СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) для токарных станков

При всех видах механической обработки металлов в зоне контакта инструмента с заготовкой действуют мощные силы трения и выделяется большое количество тепла. Это приводит к ухудшению качества обработки поверхностей, ускоренному износу инструментальной оснастки и оборудования, изменению свойств и структуры обрабатываемого металла из-за перегрева. Чтобы избежать негативных последствий, при токарной и других видах металлообработки рекомендуется применение СОЖ.

Содержание

Особенности воздействия на станки и заготовки

В общем случае СОЖ решает три задачи: охлаждает, смазывает и удаляет мелкие частицы (стружку). Но по факту уходит намного больше проблем. Например, вот последствия эффективного охлаждения:

  • замеляется процесс изнашивания режущего инструмента;
  • повышается точность работы на токарном станке;
  • сокращается количество технологических процессов;
  • улучшается качество обрабатываемых деталей;
  • снижаются риски для сотрудника, его рабочее место становится более комфортным.

СОЖ для токарного станка — не обязательный компонент металлообработки, но без него невозможно получить качественную продукцию и рационально планировать затраты на обслуживание инструмента.

Что такое СОЖ?

Аббревиатура СОЖ расшифровывается как Смазочно-охладительные жидкости. Охладители необходимы для постоянной эксплуатации оборудования. Использование в работе облегчает работу и позволяет выполнять несколько задач:

  • Жидкость дает охлаждение резцу. Таким образом, деталь в полной безопасности, так как интенсивная нагрузка повышает вероятность перегрева. Охладительная жидкость способна продлить срок службы.
  • Во время обработки заготовка нагревается, что повышает риск загрязнения. СОЖ необходим для создания конструкций из чистого металла, так как удаляет загрязнения.
  • Смазка повышает производительность токарного станка.
  • Кроме охлаждения СОЖ смазывает площадь соприкосновения с изделием. Снижается нагрузка на аппарат, что продлевает срок его жизни.

СОЖ применяется во всех видах изготовки металлоконструкций сверления, проката, точения, штамповки, резания и других видах обработки. Отличное повышение эффективности, качества и безопасности деталей – главные достоинства СОЖ.

принцип подачи СОЖ на токарном станке

Как подавать смазочную жидкость в зону резки

На современных производствах популярны такие способы:

  • подача под высоким давлением. Одновременно используются несколько сопел, из которых под давлением выходит жидкость струйно-напорным способом;
  • подача свободной струей. В этом случае ее направляют непосредственно в зону металлообработки. Жидкость поступает через осевое отверстие в оборудовании и распределяется по периферийным участкам благодаря центробежной силе, которая возникает из-за вращения инструмента;
  • подача прямо в место резки или шлифовки. Этот способ применяется только для тех жидкостей, которые имеют выраженные смазочные свойства. Подача начинается за несколько минут до начала работы на фрезерном станке;
  • подача контактным методом. СОЖ направляется непосредственно на режущую часть инструмента или на заготовку.

Необходимо учитывать, что мелкие частицы стружки и пыли на рабочем месте оседают на соплах, из которых подается жидкость, и снижают ее эффективность. Система закупоривается и перестает выполнять свои функции, одновременно падает качество металлообработки. Чтобы этого не случилось, СОЖ необходимо регулярно фильтровать. В противном случае появляется благоприятная среда для развития микроорганизмов, вызывающих гниение, возникает поражение коррозией, возможен неприятный запах и т. п.

Смазочно-охлаждающие жидкости: структура, механизм действия

Повсеместное применение смазочно-охлаждающих жидкостей обусловлено тем, что они выполняют одновременно эффективное разделение трущихся поверхностей заготовки и инструмента, а также снижают температуру последнего. При этом состав компонентов, которые включают наиболее эффективные смазочно-охлаждающие жидкости, представлен:

  • Смазками на основе синтетических или животных масел.
  • Присадками, которые обеспечивают веществам антифрикционные, противозадирные показатели.
  • Компонентами, исключающими расслоение составов при длительном хранении.
  • Веществами, предохраняющими рабочие инструменты от коррозии, разрушения.
  • Добавками, снижающими агрессивность.
  • Присадками, улучающими смачиваемость, а также уменьшающими пенообразование при металлообработке.

Отработанные продукты подлежат обязательной утилизации.

Классификация, в соответствии с которой производятся смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) обычно производится по следующим параметрам:

  • По происхождению основных компонентов. Так, выпускаются масляные СОЖ на основе технических масел – продуктов нефтепереработки, а также на основе жиров животного или растительного происхождения.
  • По способу составления различают эмульсолы – продукты с длительным сроком самопроизвольного расслаивания, либо технические масляные СОЖ, которые готовятся непосредственно перед своим употреблением. В последнем случае согласно ГОСТ выпускается концентрат СОЖ.
  • По отрасли своего применения выпускаются синтетические СОЖ, рассчитанные для условий операций пластического деформирования, притом для токарных станков.
  • Масляные СОЖ различаются также по своим физико-механическим показателям – кислотному числу, вязкости температуре вспышки. Последняя характеристика определяет, можно ли применять масляные СОЖ в операциях горячей штамповки, либо нет.

Марки наиболее распространённых составов для мехобработки

Для токарных станков производятся следующие виды:

  • Эмульсолы, которые представляют собой разбавленные обычные минеральные масла (например, И-12, И-20) Эмульсолы на нефтяной основе производятся по техническим требованиям ГОСТ 6243-75;
  • Эмульгаторы, у которых присутствуют металлические мыла синтетических жирных кислот. Производятся согласно ГОСТ Р 52128-2003;
  • Синтетические составы на основе высокоатомных спиртов, талловых масел, триэтаноламина. Производятся по ГОСТ 38.01445-88, и предназначаются для токарных станков, ведущих механическую обработку быстрорежущих, нержавеющих, легированных сталей. Не допускается их использование в отработанном виде;
  • Сульфофрезолы (ГОСТ 122-94) – смеси высокоочищенного масла и серосодержащих составов. Эффективно снижают трение, не обладают коррозионными свойствами, поскольку не содержат воды, кислот, щелочей.

Общим свойством, которым должна обладать синтетическая СОЖ для токарных станков – пониженная вязкость. Здесь основные компоненты СОЖ легко распределяются по сложной поверхности инструмента, хорошо охлаждают её, не позволяют стружке налипать на резец. В среднем рассматриваемый показатель для процессов механической обработки, не превышает 35 — 40 сСт.

В России часто используются импортная продукция, например, от торговой марки MobilCut. Однако согласно принципу импортозамещения, который ныне широко внедряется в России, постепенно происходит замена импортных марок на отечественные виды аналогичных продуктов. Кроме того, в описаниях на подобные продукты часто не рассматриваются виды сталей или цветных сплавов (в частности, алюминия), которые используются в России. Для отработанных СОЖ имеются специально оборудованные ёмкости.

Требования, придъявляемые к смазочно-охлаждающим жидкостям

Требования, придъявляемые к смазочно-охлаждающим жидкостям

Как приготовить СОЖ своими руками?

Для собственноручного приготовления эмульсии понадобятся такие ингредиенты:

  • жидкое мыло;
  • кальцинированная сода;
  • керосин;
  • подсолнечное масло;
  • отбеливатель;
  • теплая вода;
  • моющее средство для посуды;
  • емкость для варки и смешивания;
  • электрическая плитка.

Жидкое мыло соединяют с подсолнечным маслом, керосином и содой. Все ингредиенты берут в равных пропорциях и смешивают в емкости объемом не менее 10 л. В полученный раствор добавляют немного отбеливателя и моющей жидкости для посуды.

Затем всю смесь заливают теплой водой до заполнения емкости. На электрической плитке жидкость разогревают до температуры 90оС, непрерывно помешивая.

В результате получают концентрированную смесь, которую впоследствии разбавляют водой в соотношении 1:3.

Изготовление своими руками

Существуют различные виды жидкостей, особенно водянистых. Можно долго перечислять виды и составы жидкостей, но вряд ли это вместится в одну статью. В нашей статье мы продемонстрируем только один пример охладителя, на основе масла.

Эмульсию сложно приготовить, так как для создания используется большое количество компонентов.

В нашем примере будем рассматривать рецепт эмульсии на основе жидкого мыла. Кроме того, нам понадобится нерафинированное подсолнечное масло, керосин и кальцинированная сода, а также некоторые предметы бытовой химии.

Большинство перечисленных веществ имеется в каждом доме, за исключением керосина.

Рецепт

  • Залить жидкое мыло в граненый стакан, смешать с подсолнечным маслом, керосином и кальцинированной водой. Желательно подготовить 3 таких стакана и вылить в 1 емкость от 10 л.
  • В полученную смесь добавляем половину стопки отбеливателя и четверть стопки моющего средства для посуды, например Fairy.
  • Залить раствор теплой водой. Использовать емкость объемом в 10л. Лить воду до тех пор, пока емкость не будет полностью заполнена.

процесс приготовления сож для токарного станка

  • Нагреть жидкость до температуры 90 градусов. При нагревании жидкость необходимо непрерывно перемешивать.
  • Выливаем полученную смесь в емкость, и смешиваем с водой. Соотношение раствора с водой должно быть равно 1:3.

Наш раствор готов, можете смело использовать его на рабочем месте.

Если же нет некоторых компонентов, то вот вам более простой раствор. Возьмите и смешайте индустриально масло, воду и поверхностно-активное вещество.

Какая СОЖ нужна для токарного станка

Важно выбрать СОЖ, которая максимально соответствует технологическому процессу, который будет выполняться на станке. Но также играет роль качество самой жидкости — оно во многом определяется ее чистотой и зависит от концентрации механических примесей, размера частиц, содержания посторонних масел и т. п. Точные значения того, какой должна быть охлаждающая жидкость для токарных станков ГОСТ, приведена в таблице.

Способ обработки детали на токарном станке Стандартные показатели чистоты смазочно-охлаждающей жидкости
г/л мкм мкм % (для водосмешиваемых)
Круглое наружное шлифование:
  • предварительное
0,40 30 8,0 1,0
  • окончательное
0,10 5 1,5 0,5
Плоское шлифование
  • предварительное
0,30 20 6,0 1,0
  • окончательное
0,04 3 1,0 0,5
Точение:
  • предварительное
0,50 100 50,0 1,0
  • окончательное
0,30 20 30,0 1,0
Сверление 0,40 50 20,0 1,0
Зенкерование 0,30 15 10,0 1,0
Развертывание 0,10 10 5,0 1,0

Видео: СОЖ для токарного станка

Как продлить срок службы СОЖ

Чтобы СОЖ дольше выполняла заявленные производителем задачи, необходимо регулярно проверять следующие параметры: концентрация жидкости, уровень pH (кислотность) и жесткость воды, которая используется для разбавления. Также на постоянной основе ведется учет параметров охлаждающей жидкости с использованием графиков. Это помогает своевременно принять меры, если свойства СОЖ изменились и это негативно сказывается на качестве металлообработки.

Другие рекомендации:

  • добавляйте концентрат в воду, а не наоборот (для водосмешиваемых жидкостей);
  • отслеживайте характеристики жидкости;
  • поддерживайте концентрацию на рекомендованной производителем отметке;
  • не используйте воду, которая может быть заражена бактериями;
  • удаляйте «захваченное масло»;
  • не доливайте в систему воду, добавляйте новую порцию разбавленного концентрата;
  • не используйте технологические жидкости после выхода срока службы;
  • поддерживайте чистоту систем подачи СОЖ;
  • устраняйте утечки гидравлического и редукторного масел.

Виды и особенности

Смазочно-охлаждающие жидкости, представленные в продаже, отличаются составом. Технически они выполняют похожие функции, но принцип их действия отличается в зависимости от выбранной операции.

Масляные

Основным компонентом здесь выступает минеральное масло. Не нуждаются в смешивании с водой и используются в тех технологических процессах, где не участвуют вещества на водной основе — например, при обработке высоколегированной стали.

Масляные СОЖ хорошо зарекомендовали себя в процессе резания и при работе на автоматических станках. Они прозрачные и не мешают обозревать заготовку во время обтачивания или шлифования.

Водосмешиваемые

Выпускаются в виде концентратов, которые перед непосредственным использованием смешивают с водой. Водосмешиваемые СОЖ для токарных станков с ЧПУ делятся на три группы:

  • синтетические — образуют чистый химический раствор при разведении водой, используются во время шлифования деталей на станке;
  • полусинтетические — содержат незначительную часть (до 15 %) масел в составе. После смешивания с водой из них получаются полупрозрачные микроэмульсии;
  • эмульгирующие (или эмульсолы) — содержат значительную часть (до 70 %) масел в составе. После смешивания с водой из них получаются плотные эмульсии молочного оттенка.

Присадки

Для повышения техническо-эксплуатационных характеристик, при применении СОЖ в металлообработке, в эмульсию добавляют присадки. Вот как действуют самые популярные из них:

  • антиизносные — продлевают срок службы режущих и шлифующих инструментов;
  • антифракционные — действуют так же, как и технические масла;
  • антизадирные — уменьшают последствия нагревания и износа при работе в агрессивной среде;
  • ингибиторы — уменьшают вероятность поражения инструмента коррозией;
  • противотуманные — угнетают процесс образования маслянистого тумана на рабочем месте.

Сож для токарных станков с чпу

Масляные СОЖ

Масляные СОЖ — это чистые минеральные масла (вязкость 2 — 40 мм2/с при 50°С) или с добавками разнообразных функциональных присадок (противозадирные, антифрикционные, антитуманные, антикоррозионные и пр.). Производятся из нефтепродуктов, в связи с чем относятся к горючим жидкостям.

Имеют отличные смазывающие свойства, но при этом отмечается ряд недостатков: низкая способность к охлаждению, испаряемость и высокий уровень пожарной опасности. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости не требуют специального приготовления, они выпускаются готовыми к применению.

Выбор и применение СОЖ на масляной основе

Масляные СОЖ характеризуются показателями плотности, вязкости и температурой вспышки, что и является основными критериями выбора определенной марки смазочно-охлаждающей жидкости. Они традиционно используются при тяжелых режимах работы на металлорежущих станках — с низкими скоростями подачи и большой глубиной резания. Эмульсолы на основе минерального масла широко применяются при хонинговании, развертывании и сверлении, а также в случаях, когда уплотнение станка не позволяет использовать водосодержащие продукты.

Чистые минеральные масла без присадок имеют ограниченное применение и чаще всего применяются при простых работах с цветными металлами (бронза, латунь, медь), а также с углеродистыми сталями и чугуном. Для труднообрабатываемых материалов подходят масляные смазочно-охлаждающие жидкости более сложного состава с присадками.

Делая выбор между несколькими марками смазочно-охлаждающей жидкости с аналогичными характеристиками, специалисты рекомендуют отдать предпочтение тем продуктам, которые:

  • имеют более высокую прозрачность для лучшего обзора рабочей зоны
  • не образуют масляный туман и безопасные для персонала
  • не содержат хлора и при этом обладают высокими смазывающими свойствами и обеспечивают требуемое качество обработки

Синтетические и полусинтетические СОЖ

Водосмешиваемые СОЖ в своем составе содержат различные органические и неорганические вещества, среди которых: спирты, вода, эмульгаторы, электролиты, биоциды, ингибиторы коррозии, противозадирные присадки и пр.

Преимущества этого вида эмульсолов — невысокая стоимость, простота приготовления рабочих эмульсий, низкая пожароопасность, хорошие охлаждающие свойства. Недостатки — пенообразование, высокая степень биопоражения микроорганизмами и расходы на утилизацию.

Классификация водорастворимых СОЖ

Поставка водосмешиваемых эмульсолов осуществляется в виде концентрата, который используется для приготовления рабочих эмульсий непосредственно на месте применения. При этом обязательным условием получения качественного продукта является правильное разбавление концентрата водой — он добавляется в воду и тщательно перемешивается.

Эта группа включает три основных разновидности СОЖ с разной дисперсностью основного компонента:

  • Эмульсионные:грубодисперсные продукты, получаемые путем разбавления водой эмульсолов, содержащих до 85% минеральных масел. Вследствие смешивания эмульсола и воды в концентрации 5-30% образуется эмульсия белого цвета, обладающая высокими смазывающими характеристиками.
  • Полусинтетические:концентрированные продукты с коллоидной степенью дисперсии, содержат до 50% минеральных масел. Рабочий полупрозрачный раствор концентрацией 1-10% получают при смешивании с водой. Он в равной мере характеризуется хорошими смазывающими и охлаждающими свойствами.
  • Синтетические:концентраты, не содержащие масел, имеют молекулярную степень дисперсности. Основные компоненты: поверхностно-активные вещества (ПАВ), вода, водорастворимые полимеры и присадки. Рабочий раствор в концентрации 1-10% обладает высокими охлаждающими свойствами.

Состав и характеристики СОЖ на водной основе

Водорастворимые СОЖ характеризуются отличными охлаждающими свойствами и поэтому подходят для высокоскоростных режимов обработки металлов. Кроме того, они дают возможность получить рабочий раствор различной концентрации, что расширяет применяемость данного вида эмульсолов в металлообработке.

Например, одна и та же марка смазочно-охлаждающей жидкости может использоваться для черновой механической обработки в концентрации 2-5%, а при выполнении особо трудных операций (глубокого зенкования, сверления и пр.) — в повышенных концентрациях до 8%. Синтетические СОЖ с невысокой концентрацией 1,5-2,5% обычно выбирают для шлифовальных операций.

Выбор и применение СОЖ

Основными сферами применения смазывающе-охлаждающих жидкостей являются токарная и фрезерная обработка металлов. Эмульсол для металлообработки выбирается, исходя из конкретных условий производства: типа оборудования, применяемого инструмента, выполняемых технологических операций, материала заготовки, способа подачи рабочей эмульсии и пр.

СОЖ для токарных станков — какую выбрать?

Сравнительный график температуры резания при использовании СОЖ и безОднозначного ответа на вопрос, какая СОЖ лучше для токарной обработки, нет: ее нужно выбирать с учетом скоростного режима и свойств обрабатываемого металла.

При высокоскоростной токарной обработке необходимо использовать СОЖс улучшенными теплоотводящими и антифрикционными характеристиками.

Даже при обработке нержавеющих металлов в составе концентрата СОЖ, эмульсола или эмульсии для токарных станковдолжны быть специальные присадки для предотвращения коррозии инструмента и узлов оборудования.

В состав токарной эмульсии для обработки вязких металлов обязательно вводят антизадирные компоненты.

Как выбрать СОЖ для фрезерования?

Использование СОЖ при металлообработке на фрезерном станкеТребования к СОЖ для фрезерных станков зависят от режима резания, материала инструмента и заготовки. Например:

  • при использовании фрез с твердосплавными пластинами они должны сочетать высокие смазочные и низкие охлаждающие свойства (фрезерование является прерывистым процессом, поэтому интенсивное охлаждение зоны реза приводит к образованию термических трещин на режущих кромках инструмента из-за резких перепадов температуры);

  • при обработке деталей из алюминия и нержавейки необходимо для улучшения качества обработки поверхностей следует применять СОЖ с антизадирными присадками.

Особенности выбора СОЖ для шлифовальных станков

К СОЖ для шлифовки металлов предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности, пено- и туманообразованию, содержанию опасных для здоровья персонала веществ.

Во время шлифования в рабочей зоне образуется большое количество мелкой стружки и абразивной пыли, что приводит к образованию царапин на обрабатываемых поверхностях. Поэтому для обеспечения высокого качества деталей необходимо выбирать СОЖ с улучшенными моющими свойствами.

СОЖ для сверления

Использование СОЖ на сверлильном станкеВыбирая смазочно-охлаждающую жидкость для сверлильного станка, необходимо обязательно учитывать глубину отверстий: СОЖ для глубокого сверления должны обладать повышенными теплоотводящими и антифрикционными свойствами.

Для повышения качества обработки поверхностей отверстий в деталях из нержавеющей стали в состав СОЖ вводят компоненты, предотвращающие налипание металла на сверло.

Одним из важнейших требований к СОЖ при использовании твердосплавных сверл является содержание присадок, препятствующих выгоранию кобальта.

СОЖ для обработки металлов давлением

Подбор СОЖ для обработки металлов давлением осуществляют с учетом особенностей технологических режимов выполняемых процессов (прессование, горячая или холодная штамповка).

В основном для операций горячей штамповки применяются пожаробезопасные смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе с графитом и без графита, а также масляные СОЖ с графитом. Эти продукты образуют термостойкую смазочную пленку с хорошими разделительными свойствами. Они уменьшают износ оборудования, предотвращая жесткий контакт матрицы и заготовки.

Широкое применение получило также специальное испаряющееся масло для штамповки, в состав которого входят особые полярные присадки (эфиры). Оно отличается невысокой вязкостью, легко наносится на рабочие поверхности, испаряется при нагреве и не требует последующей очистки.

Для холодной обработки металлов давлением выпускаются СОЖ на масляной основе со значительным содержанием различных присадок и смазочных добавок, придающих нужные эксплуатационные свойства — коррозионную устойчивость и износостойкость, хорошие противозадирные качества. Создаваемая защитная масляная пленка снижает трение, уменьшает дефекты и улучшает качество поверхности получаемой детали.

Марки и рейтинг СОЖ

Первые места в рейтинге СОЖ для металлообработки занимают продукты марок Henkel, Blaser, Cimcool — данные фирмы специализируются на выпуске смазочно-охлаждающих жидкостей. Для компаний Castrol, Shell, Mobil основным направлением является производство моторных масел, а выпуск СОТС для них — «побочное» дело. При этом стоимость СОЖ всех вышеперечисленных марок одинаково высока, в том числе из-за немалых затрат на доставку и растаможку.

Кроме того, под видом эмульсий и эмульсолов известных марок нередко продаются фальсификаты, опасные не только для оборудования, но и для здоровья людей.

Смазывающе-охлаждающие жидкости отечественного производства стоят значительно дешевле, но при этом обладают рядом недостатков, в числе которых:

  • быстрое расслоение, бактерицидное заражение и, как следствие, и потеря рабочих свойств;
  • коррозия и разрушение деталей станка, выполненных из цветных материалов;
  • вспенивание и выпадение осадка при использовании с жесткой водой;
  • аллергические реакции и другие проблемы со здоровьем у персонала;
  • высокая токсичность отработанной эмульсии и проблемы с её утилизацией.

При разработке нашей продукции мы учли эти факторы, поэтому концентрат СОЖ для металлообработки марки Oilсool полностью отвечает современным санитарно-гигиеническим требованиям, а пакет присадок Ecoboost 2000 обеспечивает высокие антикоррозионные, антифрикционные, противозадирные и другие важные эксплуатационные свойства. Производимые нами смазочно-охлаждающие жидкости ничем не уступают зарубежным аналогам и при этом стоят дешевле.

Когда требуется замена СОЖ

Замена эмульсола производится по истечению срока годности продукта, а также в тех случаях, когда в процессе использования его качество, внешний вид и эксплуатационные характеристики значительно ухудшились.

Как показывает практика, масляные эмульсолы имеют более длительный срок годности по сравнению с СОЖ на водной основе. Это объясняется тем, что вода является хорошей средой для развития всевозможных микроорганизмов, что приводит к снижению уровня кислотности рН и появлению неприятного запаха. Вредными факторами для водосмешиваемых СОЖ являются также повышенные температуры, загрязнение смазочными материалами и абразивами. Такая эмульсия теряет стабильность и свои свойства, становится более токсичной. Текущий контроль состояния СОЖ дает возможность своевременно выявить несоответствия и внести корректировки. Периодичность контроля устанавливается стандартами:

  • для масляных СОЖ: 1 раз в месяц
  • для полусинтетических и синтетических СОЖ: 1 раз в 2 недели
  • для эмульсионных СОЖ: 1 раз в неделю

    Поделитесь в соц.сетях:

    Оцените статью:

    1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
    Загрузка...

    Добавить комментарий