Типы СОЖ для ЧПУ: какую выбрать?

При работе на станке с ЧПУ нагрев — постоянная проблема. Чтобы её решить, нужна правильная СОЖ для ЧПУ. Но типов так много — как выбрать лучший для вашей задачи?

В этом руководстве мы расскажем, что такое СОЖ для ЧПУ, почему она важна и какие типы СОЖ для ЧПУ существуют.

Что такое СОЖ для ЧПУ?

СОЖ для ЧПУ — это жидкость, применяемая при механообработке для снижения нагрева и трения. Трение между режущим инструментом и материалом создаёт высокие температуры, которые могут повредить инструмент и снизить точность.

Она также помогает удалять стружку из зоны резания и предотвращает износ инструмента. Правильная СОЖ улучшает финишную обработку поверхности, продлевает срок службы инструмента и обеспечивает эффективную работу станка.

Важность СОЖ при обработке на станках с ЧПУ

Использование правильной СОЖ для ЧПУ важно по следующим причинам:

• Предотвращает перегрев и сохраняет свойства материала.
• Снижает трение между инструментом и заготовкой.
• Смывает металлическую стружку, предотвращая повреждение инструмента.
• Защищает детали станка и заготовки от ржавчины.
• Обеспечивает чистые и точные резы

Как работает система подачи СОЖ?

Во время работы станка с ЧПУ СОЖ омывает зону резания, охлаждая и смазывая инструмент и заготовку. Одновременно она смывает стружку и загрязнения.

Затем отработанная СОЖ собирается в поддоне в нижней части станка.

Оттуда насос прогоняет её через систему фильтрации, которая удаляет металлическую стружку, посторонние масла и другие загрязнения, после чего СОЖ через сопла или систему подачи через шпиндель возвращается в зону резания для повторного использования.

Существует два основных типа систем охлаждения — индивидуальная система для одного станка и центральная система подачи СОЖ.

Индивидуальная система меньше и обслуживает только один станок. Такие системы не всегда имеют продвинутую фильтрацию, поэтому быстрее загрязняются и требуют более частого обслуживания.

Центральная система подаёт СОЖ на несколько станков и обычно имеет лучшую фильтрацию и отделение масла, поэтому она эффективнее для крупных производств.

Какую бы систему вы ни использовали, регулярная очистка и правильная фильтрация важны для эффективности СОЖ и бесперебойной работы станка.

Типы СОЖ для обработки на станках с ЧПУ

Существует несколько типов СОЖ для ЧПУ, каждый со своими преимуществами. Рассмотрим их подробнее ниже.

Водорастворимые масла

Водорастворимые масла — это смесь масла и воды, обычно содержащая 5–10% масла. Это наиболее распространённые СОЖ для ЧПУ, поскольку они обеспечивают и охлаждение, и смазку.

• Они обеспечивают хорошую смазку, снижая износ инструмента.
• Эти СОЖ помогают предотвращать ржавчину на металлических поверхностях.
• Они хорошо работают с множеством различных материалов и операций механообработки.

• Со временем могут размножаться бактерии, вызывая неприятные запахи и разложение СОЖ.
• Требуется регулярное обслуживание для предотвращения загрязнения и продления срока службы СОЖ.

Синтетические СОЖ

Синтетические СОЖ не содержат масла и изготавливаются из химических соединений, рассчитанных на максимальное охлаждение. Они идеальны для высокоскоростной обработки и хорошо работают с такими материалами, как алюминий и нержавеющая сталь.

• Они обеспечивают превосходное охлаждение, снижая нагрев при резании.
• Синтетические СОЖ служат дольше и устойчивы к росту бактерий.
• Они оставляют меньше осадка, сохраняя станки и заготовки чище.

• Они смазывают хуже, чем СОЖ на масляной основе.
• Некоторые синтетические СОЖ могут вызывать раздражение кожи при неправильном обращении.

Полусинтетические СОЖ

Полусинтетические СОЖ — это смесь синтетических химикатов и небольшого количества масла. Они обеспечивают баланс между охлаждением, смазкой и чистотой.

• Они хорошо подходят как для лёгкой, так и для тяжёлой механообработки.
• Эти СОЖ лучше сопротивляются росту бактерий, чем водорастворимые масла.
• Они обеспечивают лучшую смазку, чем чистые синтетические составы.

• Жёсткая вода может вызывать отложения налёта, снижая эффективность СОЖ.
• Они склонны к пенообразованию сильнее других смазочно-охлаждающих жидкостей, что может влиять на смазывание.

Минеральные масла (чистые СОЖ)

Минеральные масла, также называемые чистыми СОЖ, на 100% состоят из масла и не смешиваются с водой. Их в основном применяют для тяжёлой механообработки и резки труднообрабатываемых материалов.

• Они обеспечивают наилучшее смазывание, снижая трение и износ инструмента.
• Эти СОЖ помогают достичь гладкой финишной обработки поверхности.
• Они хорошо работают при глубоких резах и низкоскоростной обработке.

• Они охлаждают менее эффективно, чем СОЖ на водной основе.
• Минеральные масла могут дымить, поэтому требуется надлежащая вентиляция

СОЖ в виде тумана

СОЖ в виде тумана представляют собой мелкодисперсное распыление смазки или небольшого количества СОЖ, смешанного с воздухом. Их часто применяют при высокоскоростной обработке, где требуется минимальное количество СОЖ.

• Они сокращают расход СОЖ и загрязнение рабочего места.
• СОЖ в виде тумана отлично подходят для лёгкой механообработки.
• Они снижают затраты на СОЖ и более экологичны.

• Они не обеспечивают достаточного охлаждения при глубоких резах.
• Меньше смазки — инструмент может изнашиваться быстрее.

Различные способы подачи СОЖ на станках с ЧПУ

Разные станки с ЧПУ используют разные способы подачи СОЖ в зависимости от материала, скорости резания и требуемой точности.

Выбор правильной системы подачи СОЖ важен, поскольку избыток СОЖ ведёт к перерасходу ресурсов, а неверное давление может повредить заготовку или режущий инструмент.

Вот некоторые распространённые способы подачи СОЖ, применяемые на станках с ЧПУ:

Система охлаждения туманом

Система охлаждения туманом использует низкое давление для подачи СОЖ в виде мелкодисперсного тумана. Этот способ лучше всего подходит, когда отвод тепла и стружки не является основной задачей.

Поскольку высокое давление отсутствует, охлаждение туманом не создаёт дополнительной нагрузки на инструмент или заготовку. Его часто применяют для лёгкой обработки или когда для выполнения задачи достаточно небольшого количества смазки.

Система воздушного охлаждения

Воздушное охлаждение не обеспечивает смазывания, но помогает снизить нагрев и удалить стружку из зоны резания. Поскольку в нём не используются масляные или водные СОЖ, оно менее эффективно, чем другие способы.

Однако воздушное охлаждение полезно при обработке деликатных материалов, которые могут быть повреждены жидкой СОЖ. Это также хороший выбор для пластиков, которые могут расширяться или сжиматься при резких перепадах температуры.

Система минимального смазывания (MQL)

Многие цеха с ЧПУ используют систему MQL для повышения эффективности, сокращения отходов и снижения затрат. Этот способ подаёт только необходимое количество СОЖ в виде мелкодисперсного тумана или аэрозоля.

MQL — экологичный вариант, поскольку минимизирует расход СОЖ, обеспечивая при этом достаточное смазывание для операций резания.

Его обычно применяют при высокоскоростной обработке и в случаях, когда избыток СОЖ не требуется.

Система подачи СОЖ под высоким давлением

Система подачи СОЖ под высоким давлением использует давление свыше 1000 psi для подачи СОЖ непосредственно в зону резания. Этот способ высокоэффективен для удаления стружки и охлаждения глубоких полостей.

Его часто применяют при сверлении на станках с ЧПУ и других операциях с глубоким резом. Однако высокое давление может повредить инструмент малого диаметра, поэтому важно использовать его только при необходимости.

Эта система обычно подключается к встроенному баку для СОЖ или к внешнему источнику подачи СОЖ.

Таблица концентрации СОЖ для станков

Чтобы получить наилучшие результаты, необходимо использовать правильную концентрацию СОЖ для вашего процесса обработки и типа металла.

Для каждого станка и СОЖ производители дают разные рекомендации, но вот общее руководство для распространённых операций обработки:

Материал	Фрезерование	Точение	Сверление	Нарезание резьбы метчиком
Медь	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло
Алюминий	Минеральное масло или эмульсионное масло (с 96% воды)	Минеральное масло с эмульсионным маслом (или) 10% жира	Эмульсионное масло (с 70–90% воды)	Минеральное масло, смешанное с 25% базового масла
Бронза	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло	Минеральное масло с 30% свиного жира
Низкоуглеродистая и инструментальная сталь	Эмульсионное масло	75% минерального масла и 25% свиного жира	Эмульсионное масло	Минеральное масло с 25%–40% свиного жира
Ковкий чугун	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло	Эмульсионное масло
Легированные стали	90% минерального масла с 10% свиного жира	75% минерального масла с 25% сернистого базового масла	Эмульсионное масло	70% минерального масла с 30% свиного жира
Латунь	СОЖ на водной основе (с содержанием воды 96%)	Минеральное масло с 10% жира	Эмульсионное масло	Минеральное масло с 10% – 20% свиного жира
Чугун	Сухая обработка	Сухая обработка	Сухая обработка	25% свиного жира с 80% минерального масла или сухая обработка

Факторы, которые следует учитывать при выборе СОЖ для ЧПУ

При выборе подходящей СОЖ для ЧПУ необходимо учитывать материал, скорость обработки и воздействие жидкости на окружающую среду. Чтобы узнать больше об этих факторах, читайте далее!

Совместимость с материалами

Разные материалы требуют разных СОЖ для правильной работы. Твёрдые металлы, такие как высокопрочная сталь, выделяют много тепла, поэтому для их охлаждения и смазки нужны СОЖ на масляной основе. Иногда могут потребоваться присадки для предотвращения перегрева или риска возгорания.

Более мягкие металлы, такие как алюминий, медь и латунь, лучше обрабатываются с СОЖ на водной основе. Но будьте осторожны: некоторые жидкости содержат хлор или серу, которые могут оставлять пятна на этих металлах. Кроме того, разные материалы образуют стружку разного размера. Сталь даёт более крупную стружку, чем медные сплавы, поэтому её легче очищать.

Тип операции обработки

Высокоскоростные операции, такие как фрезерование и шлифование, выделяют много тепла. Вам нужны синтетические СОЖ, поскольку они лучше всего охлаждают заготовку.

Более медленные операции, такие как нарезание зубчатых колёс и резьбы, требуют больше смазки, чем охлаждения. Для этих процессов лучше подходят СОЖ на масляной основе. Всегда следует учитывать, что важнее — охлаждение или смазка, исходя из материала и типа обработки.

Экологические и медицинские аспекты

СОЖ могут воздействовать как на работников, так и на окружающую среду. Некоторые СОЖ образуют дым или вызывают аллергические реакции, поэтому работать рядом с ними некомфортно или даже небезопасно. Другие оставляют липкий налёт, который трудно очистить и который может загрязнять рабочее пространство.

Чтобы рабочее пространство оставалось безопасным и чистым, выбирайте СОЖ, которые одновременно эффективны и экологичны. Правильная СОЖ помогает эффективно обрабатывать детали, защищает работников и сохраняет окружающую среду свободной от вредных веществ.

СОЖ на водной основе и высоконапорные СОЖ для ЧПУ

И СОЖ на водной основе, и высоконапорные СОЖ для ЧПУ широко применяются в обработке на станках с ЧПУ, но работают они по-разному.

СОЖ на водной основе отлично отводят тепло и снижают трение. Кроме того, по сравнению с высоконапорными СОЖ они более экологичны и экономичны.

Однако СОЖ на водной основе со временем могут способствовать росту бактерий и вызывать коррозию некоторых металлов при ненадлежащем обслуживании.

Высоконапорные СОЖ для ЧПУ, напротив, предназначены для повышения скорости резания, продления срока службы инструмента и лучшего контроля стружки. В таких системах используется давление выше 1000 psi, поэтому они идеально подходят для глубокого сверления и нарезания резьбы.

Хотя высоконапорные СОЖ для ЧПУ значительно повышают производительность, они также связаны с более высокими затратами и требуют регулярного обслуживания. Эксплуатация системы высоконапорной СОЖ также требует навыков для обеспечения безопасного и эффективного использования.

DEK — ваш надёжный партнёр по обработке на станках с ЧПУ

В компании DEKмы понимаем важность точности и надёжности в обработке на станках с ЧПУ. Наша команда экспертов готова помочь вам обработать индивидуальные компоненты с использованием правильной СОЖ. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы найти подходящее решение для вашей конкретной задачи.

Заключение

Правильный выбор СОЖ для ЧПУ помогает поддерживать станок в охлаждённом состоянии, защищает инструмент и облегчает резание. Вы можете использовать СОЖ на водной основе, синтетические или высоконапорные СОЖ; однако необходимо учитывать материал, скорость обработки, а также воздействие на окружающую среду и вашу безопасность.

Регулярная очистка и качественная фильтрация продлят срок службы вашей СОЖ и обеспечат хорошую работу станка.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать одну и ту же СОЖ для разных материалов?

Не всегда. Разные материалы требуют разных СОЖ для оптимальной работы. Если использовать неподходящую СОЖ, инструмент может изнашиваться быстрее, а детали могут получиться некачественными. Всегда проверяйте, что лучше всего подходит для обрабатываемого материала.

Как часто нужно заменять или обслуживать СОЖ для ЧПУ?

Регулярно проверяйте состояние СОЖ, чтобы она работала исправно. Следите за изменением цвета, появлением неприятного запаха или загрязнений в СОЖ. Большинство водоразбавляемых СОЖ служат от 6 до 12 месяцев, но это зависит от частоты их использования. Проверка pH и концентрации СОЖ поможет понять, когда её нужно заменить.

Существуют ли экологичные альтернативы традиционным СОЖ для ЧПУ?

Да! Некоторые СОЖ более безопасны для окружающей среды, например сверхкритический диоксид углерода (scCO₂) и СОЖ на спиртовой основе. Они сокращают количество отходов и не оставляют следов. Только убедитесь, что они подходят для вашего станка.