Najnowsze artykuły
- 26 kwietnia 2025
W obróbce skrawaniem energia cieplna odgrywa bardzo ważną rolę. Ze względu na obecność energii cieplnej, na narzędziu i obrabianym przedmiocie powstają różne niekorzystne efekty. Gdy temperatura skrawania jest nieco wyższa, jest to bardzo niekorzystne dla narzędzi skrawających i obrabianych przedmiotów. Należy ją kontrolować poprzez jej maksymalne obniżenie bez utraty jakości produktu i wydajności.
Chłodziwa są ważnym elementem obróbki skrawaniem, w tym szlifowania, frezowania i toczenia. Pomagają one wydłużyć żywotność narzędzi i poprawić wykończenie powierzchni obrabianych części. Zrozumienie roli i rodzaju chłodziwa pomoże wybrać chłodziwo odpowiednie dla danej maszyny i operacji. Właściwe utrzymywanie poziomu stężenia chłodziwa pozwala nie tylko wydłużyć jego żywotność, ale także żywotność narzędzi i maszyn.
Płyn chłodzący, znany również jako ciecz chłodząco-smarująca, olej chłodząco-smarujący, środek chłodzący lub smar, to płyn przemysłowy stosowany w procesach cięcia metali, takich jak obróbka CNC, do chłodzenia i smarowania narzędzi tnących i obrabianych przedmiotów. Płyn tnący składa się z różnych super funkcjonalnych dodatków poprzez naukową koordynację związków, zwykle wykonanych z destylatu ropy naftowej, tłuszczu zwierzęcego, oleju roślinnego, wody i powietrza lub innych surowców.
Bez wad tradycyjnych emulsji na bazie mydła, takich jak zapach w lecie, trudne do rozcieńczenia w zimie, słaby efekt antykorozyjny, płyn chłodzący ma lepszą wydajność chłodzenia niż zmydlony olej, nadaje się do cięcia i szlifowania metali żelaznych, nietoksyczny, bez smaku i nieszkodliwy dla organizmu ludzkiego Brak korozji, brak korozji do sprzętu, brak zanieczyszczeń do środowiska, brak negatywnego wpływu na farbę tokarki.
Podczas procesu obróbki, w wyniku tarcia pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym, wydziela się duża ilość ciepła, co powoduje straty energii. Jako chłodziwo może być stosowane również powietrze, ale przy bardzo lekkiej obróbce i niewielkim cyklu pracy. Jednak w procesie produkcyjnym, ciężkie operacje cięcia są wykonywane przez długi czas. Dlatego, aby produkcja mogła odbywać się w sposób ciągły, do chłodzenia narzędzi należy stosować ciekłe chłodziwo, które szybciej odprowadza ciepło i pomaga przyspieszyć cięcie oraz zmniejszyć tarcie i zużycie narzędzi.
Na styku narzędzia chłodzącego i krawędzi tnącej, płyn chłodzący jest również stosowany jako chłodziwo zamiast chłodzenia. Smarowanie pomaga uniknąć przyspawania wiórów do narzędzia z powodu ciepła wytwarzanego podczas obróbki. Ponadto, chłodziwo może pomóc w usuwaniu wiórów z części, zapobiegać ponownemu cięciu wiórów i pomóc w obróbce powierzchni części.
Chłodziwo CNC jest dostępne w kilku różnych formach - zarówno charakterystycznych, jak i ciśnieniowych. Najczęściej spotykane formy to powietrze, mgła, duże ilości chłodziwa, wysokie ciśnienie i minimalna ilość środka smarnego (MQL). Wybór niewłaściwego ciśnienia może spowodować uszkodzenie części lub narzędzi, natomiast wybór niewłaściwego ciśnienia może doprowadzić do wyczerpania zasobów warsztatu.
Chłodzenie i usuwanie wiórów, ale bez celu smarowania. Wydajność chłodzenia chłodziwa powietrznego nie jest tak dobra, jak chłodziwa wodnego lub olejowego. W przypadku bardziej wrażliwych materiałów, chłodziwo powietrzne jest zwykle preferowane w porównaniu do tego, które ma bezpośredni kontakt z częścią. W przypadku wielu tworzyw sztucznych jest to słuszne. W przypadku stosowania chłodziwa bezpośredniego może dojść do szoku termicznego lub gwałtownego rozszerzania i kurczenia się części.
W sytuacjach, w których nie jest wymagane usuwanie wiórów i odprowadzanie ciepła, to niskociśnieniowe chłodziwo jest wystarczające. Ponieważ ciśnienie wywierane w mgle nie jest wysokie, części i narzędzia nie są narażone na dodatkowe naprężenia.
Zalewanie: Ta metoda niskociśnieniowa może smarować i spłukiwać wióry na częściach, aby uniknąć ponownego cięcia wiórów, co jest częstą sytuacją uszkadzającą narzędzie.
Podobna do napełniania chłodziwem, ale ciśnienie dostarczania jest większe niż 1000 psi. Jest to doskonały wybór do usuwania i odprowadzania wiórów, ponieważ wydmuchuje wióry z części. Chociaż ta metoda chłodzi część natychmiast i skutecznie, ciśnienie może być wystarczająco wysokie, aby uszkodzić narzędzie o mikro średnicach. Metoda ta jest zwykle stosowana w przypadku głębokich wgłębień lub wiercenia i może być transportowana przez narzędzie za pomocą chłodziwa lub zbiornika chłodziwa wbudowanego w samo narzędzie.
Każdy warsztat mechaniczny koncentruje się na tym, jak uzyskać przewagę konkurencyjną - obniżyć koszty, zwiększyć produkcję i poprawić wydajność warsztatu. Dlatego właśnie wiele warsztatów wybiera MQL i jego oczywiste korzyści dla środowiska. Użycie tylko niezbędnej ilości chłodziwa znacznie obniża koszty i zmniejsza ilość zmarnowanych materiałów. Ten środek smarny jest używany w formie aerozolu lub bardzo drobnej mgiełki, aby zapewnić wystarczającą ilość chłodziwa do efektywnego wykonania danej operacji.
Podsumowując, chłodziwo CNC jest często pomijane jako główny składnik operacji obróbki skrawaniem. Rodzaj chłodziwa lub środka smarnego i ciśnienie, jakie wywiera, są krytyczne dla udanej obróbki i optymalnej wydajności warsztatu. Chłodziwo może być podawane w postaci sprężonego powietrza, mgły, przelewu lub pod wysokim ciśnieniem. Niektóre maszyny posiadają również funkcję MQL, co oznacza, że mogą skutecznie ograniczyć ilość stosowanego chłodziwa do niezbędnej ilości, aby uniknąć strat.
Płyny chłodzące dzielą się na cztery główne kategorie i mają wiele różnych formuł. Wybór chłodziwa powinien być oparty na jego ogólnej wydajności, która zależy od zastosowania i użytych materiałów.
Najbardziej powszechny wśród wszystkich cieczy chłodząco-smarujących rozpuszczalnych w wodzie, jest doskonałym wyborem do obróbki ogólnego przeznaczenia. Oleje rozpuszczalne w wodzie zazwyczaj tworzą emulsje po zmieszaniu z wodą. Powstały w ten sposób koncentrat zawiera emulsję i bazowy olej mineralny w celu uzyskania odpowiedniej emulsji. Gdy występuje w postaci rozcieńczonej, ma dobrą wydajność, a oprócz wydajności wymiany ciepła ma również dobrą smarowność. Rozpuszczalny olej jest bardzo tani i jest zwykle używany jako płyn w przemyśle. Dodanie pewnej ilości inhibitora rdzy może również smarować i opierać się rdzy. Wadą jest to, że jeśli zbiornik płynu chłodzącego nie jest odpowiednio konserwowany, mogą one łatwo spowodować rozwój mikroorganizmów grzybów i bakterii.
Tego typu oleje są zazwyczaj najczystsze ze wszystkich płynów do cięcia i nie mają oleju mineralnego ani ropy naftowej. Zamiast tego, są one sformułowane z podstawowych związków organicznych i nieorganicznych oraz dodatków, aby zapobiec korozji. Najlepsze rezultaty uzyskuje się w postaci rozcieńczonej. Syntetyczny płyn ma najlepszą wydajność chłodzenia niż inne płyny do cięcia.
Po zmieszaniu oleju rozpuszczalnego i płynu syntetycznego można uzyskać płyn półsyntetyczny. Uważane za najlepsze z obu światów, mają mniej oleju niż oleje na bazie emulsji, mają mniejszy zapach i zachowują wiele z tych samych właściwości smarujących. Dzięki temu mogą być stosowane w szerszym zakresie procesów technologicznych. Ponadto, wydajność wymiany ciepła i koszt płynów półsyntetycznych plasują się pomiędzy płynami rozpuszczalnymi i syntetycznymi.
Oleje proste odnoszą się do tych olejów, które nie mogą być stosowane w operacjach obróbki skrawaniem w postaci nierozcieńczonej i nie są mieszalne z wodą. Zazwyczaj ich skład to bazowy olej mineralny lub ropa naftowa. Zawierają również polarne środki smarne, takie jak oleje roślinne, tłuszcze i oleje wieloskładnikowe. Mogą również zawierać dodatki, takie jak siarka, chlor i fosfor. Zapewniają one najlepsze smarowanie, ale najgorszą wydajność chłodzenia.
Dwutlenek węgla jest używany jako chłodziwo i może być chłodzony cieczą pod ciśnieniem. CO2 jest rozprężającym się stopem, który pomaga obniżyć temperaturę na tyle, aby przekształcić fazę w ciało stałe. Następnie, za pomocą zewnętrznej dyszy lub transportując przez wrzeciono, kryształy te są rozprowadzane do obszaru cięcia w celu chłodzenia narzędzia tnącego i przedmiotu obrabianego z kontrolą temperatury.
Aerozol może być zdefiniowany jako ciecz chłodząco-smarująca, w której powietrze z małymi kropelkami jest rozproszone w cieczy chłodząco-smarującej. Dostarczanie aerozolu odbywa się bezpośrednio przez rowek narzędzia. Pod względem miejsca i czasu, podawanie aerozolu zostało zakończone, co z punktu widzenia operatora jest prawie jak obróbka na sucho. Wytwarzane wióry są bardzo zbliżone do suchych wiórów maszynowych i nie wymagają opróżniania.
Najlepsze chłodziwo będzie chronić maszynę i wydłuży żywotność narzędzia, zapewniając jednocześnie środowisko akceptowalne dla operatorów oraz działów ochrony środowiska i bezpieczeństwa.
Wybór najlepszego chłodziwa, które zoptymalizuje wszystkie te parametry, najlepiej jest połączyć z opiniami producenta obrabiarki i dostawcy chłodziwa.
Operatorzy i inżynierowie w warsztatach zwykle polegają na wiedzy dostawców chłodziwa, którzy omawiają i zalecają najlepsze chłodziwo dla obrabianego materiału. Większość zakładów produkcyjnych chce ograniczyć liczbę stosowanych chłodziw, aby zmniejszyć koszty konserwacji i utylizacji chłodziwa, a także kupować chłodziwa w dużych ilościach, co pozwala zaoszczędzić więcej kosztów.
