Аббревиатура "СОЖ" (охлаждающе-смазывающая жидкость) обозначает группу многокомпонентных составов, предназначенных для охлаждения обрабатываемой заготовки и инструмента, а также их смазки. Такие составы широко применяются в обработке металлов (чёрных, цветных), сплавов.
Смазочно-охлаждающие жидкости для металлообрабатывающих станков играют важную роль в оптимизации технологического процесса.
Их применение позволяет:
- Увеличить срок службы режущих инструментов за счет эффективного охлаждения.
- Обеспечить высокое качество обработки деталей, достигаемое благодаря стабильным параметрам резания.
- Эффективно удалять загрязнения с поверхностей, такие как стружка и грязь.
- Снизить коэффициент трения в узлах станков, что приводит к увеличению ресурса инструмента и минимизации тепловыделения.
В результате использования смазочно-охлаждающих жидкостей повышается производительность станков, улучшается точность обработки и ускоряется сам процесс.
Виды и характеристики СОЖ
По составу
При металлообработке на предприятии используют продукцию следующих групп:
- чистые минеральные масла
- водорастворимые
Водосмешиваемые. Классификация и характеристики
Вещества, именуемые водосмешиваемыми, представляют собой значительный класс СОТС (смазочно-охлаждающих технических жидкостей), которые характеризуются способностью к разбавлению водой.
Данная группа подразделяется на три категории:
1. Эмульсионные:
Представлены грубодисперсными продуктами, в состав которых входят минеральные масла в количестве до 85%. Перед применением эмульсии разбавляют водой в необходимых пропорциях, что приводит к образованию белой смазочно-охлаждающей жидкости с высокими смазывающими свойствами.
2. Полусинтетические:
Концентраты с коллоидной степенью дисперсности, содержащие до 50% минеральных масел. Для достижения рабочей концентрации их разбавляют водой, в результате чего образуется полупрозрачный раствор. Такие СОТС обладают оптимальным соотношением охлаждающих и смазывающих свойств.
3. Синтетические:
Концентраты, не содержащие минеральных масел, с молекулярной степенью дисперсности. Их рецептура включает воду, поверхностно-активные вещества (ПАВ), разнообразные водорастворимые присадки и полимеры. Оптимальная концентрация составляет от 1% до 10%. Синтетические отличаются высокими охлаждающими характеристиками.
Классификация СОЖ по способу приготовления и подачи
Режущие жидкости (СОЖ) можно классифицировать по двум основным параметрам: способу приготовления и способу подачи.
По способу приготовления:
- Готовые к использованию эмульсии: представляют собой стабильные жидкости, в состав которых уже включены добавки, предотвращающие расслоение.
- Концентраты: требуют разбавления водой перед применением в соответствии с инструкцией.
По способу подачи:
СОЖ может подаваться в зону обработки металла различными способами:
- Свободным потоком: жидкость просто проливается на обрабатываемую поверхность.
Под давлением: подача под повышенным давлением обеспечивает не только эффективное охлаждение зоны реза, но и её промывку от стружки.
Распылением: эмульсия распыляется, эффективно охлаждая как заготовку, так и инструмент.
- Затопление: заготовка полностью погружается в СОЖ.
При отборе оптимальной марки станочного оснащения для термической обработки (СОТС) необходимо учитывать целый ряд факторов.
К ним относятся:
- Технологические характеристики: качество получаемой поверхности и прочность инструмента.
- Параметры обработки: вид последней операции и режим ее проведения.
- Способ подачи материала.
- Экономическая эффективность использования выбранной марки СОТС.
- Соответствие заявленных характеристик производителем требованиям действующих отраслевых стандартов и нормативов.
Масляные СОЖ
Продукция изготавливается с применением минеральных масел различной степени очистки.
Данные смазочные материалы обладают превосходными эксплуатационными характеристиками, что обуславливает их широкое применение в металлообработке при интенсивных режимах обработки (значительная глубина резания, низкая скорость подачи), таких как развертывание, хонингование и сверление.
Выбор в пользу данных продуктов также обусловлен техническим состоянием оборудования, исключающим возможность использования водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей.
При выборе из нескольких марок с идентичными характеристиками рекомендуется отдать предпочтение тем, которые:
- гарантируют безопасность для человека и не выделяют масляный туман;
- обладают высокой степенью прозрачности, что обеспечивает лучший контроль над рабочей зоной;
- отличаются превосходными смазывающими свойствами;
- не содержат хлора в своем составе;
- предназначены для обработки требуемого объема деталей.
Выбор и применение СОЖ
Процесс выбора СОЖ
Перед началом любой операции металлообработки технологическая бригада разрабатывает соответствующую технологическую карту (ТК), включающую в себя выбор необходимой марки СОЖ. При этом специалисты учитывают следующие факторы:
- Химические и физические свойства обрабатываемого металла или сплава.
- Уровень концентрации СОЖ, с разработкой технологии приготовления раствора.
- Совместимость станка, используемого для выполнения операции, с выбранной СОЖ.
- Методы контроля расхода жидкости.
- Возможность использования выбранного состава с момента начала обработки, без предварительного нагрева инструмента или заготовки.
- Обеспечение подачи СОЖ в зону максимального тепловыделения (зона образования стружки).
Любая выбранная рецептура СОЖ соответствует требованиям действующих ГОСТов по типам и объёмам присадок. При необходимости, согласно ТК, предусматривается подключение систем непрерывной подачи СОЖ.
Обработка отработанной СОЖ
По окончании процесса металлообработки, СОЖ проходит очистку. Если эффективная очистка невозможна, жидкость утилизируется в соответствии с установленными правилами.
Специфика выбора СОЖ для различных операций
- Токарная обработка:
Не существует универсальных рекомендаций по выбору марок СОЖ для токарной обработки. Выбор осуществляется на основе параметров обрабатываемого материала, выбранного режима резания и характеристик станка.
Для высокоскоростной обработки оптимальным вариантом являются СОЖ с улучшенными антифрикционными и теплоотводящими свойствами.
При работе с нержавеющей сталью, СОЖ должна содержать антикоррозионные присадки для предотвращения коррозии на узлах оборудования и инструмента.
Для вязких металлов необходима СОЖ с антизадирными компонентами.
- Фрезерование:
Выбор СОЖ для фрезерования зависит от режима резания, состава материала инструмента и заготовки.
При использовании твердосплавных фрез, требуется СОЖ с высокими смазочными свойствами. Охлаждающие характеристики в этом случае играют второстепенную роль. Их высокие значения могут быть даже вредны, поскольку дискретный режим резания может привести к образованию термических трещин на режущих кромках.
Обработка алюминиевых заготовок и нержавеющей стали осуществляется с использованием СОЖ, содержащей антизадирные присадки.
- Шлифование:
Требования к СОЖ для шлифовальных станков максимально высоки, особенно в отношении пожарной безопасности, содержания вредных веществ, туманообразования и пенообразования.
Обработка сопровождается образованием большого количества абразивной пыли и мелкой стружки, что может привести к появлению царапин на поверхности заготовки. Для предотвращения этого, требуется применение СОЖ с повышенными моющими свойствами.
- Сверление:
Основным критерием выбора СОЖ при сверлении является глубина отверстия. При значительной глубине необходимо использовать СОЖ с повышенными теплоотводящими и антифрикционными свойствами.
При сверлении нержавеющей стали, рекомендуется использовать СОЖ, предотвращающая налипание частиц металла на режущий инструмент.
При работе твердосплавными сверлами, необходимы СОЖ с присадками, препятствующими выгоранию кобальта.