СОЖ для станков с ЧПУ: функции, характеристики и способы применения

В процессе обработки металлов на станках, в том числе тех, которые оснащены числовым программным управлением (ЧПУ), необходимо применять специальный материал – смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ).

Почему ее нужно использовать? Какими эксплуатационными характеристиками обладает СОЖ для станков с ЧПУ? Эти и другие вопросы, связанные с такими жидкостями, рассмотрим в данной статье.

Зачем использовать СОЖ для станков с ЧПУ при металлообработке?

Дело в том, что такие составы выполняют ряд важных функций, а именно:

• Смазывают поверхности заготовки и режущего инструмента с целью улучшения скольжения последнего
• Понижают температуру нагретых поверхностей
• Удаляют стружку и иной накопившийся мусор из зоны резания

Эксплуатационные характеристики СОЖ для станков ЧПУ

Чтобы выполнять свою работу надлежащим образом, СОЖ должна обладать определенными эксплуатационными свойствами. Ниже мы расскажем о некоторых из них.

Устойчивость к пенообразованию

Эта способность является обязательной для смазочно-охлаждающих составов, поскольку она способствует сохранению инструмента и обеспечению качественной металлообработки.

Чтобы понять, насколько важно данное свойство, перечислим последствия образования излишней пены в СОЖ:

• Когда пена образуется между рабочей поверхностью и смазочно-охлаждающим материалом, охлаждающие свойства последнего ухудшаются
• Зазоры фрезы заполняются пеной, вследствие чего техника обработки металла может нарушиться, а инструмент – получить повреждения
• Снижаются смазочные свойства жидкости, из-за чего возрастает интенсивность трения поверхностей и происходит стремительное разрушение инструмента
• Большое количество пены провоцирует сбои в работе станка, что приводит к его простоям и авариям на производстве

Устойчивость к поражению бактериями (биостойкость)

Некоторые компоненты в составе СОЖ (масло, вода и т.д.) представляют собой благоприятную среду для размножения микроорганизмов (бактерий), количество которых увеличивается вследствие повышения температуры жидкости в процессе металлообработки. Бактерии могут попасть в материал из производственных отходов, с ветоши или из воздуха.

Проникая в СОЖ, микроорганизмы ухудшают ее свойства, обеспечивают мутный осадок в жидкости и неприятный запах от нее. Конечно, промывка оборудования при перезаправке уничтожает часть микробов, но все же не гарантирует их полного отсутствия.

Именно поэтому СОЖ должна обладать биостойкостью, то есть препятствовать росту бактерий и сохранять эксплуатационные характеристики. Данное свойство обеспечивается посредством добавления в состав специальных синтетических присадок – искусственных биоцидов.

В числе лучших антибактериальных добавок можно отметить гликольные соединения и акриловые вещества.

Источник изображения: chemical industry / www.shutterstock.com

Другие немаловажные свойства СОЖ

В составе СОЖ также содержатся и другие присадки, придающие материалу те или иные способности.

В качестве примеров можно привести следующие добавки:

• Противоизносные – способствуют снижению нагрузки на элементы оборудования и увеличению срока его службы
• Противозадирные – защищают инструменты и узлы станка при их непосредственном взаимодействии с обрабатываемой заготовкой
• Противотуманные – снижают интенсивность образования масляного тумана, благодаря чему защищают персонал от воздействия испарений, а оборудование – от образования налета на его поверхностях

Оборудование для подачи СОЖ

Такое оборудование (система подачи СОЖ) состоит из следующих элементов:

• Резервуар для жидкости
• Насос (или насосная станция), осуществляющий подачу СОЖ под давлением
• Фильтры (или системы фильтров), задача которых заключается в удалении загрязнений и отходов обработки из жидкости
• Форсунки
• Система контроля и регулировки качества СОЖ, с помощью которой можно отслеживать такие параметры, как уровень pH и концентрация

Смазочно-охлаждающий состав при помощи насоса подается из резервуара в рабочую зону (через форсунку). Там жидкость охлаждает и смазывает инструмент, а также вымывает скопившиеся отходы. Затем через фильтр (систему фильтров) она идет обратно в резервуар.

Применять СОЖ при металлообработке допустимо лишь при соответствии состава определенным требованиям. Как только жидкость перестает удовлетворять им, ее меняют и отправляют на регенерацию.

Основные способы подачи СОЖ при металлообработке

При обработке металлических заготовок на станках с ЧПУ могут использоваться различные способы подачи СОЖ, из которых наиболее распространенными являются следующие:

• Свободно падающая струя
• Напорная струя
• Распыление

Подача СОЖ свободно падающей струей используется наиболее часто. Этот способ подразумевает вытекание жидкости из форсунки под действием силы тяжести (без напора). Количество подаваемого состава зависит от вида операции и рабочих условий.

Напорная струя подает СОЖ в зону обработки со скоростью 40…60 м/с. При этом обеспечивается давление 0,1…2,5 МПа. Такой метод хорош тем, что обеспечивает существенное увеличение эксплуатационного ресурса инструмента по сравнению с предыдущим способом. Однако у напорной струи имеются и недостатки. Так, например, при ее применении наблюдается сильное разбрызгивание СОЖ, а станок нужно оснащать насосной станцией.

Источник изображения: Pixel B / www.shutterstock.com

Что касается распыления, то оно становится возможным за счет смешивания СОЖ с воздухом. К плюсам этого способа подачи можно отнести экономичный расход смазочно-охлаждающего средства и возможность применения в тех случаях, когда полив невозможен или неэффективен. Распыление СОЖ успешно практикуется на станках с ЧПУ.

Вопросы безопасности и экологичности

Безопасность персонала при эксплуатации станков с ЧПУ обеспечивается государственными стандартами и правилами.

Работа с СОЖ сопряжена с риском приобретения различных заболеваний (например, кожных покровов, дыхательных путей, сердечно сосудистой системы) и получения травм.

Профилактические меры помогают избежать указанных негативных последствий и повышают экологичность производства.

Такие меры включают в себя следующие мероприятия:

• Контроль концентрации раствора СОЖ при работе на станках
• Недопущение к работе с СОЖ сотрудников, имеющих хронические и аллергические заболевания
• Применение чистых СОЖ
• Использование персоналом средств индивидуальной защиты, специального крема и слабокислотного мыла
• Проведение инструктажа по технике безопасности

Как правильно выбрать СОЖ для станков с ЧПУ?

Выбор таких материалов зависит от многих факторов: типа оборудования и обрабатываемого металла, технологического процесса, используемого инструмента, скоростного режима, способа подачи СОЖ и т.д.

Однако существуют общие рекомендации. Например, при точении и фрезеровании акцент делается на теплоотводящих и антифрикционных способностях СОЖ. При обработке вязких металлов важны противозадирные присадки. Если заготовки выполнены из высокопрочной и легированной стали, то при любом технологическом процессе необходимо использовать СОЖ с противоизносными добавками. При эксплуатации шлифовального станка нужна эмульсия с хорошими моющими свойствами, чтобы на обработанных поверхностях не было следов от загрязнений.

Если имеется необходимость в СОЖ для нескольких технологических операций, то экономически выгодно воспользоваться универсальным смазочно-охлаждающим составом.