Как выбрать лучшую систему подачи охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ

Как выбрать лучшую систему подачи охлаждающей жидкости для станков с ЧПУ

Охлаждающая смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) выполняет гораздо больше функций, чем следует из её названия. Помимо предотвращения износа режущего инструмента и отвода тепла от заготовок и оснастки, качественная смазка улучшает чистоту поверхности деталей, а её промывочная способность эффективно удаляет стружку из зоны резания. Результат комплексного воздействия? Существенное повышение производительности и снижение себестоимости обработки.

Характеристики самой смазочно-охлаждающей жидкости имеют решающее значение при крупносерийной металлообработке с числовым программным управлением (ЧПУ). Однако даже самая лучшая в отрасли СОЖ не справится со своей задачей без правильно подобранной системы подачи. Охлаждающие жидкости могут наноситься на заготовки различными способами: в виде тумана или пара, мощной струёй под высоким давлением, методом полного затопления или даже точечно по каплям.

Использование неподходящего метода подачи может привести к серьёзным последствиям: повреждению оборудования, перерасходу дорогостоящей жидкости, увеличению трудозатрат на уборку и обслуживание. Как же в механических цехах определяют, какую систему использовать? В этом руководстве мы рассмотрим наиболее распространённые способы подачи СОЖ для станков с ЧПУ и определим, в каких случаях их применение наиболее эффективно.

Заливное охлаждение (Flood Cooling)

Заливные системы являются наиболее распространённым и традиционным способом подачи СОЖ в металлообработке. Они направляют непрерывную струю охлаждающей жидкости на заготовки и режущие инструменты, обеспечивая максимальное охлаждение, смазку и удаление стружки. Благодаря большому объёму и достаточному давлению потока стружка активно смывается из рабочей зоны, что делает этот способ подачи невероятно эффективным для большинства стандартных операций.

Однако важно отметить, что при этом используется большое количество жидкости, с которой необходимо правильно работать и которую нужно утилизировать. Единственный способ избежать перерасхода охлаждающей жидкости и увеличения эксплуатационных расходов — выбрать подходящую СОЖ для вашего оборудования и уделить особое внимание правилам её обслуживания и фильтрации.

Струя под высоким давлением и сквозной инструмент

Это более совершенная, мощная и концентрированная версия метода затопления. Специализированные системы подачи СОЖ выбрасывают режущую жидкость под высоким давлением, часто с силой более 70 бар (1000 фунтов на квадратный дюйм), а в современных системах давление может достигать и 140 бар. Это лучший способ удаления стружки, поэтому он особенно эффективен при сверлении глубоких отверстий, когда концентрированные потоки жидкости направляются непосредственно в зону резания через каналы в инструменте.

В новых станках СОЖ часто подаётся через сам шпиндель или режущую головку. Такие системы в сочетании с высокоскоростными режимами резки могут образовывать мелкодисперсный туман из охлаждающей жидкости. Для контроля образования тумана необходима эффективная система сбора и фильтрации воздуха. Кроме того, необходимо, чтобы давление и объем охлаждающей жидкости строго соответствовали используемым режущим инструментам и выполняемым операциям.

При использовании этой системы критически важно выбирать смазочно-охлаждающие жидкости, предназначенные специально для систем высокого давления. Многие из них образуют на заготовках тонкую, но легко смываемую плёнку и уменьшают количество образующейся пыли. Они не образуют пену и не забивают фильтры, системы подачи СОЖ и внутренние каналы инструментов. Правильный выбор СОЖ — залог успешной и бесперебойной работы системы подачи высокого давления.

Метод минимального количества смазки (MQL)

Метод минимального количества смазки (MQL — Minimum Quantity Lubrication) предполагает нанесение микроскопических капель высококачественных смазочно-охлаждающих жидкостей непосредственно на режущую кромку инструмента. Этот метод основан на использовании специальной жидкости для обеспечения максимальной смазывающей способности при минимальном объёме.

По сравнению с другими методами, MQL требует наименьшего количества смазочно-охлаждающей жидкости (часто всего несколько миллилитров в час). Кроме того, при MQL стружка не удаляется потоком жидкости, поэтому важно приобрести дополнительное оборудование для пневматической продувки зоны резания.

Распыление (Mist Cooling)

При использовании этого метода специальная смазочно-охлаждающая жидкость распыляется на мелкие частицы, которые мягко оседают на режущих инструментах и заготовках. Как и в случае с MQL, этот метод позволяет сократить количество охлаждающей жидкости, используемой при резке. Однако этот метод обеспечивает более равномерное покрытие заготовок по площади.

Некоторые гибридные системы охлаждения усиливают эффект распыления и MQL за счёт использования холодного углекислого газа (CO2). Это позволяет охладить смазочно-охлаждающую жидкость до температуры замерзания для дополнительного термического шока и охлаждения зоны резания.

Профессиональный совет: Эта система идеально подходит для станков с открытой конструкцией и без встроенной системы сбора охлаждающей жидкости. Имейте в виду, что при распылении, как и при использовании MQL, стружка не удаляется без помощи воздушной струи.

Воздушная система охлаждения

В этой системе для удаления стружки используется поток сжатого воздуха без жидкой смазки. Обычно она используется в сочетании с MQL и туманообразованием. Она не обеспечивает смазывания, но обладает некоторой охлаждающей способностью за счёт расширения воздуха.

Использование углекислого газа (CO2) вместо воздуха может значительно повысить эффективность охлаждения, поскольку углекислый газ подаётся при температуре ниже нуля (в снегообразном состоянии), создавая эффект криогенного охлаждения.

Лучшая система подачи СОЖ для станков с ЧПУ: итоговый выбор

Обработка на станках с ЧПУ обеспечивает непревзойденную эффективность производства. Но эти преимущества невозможны без правильной охлаждающей жидкости и подходящей системы ее подачи. Выбор зависит от множества факторов: типа материала, операции, геометрии детали и требований к точности.

В конечном счете лучший способ подачи СОЖ — это тот, который подходит для вашего конкретного станка с ЧПУ и технологического процесса.

Рекомендации по выбору:

1. Для черновой обработки и сверления: Если вам нужно обеспечить беспрепятственное охлаждение и смазывание, а также смывать большое количество стружки из глубоких полостей, то лучше всего подойдут методы затопления и струйной подачи под высоким давлением.
2. Для чистовой обработки: Если важно минимизировать загрязнение детали и снизить расходы, методы MQL и распыления лучше всего подходят для операций, в которых необходимо ограничить использование и контроль СОЖ.
3. Для специфических материалов: При обработке чугуна или материалов, не допускающих контакта с маслом, рассмотрите воздушное охлаждение или сухую обработку с продувкой.

Инвестиции в правильную систему подачи окупаются за счёт снижения расхода инструмента, повышения качества поверхности и сокращения времени цикла обработки.