Из чего состоит сож для станка

Любой, даже начинающий специалист по обработке металлов знает, что, выполняя токарные работы на станке, необходимо обязательно использовать смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Применение таких технических жидкостей (их состав может варьироваться) позволяет решить одновременно несколько важных задач:

Применение СОЖ при токарной обработке

• охлаждение резца, активно нагревающегося в процессе выполнения обработки (соответственно, продление срока его эксплуатации);
• улучшение чистоты обработки поверхности заготовки;
• повышение производительности процесса резания металла.

Виды используемых при токарной обработке СОЖ

Все виды СОЖ, применяемых для токарных работ на станке, подразделяются на две большие категории.

СОЖ на основе воды

Жидкости данной категории отличаются хорошими охлаждающими характеристиками, они поглощают тепло, активно образующееся в процессе токарной обработки, и отводят его из зоны резания.

СОЖ на основе масла

Такие жидкости значительно хуже отводят тепло из области обработки, но обеспечивают отличное смазывание поверхностей заготовки и инструмента.

Рекомендации по выбору СОЖ для конкретных операций и материалов (нажмите для увеличения)

Среди наиболее распространенных СОЖ, которые используются при обработке металла на токарных станках, можно отметить следующие.

• Раствор кальцинированной технической соды (1,5%) в кипяченой воде. Такая жидкость используется при выполнении чернового обтачивания на токарном станке.
• Водный раствор, содержащий 0,8% соды и 0,25% нитрита натрия, который повышает антикоррозионные свойства СОЖ. Применяется также при черновом обтачивании на станке.
• Раствор, состоящий из кипяченой воды и тринатрийфосфата (1,5%), практически идентичный по своему охлаждающему действию жидкостям, содержащим кальцинированную соду.
• Водный раствор, в составе которого находятся тринатрийфосфат (0,8%) и нитрит натрия (0,25%). Обладает улучшенными антикоррозионными свойствами и также используется при выполнении чернового обтачивания на токарных станках.
• Раствор на основе кипяченой воды, содержащий в своем составе специальное калийное мыло (0,5–1%), кальцинированную соду или тринатрийфосфат (0,5–0,75%), нитрит натрия (0,25%).

• Раствор на основе воды, содержащий 4% калийного мыла и 1,5% кальцинированной соды. СОЖ, в составе которых содержится мыло, используются при выполнении чернового, а также фасонного точения на токарном станке. Калийное мыло при необходимости может быть заменено на любое другое, не содержащее в своем составе хлористых соединений.
• Раствор на основе воды, в которую добавлен эмульсол Э-2 (2–3%) и кальцинированная техническая сода (1,5%). СОЖ данного типа используется при токарной обработке деталей, к чистоте обработанной поверхности которых не предъявляют высоких требований. С применением такой эмульсии обрабатывать заготовки на станке можно на высоких скоростях.
• Водный раствор, содержащий 5–8% эмульсола Э-2 (Б) и 0,2% соды или тринатрийфосфата. С использованием такой СОЖ на токарном станке выполняется чистовое точение.
• Водный раствор, в состав которого входят эмульсол на основе окисленного петролатума (5%), сода (0,3%) и нитрит натрия (0,2%). Использовать такую эмульсию можно при выполнении черновой, а также чистовой токарной обработки на станке, она позволяет получать поверхности более высокой чистоты.
• Жидкость на основе масла, в которой содержится 70% индустриального масла 20, 15% льняного масла 2-го сорта, 15% керосина. СОЖ такого состава используется в тех случаях, когда нарезают высокоточную резьбу и обрабатывают заготовки дорогостоящими резцами фасонного типа.

Варианты применения СОЖ для токарных станков

• Сульфофрезол – маслянистая СОЖ, активированная серой. Используется такая смазочно-охлаждающая жидкость при выполнении точения с небольшим сечением среза. При выполнении черновых работ, характеризующихся активным и значительным нагревом инструмента и обрабатываемой заготовки, использование такой СОЖ может быть вредным для оператора станка, так как она выделяет летучие сернистые соединения.
• Раствор, состоящий из 90% сульфофрезола и 10% керосина. Используется такая жидкость при нарезании резьбы, а также при глубоком сверлении и чистовой обработке заготовок.
• Чистый керосин – применяется, когда на токарном станке необходимо обработать заготовки, выполненные из алюминия и его сплавов, а также при финишной обработке с использованием колеблющихся абразивных брусков.

Особенности применения смазочно-охлаждающих жидкостей

Чтобы использование СОЖ было эффективным, следует учитывать несколько несложных правил. Расход такой жидкости (вне зависимости от того, эмульсия это или водный раствор) должен быть не меньше 10–15 л/мин.

Очень важно направлять поток СОЖ в то место, в котором образуется максимальное количества тепла. Таким местом при выполнении токарной обработки является участок, на котором стружка отделяется от обрабатываемой детали.

Результаты испытаний полусинтетических водорастворимых СОЖ Cimstar (нажмите для увеличения)

С самого первого момента выполнения токарной обработки на станке режущий инструмент начинает активно нагреваться, поэтому подавать СОЖ следует сразу, а не спустя некоторое время. В противном случае при резком охлаждении сильно нагретого токарного резца в нем могут образоваться трещины.

Совсем недавно стали использовать передовой метод охлаждения, подразумевающий подачу тонкой струи СОЖ со стороны задней поверхности резца. Особую эффективность такой способ охлаждения демонстрирует в том случае, когда на токарном станке инструментом из быстрорежущих сплавов требуется обработать заготовку из труднообрабатываемых материалов.

Следует иметь в виду, что СОЖ не применяют при токарной обработке материалов, отличающихся высокой хрупкостью (чугун, бронза и др.), при которой формируется мелкая стружка. Такая стружка, смешиваясь со смазочно-охлаждающей жидкостью, может забивать элементы суппорта, каретки и направляющие станины, что приводит не только к их преждевременному износу, но и выходу из строя.

Смазочно-охлаждающие жидкости – СОЖ – это сложные многокомпонентные составы, обеспечивающие смазывание и охлаждение инструмента в зоне его контакта с деталью при разных видах обработки металлов. Благодаря работе СОЖ износ инструмента значительно снижается, а качество и точность обработанных деталей повышаются. В процессе своей работы СОЖ выполняет ряд сопутствующих функций: защищая обработанные детали, оборудование и инструмент от коррозионных процессов, она также помогает выносить стружку и абразив из зоны контакта детали и инструмента.

СОЖ делятся на две большие группы:

Масляные СОЖ , применяемые в состоянии поставки – продукты на базовой основе масел, усиленные комплексом специальных присадок, органических соединений серы, фосфора, хлора, а так же антипенных, антикоррозионных и антиокислительных присадок.

Водорастворимые СОЖ , поставляемые в концентрированном виде – разбавляются водой до рабочей эмульсии, концентрация которой зависит от типа механообработки и типа обрабатываемого материала. Как правило, это 5–10% эмульсии. На первой иллюстравции: слева – вода + масло; справа – эмульсия.

Состав СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости являются обязательным элементом большинства технологических процессов обработки материалов резанием и давлением. Точение фрезерование, сверление, шлифование и другие процессы обработки резанием сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов, неметаллических конструкционных материалов, штамповка и прокатка металлов характеризуются большими статическими и динамическими нагрузками, высокими температурами, воздействием обрабатываемого материала на режущий инструмент, штамповочное и прокатное оборудование.

В этих условия основное назначение СОЖ – уменьшить температуру в зоне обработки, силовые параметры обработки и износ режущего инструмента, штампов и валков, обеспечить удовлетворительное качество обработанной поверхности. Помимо этого СОЖ должны отвечать гигиеническим, экологическим и другим требованиям, обладать комплексом антикоррозионных, моющих, антимикробных и других эксплуатационных свойств.

Применение СОЖ при обработке металлов резанием и давлением позволяет увеличить производительность оборудования, повысить точность обработанных поверхностей и снизить их шероховатость, уменьшить брак, улучшить условия труда и, в ряде случаев, сократить число технологических операций.

Основные требования к эксплуатационным свойствам СОЖ в зависимости от типа и условий их применения:

• технологические свойства (стойкость режущего инструмента, производительность процесса обработки, качество обработанной поверхности детали и др.) должны соответствовать требованиям технологического процесса обработки металлов;
• экономическая эффективность применения , в том числе взамен одной или нескольких ранее применявшихся СОЖ (с учетом технологической эффективности, стоимости, срока службы, разницы в затратах на транспорт, хранение, приготовление, эксплуатацию, регенерацию и утилизацию);
• соответствие современным гигиеническим требованиям .

Также к качеству СОЖ предъявляют дополнительные требования:

• отсутствие коррозионного воздействия на оборудование и обрабатываемый материал;
• защитное (антикоррозионное) воздействие на оборудование и обрабатываемый материал;
• отсутствие разрушающего действия на лакокрасочные покрытия оборудования, на резиновые уплотнения, пластмассовые направляющие, устройства автоматики и другие элементы металлообрабатывающего оборудования;
• отсутствие обильного пенообразования, дыма, тумана, аэрозоли при эксплуатации;
• удовлетворительная фильтруемость;
• отсутствие отложений, пленок, затрудняющих перемещение движущихся частей металлообрабатывающих станков;
• стабильность при хранении и транспортировании, в том числе при низких температурах;
• удовлетворительные моющие свойства;
• удовлетворительная микробиологическая стойкость и длительный срок службы водных эмульсий и растворов СОЖ;
• стабильность эксплуатационных свойств СОЖ в процессе длительного применения – устойчивость к деградации;
• легкость приготовления рабочих эмульсий и растворов;
• удовлетворительная разлагаемость отработанной СОЖ при обезвреживании и утилизации, экологическая безвредность отходов.

При выполнении металлообрабатывающих операций на ленточнопильных, фрезеровальных и токарных станках для охлаждения и смазки заготовки и резца применяются охлаждающие эмульсии, или СОЖ.

При выполнении металлообрабатывающих операций на ленточнопильных, фрезеровальных и токарных станках для охлаждения и смазки заготовки и резца применяются охлаждающие эмульсии, или СОЖ. Использование этих веществ предотвращает износ режущего инструмента и снижает температуру металла. Кроме того, как показывает практика, охлаждающая эмульсия отводит продукты резания, значительно улучшает качество готовых деталей (точность размеров и шероховатость поверхности) и способствует повышению производительности труда.

Самостоятельное приготовление качественной эмульсии из отдельных компонентов — довольно затратное и хлопотное дело. Для этой цели необходимо создать смесь из воды и масла, а также пропиленгликоля, cинтанола, лауретсульфата натрия, пирофосфата натрия, трилона Б. Вполне очевидно, что купить эти компоненты намного сложнее, чем приобрести готовую СОЖ.

По химическому составу смазочно-охлаждающие жидкости подразделяются на две группы.

Масляные СОЖ включают в свой состав минеральные масла (вязкость от 2 до 40 мм2/с при +50 °С) без или с присадками разного назначения, включая антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, моющие, антипенные, антикоррозионные и т. д. Большая часть масляных эмульсий поставляется в виде готового раствора и не требует дополнительных операций по приготовлению.

Водосмешиваемые СОЖ содержат в себе наряду с минеральными маслами вещества-связки, в том числе воду, спирты, гликоли и т. д., а также антипенные добавки, ингибиторы коррозии, биоциды, эмульгаторы, присадки, электролиты и другие вещества. По химическому составу водосмешиваемые эмульсии подразделяются на водоэмульсионные, синтетические и полусинтетические. Такие эмульсии поставляются в виде концентрата и должны разводиться в соответствии с требованиями производителя.