Как смазочно-охлаждающие жидкости повышают эффективность резания
Содержание статьи
Введение в смазочно-охлаждающие жидкости
В современном машиностроении, чтобы создавать продукцию, способную конкурировать на рынке, необходимо использовать строгие условия резания и специализированные металлы, сплавы, а также композиционные материалы. Их обработка требует применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), иначе трудно будет достичь нужного качества и производительности.
В процессе резки смазочно-охлаждающая жидкость выполняет смазывающее, охлаждающее, диспергирующее и моющее действия.
Принцип действия и виды СОЖ
Диспергирующее действие реализуется при высоких температурах и давлениях в зоне резания, когда компоненты СОЖ разрушаются, образуя атомы и химические радикалы. Они взаимодействуют с поверхностями резца и стружки, что ведет к образованию твердых смазочных пленок.
Смазка помогает снизить трение, уменьшить выделение тепла и повысить стойкость режущего инструмента.
Охлаждающее действие СОЖ заключается в отводе тепла от нагретых поверхностей инструмента и стружки. Моющее действие заключается в вымывании твердых частиц карбидов, мелкой стружки и неметаллических примесей.
К смазочно-охлаждающим жидкостям относятся: водные растворы минеральных электролитов, эмульсии; минеральные, животные и растительные масла, минеральные масла с добавлением фосфора, серы и хлора (сульфофрезолы); керосин и растворы поверхностно-активных веществ в керосине, масла и эмульсии с твердыми смазывающими веществами, расплавы металла и др.
Способы подачи СОЖ в зону резания
Эффективность действия СОЖ зависит как от ее типа, так и от способа подачи в зону резания. Распространенным способом является полив свободной струей, однако он имеет свои недостатки: большой расход жидкости (10-16 л/ч), разбрызгивание и слабое смазывание.
Высоконапорное охлаждение
Более эффективным является высоконапорное охлаждение. Здесь СОЖ подают под давлением 1,5-2,0 МПа через отверстие диаметром 0,4-0,5 мм, с расходом 0,5 л/мин. Благодаря высокому давлению частицы жидкости быстрее проникают в зону резания и охлаждают нагретые поверхности.
Тем не менее, струйное охлаждение также имеет недостатки: необходимость в насосах, сильное разбрызгивание, требующее специальных защитных устройств, и необходимость тщательной очистки жидкости.
Охлаждение распыленной эмульсией
Наиболее эффективным является способ охлаждения распыленной эмульсией, подаваемой в зону резания с задней поверхности инструмента. При выходе из сопла воздушно-жидкостная смесь расширяется, понижая свою температуру на 10-12 °C. Когда частицы жидкости попадают на нагретые поверхности, они мгновенно испаряются, отводя значительное количество тепла.
Преимущество данного метода заключается в том, что при небольшом расходе жидкости (200-400 г/ч) эффективно используются ее смазывающие и охлаждающие свойства, что также увеличивает стойкость инструмента.
Оптимальное использование СОЖ в производстве
Правильный выбор СОЖ определяется физико-механическими свойствами обрабатываемых и инструментальных материалов, а также технологическим методом обработки. Для каждой конкретной обработки следует выбирать наиболее подходящую жидкость.
Хотя некоторые современные обрабатывающие центры могут работать без СОЖ, большинство станков требует ее применения. Для достижения максимальной производительности и отличного качества продукции в машиностроении невозможно обойтись без правильно подобранной смазочной жидкости.
Только грамотное использование смазочно-охлаждающих жидкостей позволяет увеличить стойкость инструмента и работать на наиболее эффективных режимах.
