Смазочно-охлаждающие жидкости

Основные функции смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) - эвакуация стружек, охлаждение и смазка поверхностей контакта инструмента и заготовок. Использование СОЖ положительно влияет на надежность обработки, скорость работы инструментов и качество изделий.

В некоторых случаях обработка без использования СОЖ может быть более экологичной и экономически выгодной. Для выбора оптимального инструмента, геометрических параметров и сплава при обработке без использования СОЖ необходимо обратиться к специалистам.

В большинстве случаев применение СОЖ является необходимым условием для достижения требуемого уровня точности и качества обрабатываемой поверхности, а также хорошей обрабатываемости заготовок. Если требуется использование СОЖ, необходимо оптимизировать его для достижения максимальной эффективности.

При токарной обработке могут использоваться различные типы смазочных и охлаждающих технологических средств (СОТС):

• Наиболее распространенной является эмульсия - смесь воды и масла в соотношении 5-10%.
• Альтернативой эмульсии может быть использование чистого масла.
• Сжатый воздух может использоваться для удаления стружки, однако он не обеспечивает достаточного отвода тепла.
• Минимальное количество смазки (MQL) представляет собой сочетание сжатого воздуха с небольшим количеством масла, которое используется для смазывания.
• Криогенная охлаждающая среда, которая является сжиженным газом, может обеспечить дополнительный охлаждающий эффект.

Эмульсию, масло и сжатый воздух можно подавать по специальным масляным каналам в токарных станках. Когда речь идет о СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости), обычно подразумевают использование эмульсии или масла для охлаждения. MQL (минимальное количество смазки) и криогенная охлаждающая среда (сжиженный газ) требуют использования специального оборудования.

Подавляющее большинство современных токарных станков имеет возможность подвода смазочно-охлаждающей жидкости непосредственно через инструмент. Многие станки также имеют комбинированную систему высокоточного верхнего и нижнего подвода СОЖ. Система подвода СОЖ к зоне резания может быть различных типов, каждый из которых имеет свои преимущества при обработке.

• Высокоточный подвод смазочно-охлаждающей жидкости, или высокоточная верхняя подача СОЖ, осуществляется через сопло или подобное устройство, которое направляет струю СОЖ непосредственно в зону резания на передней поверхности инструмента. Это снижает температуру и улучшает управление стружкообразованием. Струя высокого давления может использоваться для улучшения процесса стружкообразования.
• Нижний подвод смазочно-охлаждающей жидкости направлен на эффективное охлаждение пластины инструмента со стороны задней поверхности, что увеличивает стойкость инструмента.
• Традиционные системы подачи СОЖ включают регулируемые сопла с отверстиями большего диаметра, чем отверстия для высокоточной подачи. Они используются для подачи СОЖ как на инструмент, так и на обрабатываемую деталь в процессе обработки (поливная подача СОЖ). Такие системы не предназначены для высокого давления в подаче СОЖ.

Высокоточный подвод

На современных токарных станках используются сопла для подачи смазочно-охладительной жидкости с высокой точностью непосредственно в зону резанья со стороны передней поверхности инструмента. Эта технология позволяет контролировать процесс стружкообразования и повышать качество обработки деталей.

Для улучшения производительности станка и увеличения стойкости инструмента, подачу и скорость СОТС можно настраивать с высокой точностью путем изменения диаметра сопла. Положительный эффект от высокоточной подачи СОТС проявляется даже при низком давлении, но чем больше давление, тем легче обрабатывать более сложные материалы.

При высокоточной подаче СОТС вы получаете более надежное и производительное резание, а также улучшенное стружкообразование. Без этой технологии возможна забивка стружки в зоне резанья, что приводит к остановкам станка, необходимости вызова сервисных специалистов, повышенному износу инструментов и ухудшению качества обработанных поверхностей.

Нижний подвод

Самые современные токарные станки также оснащены нижним подводом смазочно-охлаждающей жидкости. Нижний подвод СОЖ контролирует температуру в области резанья и продлевает срок службы инструмента.

Нижняя подача СОЖ очень эффективна при низком давлении в системе, но при увеличении давления эффект увеличивается. Это позволяет увеличить скорость резанья или подачу, что способствует повышению производительности.

Комбинирование режимов подачи

При использовании токарного инструмента с высокоточной и нижней подачей СОЖ на определенных операциях можно отключить верхнюю подачу СОЖ. Этот выбор зависит от материала, из которого изготавливается пластина, и режимов обработки.

При обработке тонких покрытий, таких как PVD покрытия для ISO S материалов, рекомендуется использовать оба типа подачи СОЖ - верхнюю и нижнюю - для предотвращения перегрева и деформации пластины.

С другой стороны, для более толстых покрытий CVD, таких как ISO P или K материалы, использование только нижней подачи СОЖ обеспечивает достаточную защиту от перегрева, и черновая или получерновая обработка может быть выполнена с использованием только нижней подачи.

Для материалов со средней толщиной покрытия CVD рекомендуется использовать как верхнюю, так и нижнюю подачу СОЖ, хотя если вы наблюдаете лункообразование, попробуйте использовать только нижнюю подачу и посмотрите, как это влияет на стойкость инструмента.

Давление при подаче СОЖ

Подача смазочно-охлаждающей технической жидкости (СОЖ) под высоким давлением увеличивает расход энергии и может иметь негативное воздействие на экологию и экономическую эффективность обработки. Однако, высокое давление может и повысить производительность различными способами.

Высокоточная подача СОЖ создает высокоскоростной поток, который формирует гидравлический клин и обеспечивает три основных преимущества: эффективное охлаждение пластины, быстрый отвод стружки от пластины (что уменьшает ее износ) и дробление стружки и ее отвод из зоны обработки.

При выборе давления для высокоточной подачи смазочно-охлаждающих технологических жидкостей (СОЖ), следует руководствоваться следующими рекомендациями:

• Для обработки стали и других широко используемых материалов, давление высокоточной подачи может находиться в диапазоне от 7 до 10 бар. Высокая точность подачи обеспечивает контроль стружкообразования, повышает надежность процесса и позволяет повысить режимы резания при сохранении надежности.
• При более высоких давлениях, которые могут достигать 70-80 бар, возможно дополнительное дробление стружки, особенно при использовании специальных державок с соплами и пластин, предназначенных для высокоточной подачи СОЖ.
• Для сложных для обработки материалов, таких как дуплексные нержавеющие стали и жаропрочные материалы, требуются еще более высокие давления, достигающие 150-200 бар. В этом случае рекомендуется использовать державки с соплами, а также специальные пластины с геометрией, рассчитанной на высокоточную подачу СОЖ.