („Hanna HI98103“), palaikoma nuo 8,5 iki 9,2, naudojant gamintojo patvirtintus priedus.

• Filtravimas:Dviejų pakopų filtravimas: 40 µm maišelinis filtras, po kurio seka 10 µm kasetinis filtras. Filtrai keičiami atsižvelgiant į slėgio skirtumą (≥ 5 psi padidėjimas).

• Išmesto naftos šalinimas:Juostinis nugriebtuvas veikė nuolat; skysčio paviršius buvo tikrinamas kasdien, nugriebtuvo efektyvumas tikrinamas kas savaitę (pašalinimo tikslas >95 %).

• Makiažo skystis:Papildymui naudojamas tik iš anksto sumaišytas skystis (8 % koncentracijos).

2.2. Duomenų rinkimas ir įrankiai

• Įrankių susidėvėjimas:Trijų griovelių kietmetalio frezų (Ø12 mm) pagrindinių pjovimo briaunų briaunų dilimas (VBmax), išmatuotas įrankių gamintojo mikroskopu („Mitutoyo TM-505“) po kas 25 dalių pagaminimo. Įrankiai keičiami, kai VBmax = 0,3 mm.

• Drožlių analizė:Drožlės surenkamos po kiekvienos partijos. „Lipnumas“ įvertinamas skalėje nuo 1 (birus, sausas) iki 5 (su gumulėliais, riebus) 3 nepriklausomų operatorių. Užfiksuojamas vidutinis balas. Drožlių dydžio pasiskirstymas periodiškai analizuojamas.

• Skysčio būsena:Nepriklausoma laboratorija kas savaitę analizuoja skysčių mėginius, kad nustatytų bakterijų skaičių (CFU/ml), atliekų aliejaus kiekį (%) ir koncentracijos / pH patikrą.

• Mašinos prastovos:Įrašomi įrankių keitimai, su drožlėmis susiję užstrigimai ir skysčių priežiūros darbai.

3. Rezultatai ir analizė

3.1. Įrankio tarnavimo laiko prailginimas
Pagal struktūrizuotą techninės priežiūros protokolą veikiantys įrankiai nuolat pasiekdavo didesnį dalių skaičių, kol juos reikėjo pakeisti. Vidutinis įrankio tarnavimo laikas padidėjo 28 % (nuo 175 dalių/įrankio kontrolinėje grupėje iki 224 dalių/įrankio pagal protokolą). 1 paveiksle pavaizduotas laipsniško briaunos dilimo palyginimas.

3.2. Drožlių kokybės gerinimas
Drožlių lipnumo įvertinimai pagal valdomą protokolą smarkiai sumažėjo – vidutiniškai 1,8, palyginti su 4,1 kontrolinėje grupėje (73 % sumažėjimas). Valdomas skystis pagamino sausesnes, granuliuotesnes drožles (2 pav.), o tai žymiai pagerino evakuaciją ir sumažino mašinų strigimus. Su drožlių problemomis susijusios prastovos sumažėjo 65 %.

3.3. Skysčio stabilumas
Laboratorinė analizė patvirtino protokolo veiksmingumą:

• Valdomose sistemose bakterijų skaičius išliko mažesnis nei 10³ KFV/ml, o kontrolinėje grupėje 6 savaitę jis viršijo 10⁶ KFV/ml.

• Vidutinis išgautos naftos kiekis valdomame skystyje buvo <0,5 %, palyginti su >3 % kontrolinėje grupėje.

• Koncentracija ir pH išliko stabilūs kontroliuojamo skysčio tiksliniuose diapazonuose, o kontrolinėje grupėje buvo pastebėtas reikšmingas poslinkis (koncentracija sumažėjo iki 5 %, pH sumažėjo iki 7,8).

*1 lentelė: Pagrindiniai veiklos rodikliai – valdomas ir kontroliuojamas skystis*

4. Diskusija

4.1. Rezultatus lemiantys mechanizmai
Patobulinimai tiesiogiai kyla iš priežiūros veiksmų:

• Stabili koncentracija ir pH:Užtikrino pastovų tepimą ir korozijos slopinimą, tiesiogiai sumažindamas įrankių abrazyvinį ir cheminį dilimą. Stabilus pH neleido emulsikliams suskaidyti, išlaikė skysčio vientisumą ir užkirto kelią „rūgštėjimui“, kuris padidina drožlių sukibimą.

• Efektyvus filtravimas:Smulkių metalo dalelių (drožlių) pašalinimas sumažino įrankių ir ruošinių abrazyvinį dilimą. Valymo skystis taip pat efektyviau tekėjo aušinimui ir drožlių plovimui.

• Trampinių naftos produktų kontrolė:Išsiliejusi alyva (iš kelio tepalo, hidraulinio skysčio) ardo emulsijas, sumažina aušinimo efektyvumą ir tampa bakterijų maisto šaltiniu. Jos pašalinimas buvo labai svarbus siekiant išvengti apkartimo ir išlaikyti skysčio stabilumą, o tai labai prisidėjo prie švaresnių metalo drožlių susidarymo.

• Bakterijų slopinimas:Palaiko koncentraciją, pH ir pašalina naftos trūkumo turinčias bakterijas, užkertant kelią jų gaminamoms rūgštims ir gleivėms, kurios blogina skysčio veikimą, korozuoja įrankius ir sukelia nemalonius kvapus / lipnias drožles.

4.2. Apribojimai ir praktinės pasekmės
Šiame tyrime daugiausia dėmesio skirta konkrečiam skysčiui (pusiau sintetiniam) ir aliuminio lydiniui (6061-T6) kontroliuojamomis, bet realiomis gamybos sąlygomis. Rezultatai gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo skysčių, lydinių ar apdirbimo parametrų (pvz., labai didelio greičio apdirbimo). Tačiau pagrindiniai koncentracijos kontrolės, pH stebėjimo, filtravimo ir susikaupusios alyvos šalinimo principai yra taikomi visuotinai.

• Įgyvendinimo kaina:Reikalingos investicijos į stebėjimo įrankius (refraktometrą, pH matuoklį), filtravimo sistemas ir nugriebtuvus.

• Darbas:Reikalingi operatoriams atlikti drausmingus kasdienius patikrinimus ir koregavimus.

• Investicijų grąža:Įrodytas 28 % ilgesnis įrankio tarnavimo laikas ir 65 % sumažėjęs su drožlėmis susijęs prastovų laikas užtikrina aiškią investicijų grąžą, kompensuojant techninės priežiūros programos ir skysčių valdymo įrangos išlaidas. Papildomai sutaupoma ir dėl mažesnio skysčių šalinimo dažnio (dėl ilgesnio karterio tarnavimo laiko).

5. Išvada

Aliuminio CNC pjovimo skysčio reguliavimas nėra neprivalomas optimaliam našumui užtikrinti; tai yra labai svarbi eksploatavimo praktika. Šis tyrimas parodo, kad struktūrizuotas protokolas, kuriame daugiausia dėmesio skiriama kasdienei koncentracijai ir pH stebėjimui (tikslai: 7–9 %, pH 8,5–9,2), dviejų pakopų filtravimui (40 µm + 10 µm) ir agresyviam susikaupusios alyvos šalinimui (> 95 %), duoda reikšmingų, išmatuojamų privalumų:

1. Pratęstas įrankio tarnavimo laikas:Vidutinis 28 % padidėjimas, tiesiogiai sumažinantis įrankių sąnaudas.

2. Valiklio drožlės:73 % sumažintas lipnumas, ženkliai pagerintas drožlių pašalinimas ir 65 % sutrumpėjęs staklių užstrigimas / prastovas.

3. Stabilus skystis:Slopino bakterijų augimą ir išlaikė emulsijos vientisumą.

Gamyklos turėtų teikti pirmenybę drausmingų skysčių valdymo programų įgyvendinimui. Būsimuose tyrimuose būtų galima ištirti konkrečių priedų paketų poveikį pagal šį protokolą arba automatizuotų realaus laiko skysčių stebėjimo sistemų integravimą.