Vo výrobnom priemysle hrajú sústružnícke stroje kľúčovú úlohu pri tvarovaní rôznych materiálov do presných komponentov. Jedným z kľúčových aspektov, ktorý často zostáva nepovšimnutý, no výrazne ovplyvňuje výkon a životnosť sústružníckych strojov, je použitá chladiaca kvapalina. Ako renomovaný dodávateľ sústružníckych strojov chápem dôležitosť výberu správnej chladiacej kvapaliny pre rôzne aplikácie. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do rôznych typov chladiacich kvapalín používaných v sústruhoch, ich charakteristikách a ako prispievajú k celkovému procesu obrábania.
Typy chladív používaných v sústruhoch
1. Chladivá na vodnej báze
Chladiace kvapaliny na vodnej báze sú najbežnejšie používaným typom v sústruhoch. Sú zmesou vody a rôznych prísad, ktoré možno ďalej rozdeliť do troch poddruhov:
- Rozpustné oleje: Rozpustné oleje sa vyrábajú emulgáciou minerálneho oleja vo vode pomocou emulgátora. Ponúkajú vynikajúce chladiace vlastnosti vďaka vysokej mernej tepelnej kapacite vody. Olejová zložka zabezpečuje mazanie, čím sa znižuje trenie medzi rezným nástrojom a obrobkom. Rozpustné oleje sú relatívne lacné a nenáročné na údržbu. Sú vhodné pre širokú škálu materiálov vrátane železných a neželezných kovov. Napríklad pri obrábaní mäkkej ocele na našejCNC sústruh Ck6150, rozpustné oleje môžu účinne rozptýliť teplo a zabrániť opotrebovaniu nástroja.
- Polosyntetické kvapaliny: Polosyntetické kvapaliny sú hybridom medzi rozpustnými olejmi a syntetickými chladiacimi kvapalinami. Obsahujú nižšie percento oleja (zvyčajne 5 - 30%) v porovnaní s rozpustnými olejmi spolu so syntetickými prísadami. Tieto chladiace kvapaliny ponúkajú lepšiu ochranu proti korózii a dlhšiu životnosť olejovej vane ako rozpustné oleje. Majú tiež dobré mazacie a chladiace schopnosti. Polosyntetické kvapaliny sa často používajú pri vysokorýchlostných obrábacích operáciách, ako sú naprVeľké CNC sústruženie, kde je významná tvorba tepla.
- Syntetické kvapaliny: Syntetické chladiace kvapaliny neobsahujú žiadny olej. Sú formulované s chemickými prísadami rozpustenými vo vode. Syntetické kvapaliny poskytujú vynikajúce chladenie, ochranu proti korózii a odolnosť voči rastu baktérií. Sú prehľadné, čo umožňuje operátorom mať lepší prehľad o procese obrábania. Môžu však mať nižšiu mazivosť v porovnaní s chladiacimi kvapalinami obsahujúcimi olej. Syntetické kvapaliny sú ideálne na presné obrábanie materiálov, ako je hliník a nehrdzavejúca oceľ, kde sa vyžaduje čistý a presný povrch.
2. Čisté rezné oleje
Čisté rezné oleje, známe aj ako rovné oleje, sú čisté oleje bez obsahu vody. Zvyčajne sa vyrábajú z minerálnych, rastlinných alebo živočíšnych olejov alebo ich kombinácie. Čisté rezné oleje ponúkajú vynikajúce mazanie, ktoré je nevyhnutné na zníženie trenia a opotrebovania rezného nástroja. Sú obzvlášť účinné pri náročných obrábacích operáciách, ako je rezanie závitov a ozubenie. V porovnaní s chladiacimi kvapalinami na vodnej báze však majú slabé chladiace vlastnosti. Čisté rezné oleje sú tiež drahšie a môžu predstavovať environmentálne a zdravotné riziká, ak nie sú správne spravované. Bežne sa používajú v aplikáciách, kde je prvoradá povrchová úprava a životnosť nástroja, ako napríklad pri výrobe vysoko presných komponentov na našichPortálové obrábacie centrum.
3. Chladivá na báze plynu
V niektorých operáciách obrábania sústruhov sa používajú aj chladiace kvapaliny na báze plynu, ako je stlačený vzduch a dusík. Stlačený vzduch je jednoduchá a nákladovo efektívna možnosť chladenia. Môže sa použiť na odfukovanie triesok z oblasti rezu, čím sa znižuje možnosť opätovného rezania triesok a zlepšuje sa povrchová úprava. Dusík je na druhej strane inertný plyn, ktorý možno použiť pri obrábacích operáciách, kde je potrebné minimalizovať oxidáciu, ako napríklad pri obrábaní zliatin titánu. Chladiace kvapaliny na báze plynu sa často používajú v kombinácii s inými chladivami na zvýšenie celkového výkonu obrábania.
Faktory ovplyvňujúce výber chladiacej kvapaliny
1. Materiál obrobku
Rôzne materiály majú rôzne požiadavky na obrábanie. Napríklad železné kovy, ako je oceľ, vytvárajú počas obrábania značné množstvo tepla, preto sa uprednostňujú chladivá s dobrými chladiacimi vlastnosťami. Neželezné kovy, ako je hliník a meď, sú náchylnejšie na priľnavosť a zadretie, preto sú potrebné chladiace kvapaliny s vysokou mazivosťou. Pri obrábaní titánových zliatin sú nevyhnutné chladivá, ktoré môžu zabrániť oxidácii a majú dobré schopnosti odvádzať teplo.
2. Operácia obrábania
Výber chladiacej kvapaliny ovplyvňuje aj typ obrábacej operácie. Pri hrubovacích operáciách, kde sa vyžadujú vysoké rýchlosti úberu materiálu, sú chladiace kvapaliny s vynikajúcimi chladiacimi vlastnosťami rozhodujúce, aby sa zabránilo prehriatiu nástroja. Pri dokončovacích operáciách, kde je hlavným záujmom povrchová úprava, sa uprednostňujú chladiace kvapaliny s dobrou mazivosťou na zníženie trenia a dosiahnutie hladkého povrchu.
3. Materiál nástroja
Pri výbere chladiacej kvapaliny zohráva úlohu aj materiál rezného nástroja. Nástroje z tvrdokovu sú napríklad odolnejšie voči teplu ako nástroje z rýchloreznej ocele. Sú však aj krehkejšie a môžu byť náchylné na odštiepenie. Chladiace kvapaliny, ktoré dokážu účinne odvádzať teplo a znižovať tepelné namáhanie, sú prospešné pre nástroje z tvrdokovu. Nástroje z rýchloreznej ocele na druhej strane vyžadujú chladiace kvapaliny s dobrou mazivosťou, aby sa zabránilo opotrebovaniu.
Výhody používania správnej chladiacej kvapaliny
1. Predĺžená životnosť nástroja
Správna chladiaca kvapalina môže výrazne predĺžiť životnosť rezného nástroja. Znížením trenia a tepla minimalizuje opotrebovanie nástroja a umožňuje nástroju udržať si svoju reznú hranu dlhší čas. To nielen znižuje náklady na výmenu nástrojov, ale tiež zlepšuje celkovú produktivitu sústruhu.
2. Vylepšená povrchová úprava
Chladiace kvapaliny s dobrou mazivosťou môžu znížiť trenie medzi rezným nástrojom a obrobkom, čo vedie k hladšiemu povrchu. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, kde sa vyžaduje vysokokvalitná povrchová úprava, ako napríklad pri výrobe automobilových komponentov a leteckých dielov.
3. Vylepšená presnosť obrábania
Riadením teploty a znížením tepelnej rozťažnosti môže správna chladiaca kvapalina zlepšiť presnosť obrábania sústruhu. To je rozhodujúce pri operáciách presného obrábania, kde je potrebné udržiavať úzke tolerancie.
4. Znížená tvorba triesok a problémy s likvidáciou
Správny výber chladiacej kvapaliny môže pomôcť pri rozbití triesok na menšie kúsky, čo uľahčuje ich odstránenie z oblasti rezu. Znižuje sa tým šanca na prerezanie triesky a zlepšuje sa celková efektivita obrábania. Niektoré chladiace kvapaliny môžu navyše pomôcť pri oddeľovaní triesok od chladiacej kvapaliny, čím sa zjednodušuje likvidácia triesok.
Záver
Výber správnej chladiacej kvapaliny pre sústružnícke stroje je zásadným rozhodnutím, ktoré môže mať významný vplyv na výkon, produktivitu a nákladovú efektívnosť procesu obrábania. Ako dodávateľ sústružníckych strojov chápeme, že je dôležité poskytovať našim zákazníkom správne poradenstvo pri výbere chladiacej kvapaliny. Či už používate aCNC sústruh Ck6150, zapojiť sa doVeľké CNC sústruženie, alebo pomocou aPortálové obrábacie centrum, výber vhodnej chladiacej kvapaliny môže zlepšiť vaše výsledky obrábania.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich sústruhoch alebo potrebujete pomoc pri výbere správnej chladiacej kvapaliny pre vašu konkrétnu aplikáciu, odporúčame vám kontaktovať nás pre podrobnú diskusiu. Náš tím odborníkov je pripravený poskytnúť vám najlepšie riešenia šité na mieru vašim potrebám.
Referencie
- Boothroyd, G., & Knight, WA (2006). Základy obrábania a obrábacích strojov. CRC Press.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson.
- Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.
