Raffreddare l'utensile con nuove ed efficienti soluzioni di utensili da taglio

Uno dei compiti principali nel taglio dei metalli è quello di estrarre in modo efficiente l'enorme calore generato durante il taglio. Questa è una sfida, soprattutto nei lavori di tornitura dove c'è un contatto continuo tra il tagliente e il pezzo.

Sebbene gran parte del calore generato dalla tornitura venga dissipato nel truciolo, le temperature prevalenti nella zona di taglio e il calore possono raggiungere temperature superiori a 1000 °C, a seconda del materiale, dell'avanzamento e del numero di giri. Ciò attiva processi termici che causano un'usura più rapida dell'utensile da taglio. In casi estremi, l'utensile può addirittura bruciarsi dopo breve tempo. Una geometria più positiva e una velocità di taglio adattata al processo possono fornire un rimedio superficiale, ma ciò causa costi a lungo termine o riduce la produttività.

L'allagamento della zona di taglio, il metodo di raffreddamento esterno comunemente utilizzato, non è preciso nell'applicazione e il suo effetto reale è limitato. Infatti, l'immissione relativamente imprecisa e incontrollata di liquido refrigerante o olio nel processo di taglio raffredda i trucioli anziché il tagliente. In molti casi, le elevate differenze di temperatura nel punto di taglio provocano uno shock termico che danneggia fatalmente il tagliente.

Invece di allagare la zona di taglio, il produttore di utensili ARNO Werkzeuge afferma che esistono soluzioni migliori, tra cui l'ARNO Cooling System (ACS) che riesce ad alimentare il refrigerante direttamente al punto di taglio tramite due canali dall'alto e dal basso.

ARNO Werkzeuge ha sviluppato il collaudato sistema ACS in due varianti. Nella variante ACS1, il getto del refrigerante viene guidato lungo la sede dell'inserto in un canale del refrigerante ed esce direttamente nella zona di taglio. Il refrigerante passa quindi efficacemente sotto il truciolo e lo espelle in modo ottimale dalla zona di taglio.

Nella variante ACS2, il canale del refrigerante sulla sede dell'inserto è accoppiato con un secondo getto di refrigerante a flusso ottimizzato dal basso sul fianco dell'utensile. Gli ultimi sviluppi offrono questo canale del refrigerante con un'uscita triangolare che fornisce il refrigerante su tutta la larghezza dell'inserto fino al tagliente.

Il getto di refrigerante guidato internamente si dirige sempre precisamente verso la zona di taglio e il fianco dell'utensile. Inoltre riduce al minimo il rischio di accumulo di materiale sul tagliente e il conseguente sgretolamento del tagliente.

Progressi della produzione additiva

ARNO ha utilizzato metodi di stampa 3D additivi per produrre moduli di separazione con tecnologia avanzata. Questo metodo consente la produzione di un'uscita del refrigerante di forma triangolare per controllare il getto del refrigerante al massimo raffreddamento con un consumo minimo e per "allagare" il bordo più lontano del fianco dell'utensile.

Queste condizioni di raffreddamento ottimizzate consentono anche ulteriori potenziali ottimizzazioni, come la riduzione della larghezza dell'inserto.

L'ACS2 alimenta il refrigerante sotto il truciolo e lo scarica più facilmente fuori dalla zona di taglio. I trucioli sono più corti e la tendenza alla formazione di taglienti di riporto è notevolmente ridotta. Le misurazioni confermano che questo metodo di raffreddamento riduce la temperatura di circa la metà. Di conseguenza, l'utensile è esposto a sollecitazioni molto inferiori e l'usura sui fianchi è notevolmente ridotta. Invece di dover ridurre le velocità di taglio e di avanzamento per proteggere l'utensile, è possibile addirittura aumentarle, afferma l'azienda.

La produttività aumenta poiché la durata dell'utensile è notevolmente più lunga. Gli utenti riferiscono che i loro strumenti durano fino a tre volte di più o almeno il doppio. Un minor numero di cambi di utensili allevia il carico di lavoro del personale operativo. Per non parlare dei tempi di fermo macchina notevolmente ridotti.

Consente inoltre agli utenti di mantenere il raffreddamento interno senza tubi e bordi che interferiscono anche durante il cambio utensile. Gli utenti non devono fare a meno del raffreddamento diretto, anche nelle operazioni di tornitura. Con il portautensile giusto, i canali integrati alimentano il refrigerante vicino alla zona di taglio. Non sono necessarie regolazioni complesse poiché il sistema plug-and-play si adatta sempre. Opzionalmente, il produttore offre un utensile di supporto VDI da abbinare ai portautensili e alimenta il refrigerante al supporto senza alcun collegamento di tubi o tubi flessibili.