Выбор подходящей охлаждающей жидкости для ЧПУ:типы, использование и лучшие практики

Станочники часто используют охлаждающую жидкость для станков с ЧПУ, чтобы смягчить последствия перегрева режущего инструмента или материалов во время процесса обработки с ЧПУ. Эти охлаждающие жидкости эффективны в качестве смазок и охлаждающих механизмов, а также способствуют удалению стружки.

В этой статье обсуждается, как работает охлаждающая жидкость для станков с ЧПУ и способ ее подачи. Вы также узнаете о важности охлаждающих жидкостей в станках с ЧПУ, их типах и многом другом. Давайте приступим!

Что такое СОЖ для ЧПУ?

СОЖ или смазочно-охлаждающая жидкость для станков с ЧПУ — это промышленная жидкость, обычно используемая в операциях резки металлов для повышения эффективности. СОЖ для обработки на станках с ЧПУ содержит специальные химические добавки, созданные на основе научной концентрации соединений. Его основными элементами являются животный жир, вода, нефтяной дистиллят, растительное масло и другое сырье.

Эти охлаждающие жидкости улучшают возможности станков с ЧПУ для резки таких материалов, как пластмассы высокой плотности, стекловолокно и металлы, одновременно уменьшая образование высоких температур.

Как работают системы охлаждения?

Смесь охлаждающей жидкости станка с ЧПУ течет по рабочей зоне во время операций обработки с ЧПУ. СОЖ подобно потоку смывает стружку и частицы с рабочей зоны. Затем он попадает в поддон в нижней части машины, откуда его необходимо перекачивать и рециркулировать в рабочую зону для постоянного использования.

СОЖ охлаждает заготовку при обработке на высоких скоростях и смазывает режущий инструмент на низких скоростях. Таким образом, СОЖ для ЧПУ увеличивает срок службы режущего инструмента, защищая его от коррозии и защищая заготовку от деформации. Чтобы обеспечить максимальную производительность, вы должны контролировать, обслуживать и настраивать центральные и отдельные системы охлаждения станков с ЧПУ.

Однако в небольшой системе охлаждающей жидкости для отделения и фильтрации масла используется менее эффективный компонент, что приводит к постоянным изменениям и большим колебаниям уровней концентрации. Поэтому в небольших системах лучше всего использовать охлаждающие жидкости, менее подверженные загрязнению стружкой.

Различные способы подачи СОЖ в станках с ЧПУ

В различных станках с ЧПУ используются охлаждающие жидкости с разными свойствами и давлением. Следовательно, очень важно выбрать идеальный механизм подачи охлаждающей жидкости для вашего станка с ЧПУ. Невыбор подходящего количества может привести к быстрому исчерпанию ресурсов мастерской, а неправильное давление может привести к повреждению заготовки или режущего инструмента с ЧПУ. Вот некоторые из распространенных типов подачи СОЖ в станках с ЧПУ:

Механизм охлаждения туманом

В этом методе подачи СОЖ используется низкое давление, подходящее для операций, где удаление тепла и стружки не является основной задачей. Таким образом, охлаждение туманом не подвергает инструмент и заготовку дополнительным нагрузкам, поскольку не применяется высокое давление.

Механизм воздушного охлаждения

Метод воздушного охлаждения не идеален для смазывания, но помогает уменьшить нагрев и извлечь стружку. Воздушное охлаждение менее эффективно, поскольку оно не содержит охлаждающей жидкости на масляной или водной основе.

Более того, механизм воздушного охлаждения идеально подходит для прямого контакта с заготовкой при работе с более чувствительными материалами. Однако он подходит для пластиковых материалов, чувствительных к тепловому удару или быстрому расширению, поскольку прямая подача СОЖ часто приводит к сжатию детали.

Механизм минимального качества смазки (MQL)

Приоритетом каждого цеха с ЧПУ является достижение конкурентного преимущества за счет повышения эффективности цеха, увеличения производства и снижения затрат. В результате цеха с ЧПУ часто прибегают к использованию MQL из-за его экологических преимуществ.

Механизм MQL снижает затраты и потери материала за счет использования необходимого количества охлаждающей жидкости. Обычно они находятся в форме очень мелкого тумана или аэрозоля, обеспечивая достаточное количество охлаждающей жидкости для эффективного выполнения определенной операции.

Механизм высокого давления

При подаче СОЖ под высоким давлением для станков с ЧПУ используется давление более 1000 фунтов на квадратный дюйм для удаления стружки во время операций обработки. Этот метод идеально подходит для извлечения и отвода стружки, поскольку она сдувается с материала.

Давление, используемое в этом методе, может повредить инструмент микродиаметра, хотя оно может быстро и эффективно охладить деталь. Следовательно, этот метод совместим со сверлением с ЧПУ или операциями с глубокими полостями и легко транспортируется с использованием СОЖ или встроенного резервуара СОЖ.

СОЖ делятся на четыре основные категории в зависимости от их состава. Тем не менее, это поможет выбрать охлаждающую жидкость, основываясь на ее эффективности и комплексных характеристиках, с учетом используемого материала и процесса обработки. Ниже приведены распространенные типы охлаждающей жидкости для машин.

Синтетические жидкости

Эти охлаждающие жидкости являются самыми чистыми, поскольку не содержат нефти или минерального масла. Синтетические жидкости содержат ингибиторы коррозии и химические смазочные материалы, которые разрушаются в воде. Эти жидкости смешиваются с водой для получения жидкости для металлообработки. Таким образом, эти охлаждающие жидкости для станков с ЧПУ обладают высокой охлаждающей способностью, защитой от коррозии, простотой обслуживания и смазывающими свойствами.

Кроме того, синтетические жидкости в основном используются в высокотемпературных и высокоскоростных процессах обработки, таких как шлифование поверхностей, из-за их превосходной охлаждающей способности. Синтетические жидкости для тяжелых условий эксплуатации идеально подходят для выполнения нескольких операций механической обработки.

Синтетические вещества подразделяются на простые и сложные или эмульгируемые синтетики в зависимости от их состава. Для легкого шлифования обычно используются простые синтетические материалы или настоящие решения. С другой стороны, сложные синтетические концентраты содержат синтетические жидкости, подходящие для операций механической обработки в умеренных и тяжелых условиях. Что еще более важно, сложные синтетические смазочные материалы обеспечивают высокую скорость и подачу при обработке.

Плюсы

• Синтетические жидкости обладают высоким уровнем микробиологического контроля и превосходной устойчивостью к прогорканию.
• Эти смазочные материалы обеспечивают превосходную устойчивость к коррозии и высокую охлаждающую способность.
• Они обеспечивают большую стабильность после смешивания с водой.
• Синтетика упрощает уход, поскольку она чиста и подходит для различных операций механической обработки.

Минусы

• Машинные жидкости, такие как смазочные масла, могут легко загрязнять синтетические жидкости. Следовательно, вам необходимо эффективно управлять и поддерживать эти жидкости.
• Синтетические материалы образуют мелкий туман или пену из-за умеренного и сильного перемешивания, хотя они менее уязвимы к проблемам, связанным с жидкостями на масляной основе.

Полусинтетические жидкости

Полусинтетика – это гибрид синтетики (полимера) и растворимых масел. Эти жидкости содержат около 2-30% минерального или нефтяного масла в водорасширяемой концентрации. Оставшийся процент полусинтетической жидкости состоит из воды и эмульгаторов. Другие элементы концентрата включают биоцидные добавки, смачиватели и ингибиторы коррозии. Их обычно называют готовыми химическими эмульсиями, поскольку вода является их основным ингредиентом и эмульгируется с водой во время производства концентрата.

Эти полусинтетические жидкости обычно полупрозрачны. Однако их свойства могут варьироваться от слегка полупрозрачных до непрозрачных. Кроме того, многие из этих полусинтетических материалов обладают хорошей термочувствительностью. Таким образом, молекулы полусинтетического масла окружают режущий инструмент, обеспечивая лучшую смазывающую способность.

Плюсы

• Это отличные смазочные материалы для условий эксплуатации в умеренных и тяжелых условиях.
• Полусинтетические жидкости позволяют выполнять резку с более высокими подачами и скоростями благодаря своим замечательным смачивающим и охлаждающим свойствам.
• Эти жидкости обладают низкой вязкостью, что обеспечивает лучшие осаждающие и очищающие свойства.

Минусы

• Жесткость воды ухудшает стабильность полусинтетических жидкостей, вызывая образование накипи жесткой воды.
• Эти жидкости легко пенятся, поскольку их чистящие присадки обеспечивают меньшую смазку, чем растворимые масла.

Нефть

Эти масла получают из нефти, минерального масла, животных и других элементов, таких как соединения, овощи и жиры. Эти прямые масла иногда содержат другие ингредиенты, такие как добавки фосфора, серы и хлора. Неразбавленные масла обычно нерастворимы в воде и обеспечивают лучшую смазку, защиту от ржавчины, больший срок службы поддона и простоту обслуживания.

Поскольку бактерии будут процветать только в жидкостях с содержанием воды, простые масла не скисают. Эти масла уменьшают силу, возникающую при резке материала режущим инструментом, делая резы чистыми и гарантируя гладкую поверхность заготовки.

Плюсы

• Простое масло обеспечивает хорошую смазывающую способность и снижает трение при механической обработке.
• Они обеспечивают отличное качество отделки и минимизируют износ инструмента.
• Эти масла часто доступны по цене и обладают высокой совместимостью с некоторыми материалами, такими как бронза, сталь и железо, которые обычно используются в машинах и оборудовании.

Минусы

• Нефтяные масла имеют плохую охлаждающую способность.
• Они обычно требуют более тщательного обслуживания и замены масла из-за их высоких деградационных свойств.
• Эти масла не идеальны для конкретных высокопроизводительных применений.
• Нефтяные масла оказывают вредное воздействие на окружающую среду, если их не утилизировать должным образом.

Растворимые масла

Растворимые масла, также известные как эмульсии или водорастворимые масла, являются отличным выбором СОЖ для общих целей механической обработки и обычно используются среди водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей. Водорастворимые масла часто образуют эмульсии при смешивании с водой. В результате получается смесь, состоящая из базового минерального масла и эмульсии для создания смазочно-охлаждающей жидкости. Он хорошо работает в разбавленном виде и обеспечивает отличные смазывающие и теплопередающие характеристики.

Растворимые масла дешевы и широко используются в металлообрабатывающей промышленности. Они содержат 60–90% нефти, эмульгаторов или минерального масла и прилипают к заготовке во время обработки. Оно идеально подходит для смазки и обеспечивает превосходную стойкость к ржавчине при смешивании с определенным количеством ингибитора ржавчины.

Плюсы

• Эти масла способствуют лучшему охлаждению и смазке благодаря смеси воды и масла.
• Растворимые масла универсальны и идеально подходят для операций легкой и средней интенсивности, включая различные операции с черной и цветной металлургией.
• Вы можете сопровождать такие операции, как нарезание резьбы и протяжку, выполняемые с использованием простых масел, используя растворимые масла для тяжелых условий эксплуатации.

Минусы

• При неправильном обслуживании резервуар для охлаждающей жидкости способствует размножению бактерий и грибков.
• Масло в смеси приводит к проблемам с контролем ржавчины, потерям от испарения и загрязнению посторонними маслами.

Концентрация охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ

Применение охлаждающей жидкости неправильной концентрации на станке с ЧПУ может привести к ряду осложнений. Поэтому важно понимать, как использовать подходящее соотношение охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ для достижения наилучших результатов. Определенные риски связаны с применением СОЖ с концентрацией ниже минимальных требований станка с ЧПУ. К ним относятся:

• Микробный рост
• Более быстрый износ режущих инструментов.
• Коррозия деталей и механизмов.

С другой стороны, риски, вызванные чрезмерной концентрацией охлаждающей жидкости, включают:

• Вспенивание
• Токсичность
• Концентрированные потери
• Пониженная теплопроводность.
• Плохая смазка.
• Обесцвечивание машин и обработанных деталей.
• Ухудшение качества инструментов из-за накопления остатков

Таблица концентрации охлаждающей жидкости для ЧПУ

Ниже приведена диаграмма концентрации охлаждающей жидкости, показывающая вариации уровней концентрации охлаждающей жидкости для ЧПУ:

МатериалФрезерованиеТокарная обработкаСверлениеНарезание резьбыМедьРастворимое маслоРастворимое маслоРастворимое маслоРастворимое маслоАлюминийМинеральное масло или растворимое масло (с 96% воды)Минеральное масло с растворимым маслом (или) 10% жираРастворимое масло (с 70-90% воды)Минеральное масло, смешанное с 25% маслом на основе БронзаРастворимое маслоРастворимое маслоМинеральное масло с 30% салаНизкоуглеродистая и инструментальная стальРастворимое масло75% минеральное с 25% сальным масломРастворимое маслоМинеральное масло с 25%-40% сальным масломКовкое железоРастворимое маслоРастворимое маслоРастворимое маслоРастворимое маслоЛегированные стали90% минеральное масло с 10% сальным маслом75% минеральное масло с 25% серы, базовое маслоРастворимое масло70% минеральное масло с 30% салом маслоЛатуньРастворимое масло (с содержанием воды 96%)Минеральное масло с содержанием жира 10%Растворимое маслоМинеральное масло с содержанием сала 10–20%ЧугунСухоеСухоеСухое25% сало с содержанием минерального масла 80% или сухое

Смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе в сравнении с охлаждающими жидкостями для станков с ЧПУ высокого давления

СОЖ на водной основе и охлаждающие жидкости для станков с ЧПУ под высоким давлением широко распространены в процессах металлообработки. Эти жидкости эффективны для смазывания режущих инструментов и материалов.

Жидкости на водной основе обладают отличными теплоотводящими и смазывающими свойствами. Как правило, они являются экологически чистой и экономичной альтернативой машинным охлаждающим жидкостям под высоким давлением. Однако охлаждающие жидкости на водной основе уязвимы для роста бактерий и могут способствовать коррозии некоторых металлов.

Между тем, это поможет инвестировать в систему, которая может увеличить скорость и подачу, увеличить срок службы инструмента и предотвратить проблемы со стружкодроблением, если ваш станок работает с охлаждающей жидкостью для ЧПУ под высоким давлением. В результате подача СОЖ под высоким давлением для ЧПУ значительно повышает производительность. Вы можете испытать давление выше 1000 фунтов на квадратный дюйм, необходимое для операций нарезания резьбы и глубокого сверления.

Однако охлаждающие жидкости для станков с ЧПУ под высоким давлением являются дорогостоящими и требуют тщательного обслуживания для обеспечения оптимальной функциональности. Кроме того, эти системы требуют навыков для обеспечения безопасной и эффективной работы.

Заключение

Охлаждающие жидкости для станков с ЧПУ помогают достичь оптимальной эффективности в цехе с ЧПУ. Эти охлаждающие жидкости помогают уменьшить тепловыделение, смазать режущий инструмент, а также предотвратить изменение цвета и отказы в процессах обработки, таких как фрезерование с ЧПУ, токарная обработка или сверление.

Не стесняйтесь обращаться к нам в WayKen, если вам нужна помощь профессионалов в определении идеального типа и давления смазки для ваших станков с ЧПУ. Мы являемся универсальным магазином с ЧПУ для всех ваших производственных потребностей. Мы предлагаем вам надежные и профессиональные услуги по механической обработке с ЧПУ.

Часто задаваемые вопросы

Когда пора менять охлаждающую жидкость станка с ЧПУ?

На интервал замены охлаждающей жидкости машины часто влияют различные факторы. Вы должны учитывать обрабатываемый материал, тип охлаждающей жидкости и рабочее состояние станка с ЧПУ. Однако большинство производителей станков с ЧПУ рекомендуют делать это каждые 6–12 месяцев.

Как уничтожить бактерии в СОЖ для станков с ЧПУ?

Вы можете предотвратить или остановить рост бактерий в охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ, впрыскивая озон непосредственно в охлаждающую жидкость. Он убивает вирусы, урожайность, бактерии и плесень, а также устраняет запахи из поддона охлаждающей жидкости.

Что вызывает вспенивание охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ?

Недостаток минералов в водопроводной воде является основной причиной пенообразования в охлаждающих жидкостях. Тем не менее, рекомендуется проверять жесткость воды с помощью твердомеров.