In High-End-Fertigungsbereichen wie der Luft- und Raumfahrt, Präzisionsformen und hochwertigen Teilen sind die Tieflochbearbeitung, das Schneiden harter Legierungen und die Bearbeitung langspanender Materialien seit langem mit Werkzeugverbrennungen bei hohen Temperaturen, schlechter Spanabfuhr und Werkstückmaßabweichungen behaftet, die die Bearbeitungseffizienz und die Qualität des Endprodukts erheblich einschränken. Kürzlich wurde offiziell eine integrierte Kühl- und Bearbeitungslösung eingeführt, die die Kernfunktionen Werkzeugkühlung, Hochdruckspülung sowie Spanentfernung und Spanbrechen umfasst. Diese Lösung wird durch drei Kernkonfigurationen unterstützt, darunter ein Werkzeug mit durchgehender Kühlmittelzufuhr, ein Hochdruck-Kühlmittelsystem und eine Kühlmittelzufuhr durch die Spindel. Sie behebt die Engpässe bei der Präzisionsbearbeitung gründlich und gibt neue Impulse für die hocheffiziente und hochpräzise Entwicklung einer intelligenten Fertigung.
Bei der herkömmlichen Bearbeitung wird meist eine externe Sprühkühlung eingesetzt, wodurch das Kühlmittel nicht präzise an den Kernschneidbereich geliefert wird und die Leistung der Werkzeugkühlung eingeschränkt ist. Die beim Hochgeschwindigkeitsschneiden entstehende hohe Temperatur führt leicht zu Werkzeugverschleiß und thermischer Verformung. Gleichzeitig neigen lange Späne dazu, sich um Werkzeuge zu schlingen und sich in Bearbeitungshohlräumen anzusammeln, wodurch die Werkstückoberfläche zerkratzt wird und es zu häufigen Reinigungsunterbrechungen kommt, was die Produktionseffizienz erheblich verringert. Die neue integrierte Lösung zielt auf diese häufigen industriellen Schwachstellen ab, strukturiert die Kühl- und Spanabfuhrlogik neu und realisiert eine kollaborative Optimierung des gesamten Prozesses von Kühlung, Spülung, Spanbrechen und Spanabfuhr.
Die zentrale Unterstützung der gesamten Lösung ist das Hochdruck-Kühlmittelsystem. Dieses System kann den Druck und die Durchflussrate des Kühlmittels präzise anpassen und durch Druckbeaufschlagung und Filtertechnologie ein stabiles Hochdruckkühlmittel liefern, wodurch im Vergleich zur herkömmlichen ineffizienten Sprühkühlung eine vollständige Abdeckung und genaue Flüssigkeitszufuhr erreicht wird. In Verbindung mit der Through-Spindle Coolant-Struktur transportiert das System Hochdruckkühlmittel verlustfrei direkt durch die Werkzeugmaschinenspindel zur Schneidstation. Es löst das Problem unzureichender Kühlung in engen Bearbeitungsbereichen wie tiefen Löchern und geschlossenen Hohlräumen vollständig und ermöglicht eine kontinuierliche Werkzeugkühlung während des gesamten Schneidprozesses. Das System führt die Schneidwärme schnell ab, reduziert effektiv den Wärmeverlust des Werkzeugs, verlängert die Werkzeuglebensdauer erheblich und gewährleistet die Maßhaltigkeit der Bearbeitung.
Ausgestattet mit einem speziellen Werkzeug für die durchgehende Kühlung werden die Verarbeitungsvorteile des gesamten Systems maximiert. Das Werkzeug ist mit einem exklusiven Kühlströmungskanal ausgestattet, der nahtlos mit dem Spindelkühlsystem verbunden ist. Hochdruck-Kühlmittel spritzt präzise aus der Werkzeugspitze und erzeugt mit Unterstützung der Hochdruckspülung eine starke Flüssigkeitsaufprallkraft, die Rückstände, Staub und Schnittverunreinigungen im Bearbeitungsbereich schnell wegspült. Gleichzeitig verändert der kontinuierliche Eingriff von Hochdruckflüssigkeit aktiv die Lockenform der Späne und führt die Spanentfernung und Spanbrechung effizient durch. Es vermeidet grundsätzlich Probleme wie das Aufwickeln langer Späne auf Werkzeuge, Lochverstopfungen und Werkstückkratzer und ermöglicht so eine kontinuierliche automatisierte Bearbeitung.
Feldtestdaten zeigen, dass bei der Bearbeitungsausrüstung, die mit dem vollständigen Satz an Kühl- und Spanabfuhrlösungen ausgestattet ist, die Werkzeugverschleißrate bei der Tieflochbearbeitung, dem hochpräzisen Fräsen und Drehen von schwer zu bearbeitenden Materialien wie Edelstahl, Superlegierungen und Titanlegierungen um mehr als 35 % reduziert wird. Die Oberflächengüte der Werkstücke wird deutlich verbessert und die Produktausbeute liegt bei nahezu 100 %. Dank der stabilen Werkzeugkühlungsleistung, der effizienten Hochdruckspülfähigkeit und der zuverlässigen Spanabfuhr- und Spanbrechleistung sowie der integrierten Zusammenarbeit von Werkzeugdurchgangskühlung, intelligentem Hochdruckkühlsystem und Kühlmitteldurchgang durch die Spindel macht die Lösung die Abhängigkeit von manueller Spanreinigung und häufigem Werkzeugwechsel bei der herkömmlichen Bearbeitung vollständig überflüssig und steigert die Gesamtbearbeitungseffizienz einer einzelnen Anlage um über 40 %.
Branchenexperten halten die Popularisierung der integrierten Hochdruck-Innenkühlungstechnologie für eine bedeutende technologische Innovation im Bereich der Präzisionsbearbeitung. Es erweitert den Bearbeitungsmodus von einer einfachen Werkzeugtemperaturregelung auf eine umfassende Hochdruckkühlung und von einer passiven Spanreinigung auf eine aktive Spanentfernung und Spanbrechung und gleicht damit die Kernmängel der High-End-Präzisionsbearbeitung aus. In Zukunft werden die iterative Modernisierung und breite Anwendung von Hochdruck-Kühlsystemen, Kühlmitteln durch die Spindel und Werkzeugen mit durchgehender Kühlmittelzufuhr in Kombination mit effizienten Werkzeugkühlungs- und Hochdruckspültechnologien die High-End-Fertigungsverarbeitungstechniken weiter standardisieren und optimieren und der Fertigungsindustrie dabei helfen, sich stetig in Richtung hoher Präzision, hoher Effizienz, niedriger Kosten und vollständiger Automatisierung voranzutreiben.
