Статьи

В последние годы на металлообрабатывающих предприятиях укрепилось понимание всей важности места, занимаемого смазочно-охлаждающими жидкостями, в производственном процессе. Этому способствовали многие факторы: использование все более трудоемких в обработке металлов, развитие и усложнение технологий, а также стремление машиностроителей к повышению продуктивности и сокращению расходов. Смазочно-охлаждающие жидкости выполняют три основные функции:
- смазывание инструмента и заготовки в зоне их контакта для уменьшения трения, увеличения срока службы инструмента и повышения качества обработки поверхности заготовки;
- охлаждение заготовки и инструмента для отвода тепла из зоны резания, предотвращения сваривания стружки и инструмента, повышения точности обработки;
- промывка и удаление металлической стружки из зоны резания.

Поскольку особенности технологического процесса определяются множеством факторов, например видом и условиями эксплуатации оборудования, типом обрабатываемых материалов и т. д., ни одна смазочно-охлаждающая жидкость не может обеспечить оптимальное смазывание, охлаждение и защиту инструмента и заготовки для всех возможных операций обработки.
Выделяются два основных типа смазочно-охлаждающих жидкостей: масляные и водосмешиваемые СОЖ. Рассмотрим их особенности более подробно.

Масляные СОЖ

Масляные СОЖ, не требующие смешивания с водой, используют при выполнении операций, не входящих в область стандартного применения водосмешиваемых составов, например для сверления и нарезания резьбы на заготовках из высоколегированных сталей. Продукты с оптимальным составом, обеспечивая наилучшие рабочие характеристики процесса резания, способствуют повышению эффективности обработки на высокоскоростных станках-автоматах, улучшению качества поверхности деталей и снижению износа оборудования.
Необходимо выбирать масляные СОЖ, которые:
- максимально прозрачны, что способствует лучшему обзору обрабатываемой детали;
- не образуют масляный туман, позволяя соблюдать требования по охране труда и гарантируя безопасное использование продукта;
- не содержат хлора, оказывающего вредное воздействие на окружающую среду, но при этом обеспечивают получение требуемых показателей эффективности смазывания и качества механической обработки.

Водосмешиваемые СОЖ

В отличие от масляных СОЖ, поставляемых готовыми к употреблению, водосмешиваемые составы выпускают в виде концентрата, который непосредственно перед использованием должен быть разбавлен водой в цехах механической обработки. Существует три типа водосмешиваемых концентратов СОЖ с различными эксплуатационными характеристиками:
- эмульгирующаяся (эмульсол), или обычная, - концентрат СОЖ с высоким содержанием масла (60-75%), после разбавления водой образующий грубую эмульсию молочного вида;
- полусинтетическая - концентрат СОЖ с низким или средним содержанием масла (10-50%), при смешивании с водой образующий полупрозрачную микроэмульсию;
- синтетическая - концентрат СОЖ, не содержащий масла и образующий с водой чистый химический раствор, - обычно используется при шлифовании.

Общие рекомендации по использованию СОЖ

Крайне важно для конкретных операций обработки конкретного материала подобрать уровень концентрации СОЖ, т. е. степень разбавления концентрата. Правильно выбранная концентрация (обычно от 3 до 10%) обеспечивает оптимальные эксплуатационные характеристики жидкости. Из этого следует, что применять СОЖ следует именно в той концентрации, которая рекомендована поставщиком. Это объясняется тем, что наилучшие показатели защиты и эффективности обработки достигаются при рекомендованном значении концентрации, например 5%. Даже если разница между фактическим и рекомендуемым значениями концентраций составляет всего 1%, в рабочей жидкости будет на 20% больше или меньше присадок. Слишком высокая концентрация может вызвать такие проблемы, как раздражение кожи у рабочих, вспенивание и плохая фильтрация жидкости. Слишком низкая концентрация также может привести к серьезным проблемам - размножению бактерий, коррозии и снижению качества обработки поверхности.

Кроме того, в процессе использования неизбежно происходит смешение СОЖ и масел, используемых для смазки направляющих станка и в его гидравлических системах. Поэтому необходимо использовать смазочные материалы, полностью совместимые, например, с водосмешиваемой СОЖ, что помогает избежать накопления «захваченного масла». «Захваченное масло» может существенно снизить эффективность применения СОЖ и сократить срок ее службы. Высококачественные совместимые с маслами рабочие жидкости для металлообрабатывающих станков должны использоваться в сочетании с регулярным удалением максимально возможного количества «захваченного масла» скиммером (маслоснимателем с поверхности), что помогает продлить срок службы рабочей жидкости и избежать других потенциальных угроз производительности, здоровью и безопасности рабочих.

Обеспечение максимальной продуктивности невозможно без непрерывного мониторинга
После того как правильный тип СОЖ и рабочая концентрация были выбраны, крайне важно постоянно контролировать состояние жидкости. Необходимо отслеживать четыре параметра: концентрацию жидкости, уровень рН, количество бактерий и грибков, концентрацию растворенных солей и жесткость жидкости. Концентрация жидкости является наиболее важным контрольным фактором, ее необходимо проверять и регистрировать фактический уровень.

В процессе эксплуатации охлаждающей жидкости ее концентрация может существенно меняться из-за испарения воды в результате выделения тепла в процессе резки, а также из-за потерь вследствие циркуляции под высоким давлением. Поэтому необходим тщательный ежедневный контроль, по результатам которого проводятся мероприятия, направленные на устранение выявленных проблем. Недостаточно просто оценить и добавить нужное для восстановления заданной концентрации количество воды или концентрата. Это может привести к таким проблемам, как снижение показателя pH и повышение бактериальной активности, что сокращает срок службы рабочей жидкости, снижает качество продукции и увеличивает затраты.

Желательно проводить ежедневно или еженедельно следующие процедуры:

• проверка концентрации рабочей жидкости при помощи рефрактометра в начале каждого рабочего дня или смены;
• проверка показателя pH при помощи pH-метра или лакмусовой бумаги в начале каждого рабочего дня или смены;
• еженедельная проверка жесткости разбавленной воды и охлаждающей жидкости при помощи индикаторных полос;
• еженедельное удаление максимально возможного количества «захваченного масла» после отстаивания рабочей жидкости в течение часа;
• пополнение системы - выполняется добавлением не воды, а исключительно СОЖ требуемой концентрации;
• ведение тщательного учета параметров охлаждающей жидкости с использованием графиков. В случае необходимости следует незамедлительно предпринимать корректирующие меры.

Смазочно-охлаждающие жидкости, особенно водосмешиваемые, иногда рассматриваются как продукты, работать с которыми затруднительно из-за большого количества переменных, требующих учета в процессе приготовления и использования. Важно еще раз подчеркнуть, что, следуя вышеприведенным рекомендациям, предприятие сможет существенно увеличить производительность технологических процессов и в конечном итоге общую эффективность производства.