СОЖ для станков с ЧПУ

СОЖ относится к обязательным элементам, используемым при обработке металла на ЧПУ станках. Жидкость обеспечивает функции охлаждения, очистки, защиты от ржавчины, смазки. С помощью СОЖ для станков с ЧПУ  улучшается качество обработки детали и обеспечивается защита инструментов и агрегатов станка.

СОЖ могут использоваться на любых типах станков с ЧПУ для любых металлообработок:

• Фрезерных – для шлифовки, резки, заточки, гравировки

• Лазерно-гравировальных – с аналогичными, но улучшенными функциями

• Режущих плоттеров – для работы с материалами в виде листов или рулонов

Роль СОЖ для станков с ЧПУ в обработке металла

• Очистка от отходов и стружки

Распыляемое вещество позволяет очистить рабочую область от накопившегося мусора, а инструментом впоследствии будет нарезаться меньше стружки. Большой объем стружечных отходов негативно сказывается на качестве обрабатываемой детали, а также сильно нагревает и затупляет инструмент.

• Смазка

За счет мягкости и вязкости некоторые материалы при нагревании прилипают к рабочему инструменту. Смазка обеспечивает скольжение инструмента и улучшенную обработку. При работе с титаном применяются остроугольные фрезы, но для снижения адгезии могут потребоваться дополнительные вещества.

Для работы с алюминием и магнием хорошо зарекомендовала себя СОЖ для фрезерного станка с ЧПУ из диборида титана на керамической основе.

• Охлаждение

Для работы на станках с ЧПУ функция охлаждения жидкости не так важна, как остальные. В качестве охлаждающего вещества для работы на ЧПУ могут применяться как масляные, так и водные смеси.

Свойства СОЖ для станков ЧПУ

Пеногашение

СОЖ для ЧПУ станков в обязательном порядке должны обладать свойством пеногашения, так как это обеспечивает качественную обработку материала и сохранение инструмента.

Появление пены может приводить к следующим проблемам:

• Недостаточное охлаждение. Чаще всего, пена возникает между рабочей поверхностью и СОЖ, что ухудшает охлаждающие свойства вещества.

• Забивание зазоров фрезы. Из-за наполнения пеной зазоров фрезы техника обработки металла может происходить с нарушением правил и повреждением инструмента.

• Снижение свойства смазки. За счет недостаточности смазки увеличивается трение, и инструмент разрушается быстрее.

• Нарушение работы станка. Из-за большого количества пены происходят сбои в работе оборудования, что влечет за собой простои и аварии.

Источник изображения: Andrei Armiagov / www.shutterstock.com/ru

Почему пенится сож в станке чпу?

Излишнее образование пены при работе на станках с ЧПУ может возникать по ряду причин:

• Сильный напор при подаче СОЖ. Причина проблемы может крыться в сбое в работе или неправильных настройках подающего насоса, в данном случае потребуется перенастройка оборудования.

• Недостаточная жесткость воды, входящей в состав эмульсии. Если жесткость воды составляет менее 2 единиц, то при приготовлении раствора может возникать пена;

• Сильный нагрев эмульсии. Если температура эмульсии превышает 40 градусов, то ее можно отнести к перегретой. За счет большого количества тепла выделяется и пена.

• Работа на высокой скорости. При активной обработке металла увеличивается и его нагрев, что перегревает и защитное вещество, от чего оно начинает выделять пену.

• Несовместимость жидкостей. Пена образуется, если применяемые в работе вещества не совместимы с СОЖ.

• Концентрированность СОЖ. При работе с оборудованием СОЖ рекомендуется использовать в виде раствора. Готовить смесь необходимо с учетом рекомендаций производителя. Концентрация СОЖ для станков с ЧПУ составляет 5-7%, при сложных обработках лучше увеличить ее до 9%.

Биостойкость

В состав любых СОЖ входят масла и вода, которые считаются хорошей средой для размножения микроорганизмов, а также стабилизаторы, антикоррозийные вещества, эмульгаторы и активные добавки.

За счет повышения температуры вещества при работе, рост микроорганизмов увеличивается. Источником появления бактерий могут быть ветошь, отходы при обработке или воздух.

Микроорганизмы ухудшают свойства СОЖ, помимо этого появляется мутный осадок и неприятный запах.

Биостойкость – возможность вещества сохранять качество и рабочие свойства, препятствуя росту бактерий. Любая СОЖ для ЧПУ должна обладать подобной характеристикой, так как даже промывка оборудования при перезаправке не дает гарантий полного отсутствия микробов.

Биостойкость вещества обеспечивается специальными синтетическими присадками (искусственные биоциды). Добавка должна содержаться в веществе в необходимом количестве, чтобы микроорганизмы не размножались во время простоя или в жару.

Лучшими антибактериальными добавками считаются акриловые вещества и гликольные соединения.

Противоизносные добавки

При добавлении присадок снижается нагрузка на агрегаты станка и продлевается время службы оборудования.

Противозадирные вещества

С их помощью защищаются инструменты и агрегаты в непосредственном контакте с обрабатываемой деталью.

Противотуманные добавки

Присадки необходимы для защиты здоровья персонала от испарений и оборудования от налета.

Способ подвода охлаждающих жидкостей

Защитные вещества при работе на станках с ЧПУ могут наноситься различными способами, в зависимости от обрабатываемого вещества и особенностей оборудования.

Жидкости могут подаваться под высоким давлением при резке – в этом случае обеспечивается защита от брызг. Чаще всего, применяется перестановка жидкости и газа, а объем смазки сокращается за счет охлаждения инструмента.

Струя и туман

При работе на станках с ЧПУ выбор способа подачи жидкости зависит от качества очитки от стружки. В данном случае струйная подача практически не используется, а приоритет отдается использованию тумана.

Для станков с ЧПУ применяются две системы туманообразования, которые создают аэрозоль из СОЖ.

Первый метод предполагает больший расход вещества, отчего количество тумана превышает норму и заполняет помещение. Второй способ - Fog Buster предполагает перемещение крупных капель без применения аэрозоля. В подобном случае вещество оседает только на рабочей области.

Использование шпинделя и высокого давления

Шпиндель предполагает подачу вещества канальным типом через инструмент на рабочую поверхность, также могут применяться системы охлаждения высокого давления.

Подача вещества через инструмент гарантирует попадание вещества на рабочую область, что увеличивает производительность и качество обработки металла.

При работе на станках с ЧПУ можно применять больше канавок для подачи вещества.

Проблемы могут возникать с неравномерным охлаждением жидкости: часть вещества попадает на рабочую область через инструмент, другая – сразу на детали, еще одна часть может смешиваться со стружкой. В данном случае выбор следует остановить на туманном распылении.

Для работы с твердыми материалами, а также с металлами с низкой теплопроводностью необходимо применение охлаждающего вещества.

Проблемы могут возникать и при резких перепадах температуры. Состояние возникает при недостатке охлаждающей жидкости, что негативно сказывается на состоянии рабочего инструмента – на нем появляются сколы и трещины.

Здесь потребуется учитывать рекомендации производителя оборудования и периодически отключать поступление СОЖ, чередуя ее с подачей воздуха.

Выбор направления подачи жидкости

От направления подачи защитной жидкости зависит качество и простота обработки металла. Направление зависит от используемого инструмента, обрабатываемого материала, а также от особенностей работы с ним. Для разных режимов работы можно использовать несколько форсунок с установкой на разную высоту.

Система подачи вещества для станка с ЧПУ состоит из:

• Ванной для жидкости

• Подающего насоса

• Шлангов

• Распылителя или форсунки

В подобном случае может возникнуть проблема с подачей жидкости: в отдельных случаях может подаваться больше или меньше вещества, чем необходимо или же вещество может не попадать в места соприкосновения инструмента и металла.

Здесь потребуется установить автоматическую систему СОЖ для станков ЧПУ: с помощью программы отслеживается смена инструмента, после чего вещество поступает на рабочую область в необходимом количестве.

Источник изображения: Parilov / www.shutterstock.com/ru

Типы охлаждающих жидкостей

Типы охлаждающих жидкостей классифицируются в зависимости от их состава. Так, выделяются СОЖ на основе: чистого, синтетического и полусинтетического масел, а также растворы. К растворам относятся суспензии и эмульсии.

Вне зависимости от состава при работе на станках с ЧПУ жидкости выполняют ряд функций: защита от коррозии, охлаждение, смазка и очистка от мусора.

• СОЖ из масел

Натуральные масла используются неразбавленными в виде концентратов. Основой такого типа СОЖ бывает минеральное или нефтяное масло, в качестве добавок могут использоваться липидные, хлорные, серные и фосфорные соединения.

• Синтетические жидкости

Жидкости синтетического типа создаются из органических и неорганических щелочей с антикоррозийными добавками. Такие СОЖ применяются для приготовления эмульсий и растворов и дают хороший охладительный эффект.

• Растворы и эмульсии

Растворы получаются после разбавления концентрированной СОЖ с водой. Такие эмульсии и суспензии обеспечивают хороший смазывающий эффект и охлаждение.

• Полусинтетическая жидкость

Полусинтетические СОЖ состоят из смеси минеральных и синтетических масел и неорганических добавок. Они обладают теми же свойствами, что растворы и синтетические смеси, но в разной степени.

Безопасность и экологичность

Безопасность рабочих при работе на станках с ЧПУ обеспечивается рядом государственных стандартов и правил. В силу работы с веществами и растворами у персонала заводов и цехов отмечаются заболевания дыхательных путей, сердечно сосудистой системы, кожных покровов, а также повышенная травматизация.

Профилактические мероприятия включают в себя:

• Контроль уровней концентрации СОЖ при работе на станках

• Недопущение к работе лиц с аллергическими и хроническими заболеваниями

• Использование очищенных и безопасных веществ без загрязнений

• Применение специального крема, слабокислотного мыла и средств индивидуальной защиты рабочими

• Проведение инструктажа по технике безопасности

Переработка/утилизация режущих и смазочных материалов

Утилизации подлежат защитные жидкости, если они:

• Отработаны, при этом, изменились их свойства. Вещества подлежат утилизации вне зависимости от их пригодности

• Отработаны или в ходе эксплуатации или хранения потеряли свои характеристики за счет нарушения условий или наличия примесей

• Отработаны и пригодны к дальнейшему применению, но не могут использоваться в работе, где требуется исходное вещество

• Смешаны с водой, иными веществами или загрязнены в процессе работы

Переработка подразумевает повторную очистку или регенерацию вещества для дальнейшей эксплуатации.