Chłodziwo CNC: rodzaje i zarządzanie

Czym jest chłodziwo CNC?

Chłodziwo CNC jest stosowane w obróbce skrawaniem w celu: Fajny I smarować zarówno narzędzie skrawające jak i przedmiot obrabiany.

Podczas cięcia metalu tarcie sprawia, że wszystko jest gorące. Wysoka temperatura może uszkodzić narzędzia i spowodować spalenie, odkształcenie lub słabe wykończenie części.

Chłodziwo pomaga odprowadzać ciepło od narzędzia i części, dzięki czemu uzyskuje się spójne cięcia i dłuższą żywotność narzędzia.

Zmniejsza tarcie, co zmniejsza zużycie narzędzi i sprawia, że pozostają ostre przez dłuższy czas.

Chłodziwo zmywa wióry i małe kawałki metalu z obszaru cięcia, co zapobiega zarysowaniu części lub zakleszczeniu narzędzia przez wióry. Niektóre chłodziwa pomagają również chronić metal przed rdzą lub korozją.

Jak działa chłodziwo CNC

Chłodziwo CNC jest przesyłane do obszaru cięcia za pomocą pomp i węży. Jest rozpylane, kapane lub zalewane na narzędzie i materiał podczas obróbki.

Chłodziwo pochłania ciepło w momencie kontaktu, a następnie odprowadza je, gdy wraca do zbiornika. Chłodziwo tworzy również cienką warstwę między narzędziem tnącym a przedmiotem obrabianym.

Ta warstwa działa jak smar, więc jest mniej bezpośredniego kontaktu i mniejsze tarcie. Dzięki temu cięcie jest płynniejsze i wydłuża się żywotność narzędzi.

Różne maszyny mogą używać chłodziwa na różne sposoby. Niektóre używają mgiełki, która chłodzi powietrzem i cieczą, podczas gdy inne używają pełnego potoku cieczy do ciężkich prac.

Terminologia chłodziwa CNC

Pracując z chłodziwem CNC, natkniesz się na kilka powszechnie używanych określeń:

• Stężenie — Mieszanka chłodziwa i wody, zwykle podawana w procentach.
• Miska olejowa — Zbiornik, w którym znajduje się płyn chłodzący.
• Olej trampowy — Olej, który przedostaje się do chłodziwa z nieszczelnych maszyn lub zaolejonych elementów obrabianych.
• Emulsja — Mieszanina, w której połączono wodę i olej, często występująca w chłodziwach rozpuszczalnych w wodzie.
• pH — Poziom kwasowości lub zasadowości płynu chłodzącego, który wpływa na jego działanie i zapobiega powstawaniu rdzy.

Rodzaje chłodziwa CNC

Typ	Główne zastosowanie	Notatki
Olej rozpuszczalny	Obróbka ogólna	Dobry do większości metali
Syntetyczny	Cięcie z dużą prędkością	Bez oleju, mniej pozostałości
Półsyntetyczny	Mieszanka oleju i syntetyku	Zrównoważona wydajność
Olejek czysty	Ciężkie cięcie, niska prędkość	Dobre smarowanie, bez wody

Oleje rozpuszczalne

Rozpuszczalne oleje powstają przez zmieszanie oleju z wodą. Te chłodziwa są często nazywane „emulsjami”, ponieważ po zmieszaniu tworzą mleczną ciecz.

Są popularne, ponieważ oferują zarówno chłodzenie, jak i smarowanie. Możesz używać rozpuszczalnych olejów do obróbki różnych metali, takich jak stal lub aluminium.

Pomagają zapobiegać rdzewieniu i zmniejszają zużycie narzędzi tnących. Te chłodziwa są łatwe w użyciu, ale należy uważać na proporcje mieszania, aby uniknąć bakterii i zepsucia.

Zalety:

• Dobry do wielu metali
• Wyrównuje chłodzenie i smarowanie
• Pomaga zapobiegać rdzewieniu

Wady:

• Może się zepsuć, jeśli nie będzie odpowiednio konserwowany
• Wymaga regularnego sprawdzania

Chłodziwa syntetyczne

Syntetyczne chłodziwa nie zawierają oleju. Są wykonane z mieszanek chemicznych, które całkowicie rozpuszczają się w wodzie, dając klarowny lub kolorowy roztwór.

Syntetyki zapewniają doskonałe chłodzenie i utrzymują obszar obróbki w czystości. Jeśli obrabiasz metale nieżelazne lub musisz utrzymać części w nieskazitelnym stanie, syntetyki są dobrym wyborem.

Nie wspierają wzrostu bakterii tak bardzo jak oleje rozpuszczalne. Mogą jednak nie zapewniać tak dużego smarowania w przypadku trudnych zadań.

Cechy wspólne:

• Doskonałe chłodzenie
• Nadaje się do obróbki z dużą prędkością lub pod wysokim ciśnieniem
• Niskie koszty utrzymania

Wady:

• Nie nadaje się do intensywnego smarowania
• Może pienić się w niektórych systemach

Formuły półsyntetyczne

Półsyntetyczne chłodziwa łączą lukę między olejami rozpuszczalnymi i syntetycznymi. Zawierają mieszankę oleju i syntetycznych chemikaliów, zapewniając korzyści obu typów.

Płyn ma tendencję do wyglądania na półprzezroczysty lub mętny. Ten typ zapewnia równowagę chłodzenia, smarowania i zapobiegania rdzewieniu.

Można używać półsyntetyków zarówno do lekkich, jak i średnich prac obróbczych. Zazwyczaj są trwalsze niż oleje rozpuszczalne i nie psują się tak szybko.

Najważniejsze punkty:

• Nadaje się do obróbki ogólnej
• Mniejsze wymagania konserwacyjne niż w przypadku olejów rozpuszczalnych
• Zrównoważone chłodzenie i smarowanie

Zwróć uwagę na:

• Niektórzy mogą potrzebować częstszych kontroli koncentracji
• Może nie działać dobrze przy bardzo intensywnym cięciu

Oleje proste

Oleje czyste nie mieszają się z wodą. Są używane w stanie takim, w jakim są, i wytwarzane z oleju mineralnego lub roślinnego, czasami z dodatkami.

Te chłodziwa są najlepsze do prac, w których smarowanie jest ważniejsze niż chłodzenie. Czyste oleje znajdziesz głównie w szlifowaniu lub obróbce wolnoobrotowej.

Chronią narzędzia przed zużyciem i pomagają uzyskać ładne wykończenie części. Mogą jednak dymić i wydzielać zapach, a także mogą wymagać specjalnego traktowania ze względu na ryzyko pożaru.

Szybkie fakty:

• Świetnie nadaje się do pracy w warunkach ekstremalnego ciśnienia
• Doskonałe smarowanie
• Nie wymaga mieszania

Rozważać:

• Najmniej skuteczny w chłodzeniu
• Może powodować więcej bałaganu i oparów
• Wymaga dobrej wentylacji

Wybór odpowiedniego chłodziwa CNC

Zgodność materiałów

Różne metale i tworzywa sztuczne reagują na chłodziwa na swój własny sposób. Jeśli na przykład pracujesz ze stalą nierdzewną, chłodziwo zalewowe pomaga zapobiegać przegrzaniu i utwardzaniu.

W przypadku aluminium należy stosować środek chłodzący, który nie powoduje powstawania plam ani korozji.

Tworzywo	Potrzebny płyn chłodzący	Dlaczego?
Stal nierdzewna	Powódź, wysoka smarowność	Zapobiegaj przegrzaniu, zmniejszaj zużycie
Aluminium	Niebrudzący, mało pieniący	Unikaj korozji
Tworzywa sztuczne	Lekka mgiełka, niska zawartość smaru	Zapobiegaj topieniu, minimalne użycie

Zastosowania obróbki skrawaniem

W przypadku gwintowania i nacinania gwintów ważne jest stosowanie chłodziwa o wysokiej smarowności, aby zapobiec pękaniu lub odpryskiwaniu narzędzia. Chłodziwo zalewowe jest powszechne przy wytwarzaniu dużej ilości wiórów, ponieważ pomaga usuwać wióry z obszaru roboczego.

Jeśli wykonujesz lekkie frezowanie lub wykańczanie, system mgły lub natrysku może być wystarczający i utrzymać czystość. Niektóre operacje CNC, takie jak wiercenie głębokich otworów, wymagają specjalnych warunków chłodzenia.

Zagadnienia środowiskowe

Wiele płynów chłodzących zawiera substancje chemiczne, które mogą być niebezpieczne, jeśli nie są prawidłowo obsługiwane.

Wybierając płyn chłodzący, zwróć uwagę na ten, który zawiera mniej szkodliwych składników lub jest biodegradowalny. Dzięki temu ograniczysz ryzyko dla zdrowia i łatwiej będzie go utylizować.

Systemy dostarczania chłodziwa CNC

Układy chłodzenia zalewowego

Systemy chłodzenia zalewowego pompują stały przepływ chłodziwa na obszar cięcia. To chłodzi narzędzie i przedmiot obrabiany, jednocześnie spłukując wióry i zanieczyszczenia.

Zazwyczaj można zobaczyć te systemy w frezarkach i tokarkach, które tną metale. Systemy te wykorzystują dysze do kierowania dużych ilości cieczy do miejsca cięcia.

Nie tylko zapewnia dobre chłodzenie, ale także pomaga zachować ostrość narzędzia i zmniejsza ryzyko poparzenia.

Zalety:

• Dobry w chłodzeniu i czyszczeniu
• Łatwy w konfiguracji i utrzymaniu
• Nadaje się do większości operacji cięcia

Wady:

• Zużywa dużo chłodziwa
• Wymaga czyszczenia i usuwania rozlanych płynów
• Może powodować rozpryskiwanie

Systemy chłodzenia mgłą

Systemy chłodzenia mgłą rozpylają drobną mgiełkę chłodziwa bezpośrednio na narzędzie i przedmiot obrabiany. Zapewnia to chłodzenie i odrobinę smarowania bez zalewania obszaru, jak w przypadku systemów zalewowych.

Systemy mgłowe wykorzystują powietrze i chłodziwo do tworzenia małego rozpylacza. Są pomocne przy lekkiej obróbce, wierceniu lub podczas pracy w ciasnych przestrzeniach.

Zalety:

• Zużywa mniej chłodziwa niż zalewanie
• Mniej bałaganu i łatwiejsze sprzątanie
• Nadaje się do mniejszych części lub tam, gdzie nie jest wymagane pełne zalewanie

Wady:

• Chłodzenie może nie wystarczyć do ciężkich cięć
• Drobna mgiełka może stanowić problem dla jakości powietrza, jeśli nie jest odprowadzana
• Nadal wymaga konserwacji dysz i przewodów

Dostawa przez wrzeciono

Systemy chłodzenia przez wrzeciono przesyłają chłodziwo bezpośrednio przez wrzeciono maszyny i narzędzie tnące. Chłodziwo wypływa z końcówki narzędzia, najpierw uderzając w krawędź tnącą.

Ten system pozwala na dostarczanie chłodziwa dokładnie tam, gdzie jest potrzebne, nawet głęboko w otworach lub ciasnych elementach. Zapewnia doskonałe chłodzenie i pomaga usuwać wióry z głębokiego wiercenia.

Główne cechy:

• Kieruje chłodziwo do trudno dostępnych miejsc
• Dobrze sprawdza się przy wierceniu głębokich otworów i skomplikowanych cięciach
• Obsługuje wyższe prędkości skrawania poprzez wydłużenie żywotności narzędzia

Wyzwania:

• Wyższe koszty instalacji i konserwacji
• Działa wyłącznie z narzędziami przeznaczonymi do wewnętrznego przepływu chłodziwa.

Minimalna ilość smarowania

Systemy Minimum Quantity Lubrication (MQL) wykorzystują bardzo małą ilość środka smarnego, zmieszanego z powietrzem, aby zmniejszyć tarcie w strefie cięcia. W przeciwieństwie do innych systemów, MQL ma na celu wykorzystanie jak najmniejszej ilości płynu, tylko tyle, aby zapewnić smarowanie.

Systemy MQL rozpylają środek smarny w małych kroplach. Ta metoda jest najlepsza do lżejszych prac skrawających, metali nieżelaznych lub gdy chcesz ograniczyć marnowanie chłodziwa.

Zalety:

• Zużywa bardzo mało chłodziwa
• Czystsze środowisko pracy
• Mniej odpadów i łatwiejsze czyszczenie części po obróbce

Ograniczenia:

• Nie nadaje się do intensywnego cięcia lub pracy w wysokiej temperaturze
• Może wymagać specjalnej konfiguracji dla każdej maszyny

Bezpieczeństwo i wpływ na środowisko

Zawsze upewnij się, że Twoje miejsce pracy jest dobrze wentylowane. Używanie środków ochrony osobistej, takich jak rękawice i maski, może uchronić Cię przed przypadkowym narażeniem.

Nie wszystkie chłodziwa są takie same. Wiele nowoczesnych chłodziw CNC jest produkowanych tak, aby były nietoksyczne i bezpieczniejsze dla środowiska.

Jednak niektóre nadal zawierają substancje chemiczne, które wymagają ostrożnego przechowywania i obchodzenia się z nimi. Zawsze czytaj etykiety i przestrzegaj wszystkich wytycznych bezpieczeństwa.

Najważniejsze wskazówki dotyczące bezpieczeństwa, których należy przestrzegać:

• Noś odpowiedni sprzęt ochrony osobistej
• Unikaj wdychania mgły lub oparów
• Przechowywać chłodziwa z dala od źródeł ciepła i otwartego ognia.
• Przechowuj pojemniki szczelnie zamknięte, gdy nie są używane.

Wpływ chłodziw CNC na środowisko może się również różnić. Niektóre są łatwe do recyklingu lub bezpiecznej utylizacji, podczas gdy inne mogą szkodzić powietrzu lub wodzie, jeśli nie są prawidłowo zarządzane.

Typ chłodziwa	Ryzyko bezpieczeństwa	Wpływ na środowisko
Na bazie wody	Niski do umiarkowanego	Generalnie bezpieczniej
Na bazie oleju	Może być łatwopalny	Wymaga ostrożnej utylizacji
Syntetyczny	Różnie	Niektóre są przyjazne dla środowiska

Często zadawane pytania

Jaki środek chłodzący jest zalecany dla optymalnej pracy maszyny CNC?

Należy użyć chłodziwa, które pasuje do materiału i zadania cięcia. W przypadku większości zadań dobrze sprawdza się emulsja na bazie wody lub półsyntetyczne chłodziwo.

Zakłady obróbki metali często zalecają półsyntetyczne chłodziwa, aby uzyskać dobrą mieszankę chłodzenia i ochrony narzędzi. Zawsze sprawdzaj instrukcję obsługi maszyny przed wyborem chłodziwa.

Jak chłodziwo na bazie wody wypada w porównaniu z innymi rodzajami chłodziw w procesach obróbki skrawaniem?

Chłodziwa na bazie wody są dobre w usuwaniu ciepła i są opłacalne. Zmniejszają ryzyko dymu i ognia, ponieważ nie palą się łatwo.

Mogą jednak powodować rdzę, jeśli nie zostaną sprawdzone. Chłodziwa na bazie oleju działają dłużej i zapewniają lepsze smarowanie, ale mogą być trudniejsze do czyszczenia i mogą kosztować więcej.

Jakie są główne składniki receptur chłodziw CNC?

Większość chłodziw CNC składa się z wody, oleju, emulgatorów, biocydów i dodatków. Woda chłodzi, a olej pomaga w smarowaniu.

Dodatki są dodawane w celu zwalczania rdzy, bakterii i pienienia. Niektóre formuły zawierają dodatkowe substancje chemiczne, aby dopasować je do konkretnych zadań lub metali.