СОЖ для фрезерного станка
На фрезерном станке СОЖ нужна не всегда. Черновое фрезерование стали твердосплавными пластинами производители инструмента советуют вести всухую: при прерывистом резании холодная струя добавляет кромке термоударов. Обильная подача нужна при чистовой обработке алюминия и нержавейки, при работе быстрорежущими фрезами, в глубоких карманах и на тонкостенных деталях.
Чем фрезерование отличается от точения
Токарный резец режет непрерывно, и температура на его кромке держится примерно на одном уровне. Зуб фрезы часть оборота режет, часть проходит по воздуху. По данным производителей твердосплавного инструмента, температура на кромке при этом всё время скачет между горячим состоянием, около 1000 °C, и более холодным.
Каждый такой цикл даёт термическое напряжение. Если на кромку льётся холодная эмульсия, перепад становится больше, и твёрдый сплав покрывается мелкими трещинами поперёк кромки. Потом кромка выкрашивается, и пластину меняют раньше срока. Поэтому для фрезерования правило звучит так: либо обильно и непрерывно, либо всухую. Слабая струйка, которая то попадает на зуб, то нет, создаёт как раз те перепады, от которых трескается твёрдый сплав.
Когда фрезеруют всухую или с обдувом
- Черновое фрезерование стали твёрдым сплавом. Рекомендация производителей инструмента прямая: черновые операции фрезерования вести всухую. При термотрещинах на пластинах они же советуют отказаться от СОЖ везде, где это возможно.
- Серый чугун. Его и так обычно обрабатывают без СОЖ. Проблема в пыли: графитовая пыль разлетается по цеху, поэтому всухую работают при хорошей вытяжке, а без неё переходят на эмульсию.
- Обдув вместо СОЖ. Сухое фрезерование не означает, что стружка остаётся в зоне резания. Сжатый воздух выдувает её из паза и кармана, чтобы фреза не резала стружку повторно.
- Туман с минимальной смазкой. Сжатый воздух с небольшим количеством специального масла помогает выносить стружку из глубоких полостей, но охлаждает слабо. Нужна вытяжка: масляный туман вреден для дыхания.
Когда без обильной подачи не обойтись
Производители инструмента называют случаи, где СОЖ при фрезеровании нужна:
- чистовое фрезерование нержавейки и алюминия, чтобы частицы металла не размазывались по поверхности;
- жаропрочные сплавы на низких скоростях резания, чтобы смазать и остудить деталь;
- чугун, чтобы связать и смыть пыль;
- тонкостенные детали, чтобы их не повело от нагрева.
К этому списку практика добавляет фрезы из быстрорежущей стали, которыми часто работают на универсальных фрезерных станках: быстрорез держит нагрев хуже твёрдого сплава, и без СОЖ его кромка быстро садится. Ещё один случай: глубокие карманы и пазы, где без потока жидкости стружка забивает канавки фрезы. Если работаете с СОЖ, подавайте её обильно и не выключайте посреди прохода.
Алюминий, сталь и нержавейка: что меняется
Алюминий режут на высоких скоростях, и главная беда здесь налипание. Металл приваривается к кромке, длинная стружка забивает канавки, поверхность рвётся. Нужна жидкость с хорошей смазывающей способностью и обильный поток или туман в зону резания. Вторая забота: пятна. Сильно щелочная эмульсия оставляет на алюминии тёмные следы, поэтому выбирают составы, для которых производитель прямо указывает, что пятен на алюминии нет. В паспортах Proficut HD и LATUM это написано, другие подходящие марки собраны в разделе СОЖ для алюминия. Про pH и пятна подробнее в статье СОЖ для нержавейки, титана и алюминия.
Сталь твёрдым сплавом на черновых проходах фрезеруют всухую или с обильной подачей. На чистовых проходах тепла меньше, и СОЖ меньше влияет на стойкость, поэтому её включают, когда нужно смыть стружку, удержать размер или получить чистую поверхность. Быстрорежущими фрезами сталь фрезеруют с СОЖ. Чем прочнее сталь, тем выше концентрация: в таблице Blaser для Blasocut 2000 Universal на фрезеровании мягкой стали 6-8 %, для стали прочностью 600-1000 Н/мм² уже 10 %.
Нержавейку и титан фрезеруют с обильной подачей и повышенной концентрацией: по паспортам Proficut HD это 5-7 % и выше, LATUM 5-8 % и выше, CLEANLINE 10-12 % и выше. На чистовом проходе СОЖ не даёт частицам металла размазываться по поверхности, на жаропрочных сплавах при низкой скорости она смазывает и остужает деталь.
Подача через шпиндель и под давлением
На универсальном фрезерном станке жидкость подают снаружи, через гибкое сопло. Струю направляют туда, где зубья входят в металл, а не на корпус фрезы. Для широкой торцевой фрезы удобнее два сопла: одно на вход зубьев, второе на выход стружки. После смены фрезы или вылета сопла перенастраивают.
При подаче через шпиндель жидкость идёт по каналам оправки и фрезы прямо к кромке. Это лучший способ вынести стружку из глубокого кармана или отверстия. Требований к жидкости три.
- Чистота. Каналы в инструменте узкие, шлам их забивает. Нужна хорошая фильтрация и регулярная чистка бака.
- Низкое пенообразование. Под давлением эмульсия смешивается с воздухом, пена срывает подачу и переливается через бак.
- Запас объёма. Для сверления производители инструмента рекомендуют бак объёмом в 5-10 раз больше, чем насос подаёт за минуту. Этим правилом удобно проверить и обрабатывающий центр с интенсивной подачей.
Для сверления производители инструмента отмечают, что высокое давление, около 70 бар, улучшает вынос стружки на вязких материалах вроде нержавейки. Как ставить сопла при наружной подаче, описано в статье Подача СОЖ в зону резания, а критерии выбора жидкости для обрабатывающих центров в статье Как выбрать СОЖ для станка с ЧПУ.
Концентрация для фрезерования по данным производителей
| Концентрат | Тип | Фрезерование | Другие данные паспорта |
|---|---|---|---|
| Project 11 | полусинтетика | 5-6 % | резьба 6-7 %, шлифование 2-4 % |
| Unitech 20 | полусинтетика | 5-8 % | резьба 6-10 %, шлифование 4-5 % |
| Proficut HD | полусинтетика | 5 % | точение и шлифование 3-4 %, нержавейка и титан 5-7 % |
| LATUM | полусинтетика | 5-6 % | точение и шлифование 4 %, нержавейка и титан 5-8 % |
| CLEANLINE | синтетика | 8-10 % | твёрдые материалы 10-12 % |
| Blasocut 4000 CF | водосмешиваемая на минеральном масле | 5-7 % | для мягкой стали и чугуна |
| Blasocut 2000 Universal | водосмешиваемая на минеральном масле | 6-8 % и 10 % | для мягкой и прочной стали, зубофрезерование 10-12 % |
Проценты одной марки нельзя переносить на другую: у концентратов разная доля масла и разный коэффициент рефрактометра. Начинайте с середины диапазона из паспорта. Нарост на кромке, налипание алюминия и рваная поверхность говорят, что смазки не хватает, и концентрацию поднимают на 1-2 пункта. Пена, липкий налёт и дым из зоны резания говорят о перерасходе.
Ошибки и что о них говорит инструмент
Состояние пластин подсказывает, правильно ли выбрано охлаждение. Ниже признаки, которые производители инструмента связывают с подачей СОЖ.
| Что видно на пластине | Связь с охлаждением | Что делать |
|---|---|---|
| Мелкие трещины поперёк кромки, выкрашивание | перепады температуры: прерывистое резание, неровная подача СОЖ | на черновых проходах убрать СОЖ, а если она нужна, подавать её обильно и без перерывов |
| Нарост, налипший металл на кромке | не хватает смазки и расхода жидкости | увеличить подачу СОЖ, поднять концентрацию к верхней границе паспорта |
| Быстрый износ задней поверхности, лунка на передней | СОЖ подаётся слабо или мимо кромки | проверить направление сопел, поднять давление |
| Скол кромки на прерывистом резании | удар и перепад температуры на входе зуба | выключить СОЖ на таких проходах |
Кроме охлаждения, при таких признаках проверяют скорость, подачу и марку твёрдого сплава. Типичные ошибки, которые приводят к таким признакам:
- Подают СОЖ слабой струйкой на черновом фрезеровании твёрдым сплавом. Кромка получает перепады температуры и трескается.
- Фрезеруют всухую, но не убирают стружку. Фреза режет её повторно и выкрашивается.
- Направляют сопло на корпус фрезы, а не туда, где зубья входят в металл. После смены вылета инструмента сопло не перенастраивают.
- Держат на алюминии низкую концентрацию ради экономии. Металл налипает на кромку, поверхность рвётся.
- Работают через шпиндель на грязной эмульсии. Каналы инструмента забиваются, и подача пропадает посреди обработки.
- Фрезеруют чугун всухую без вытяжки или с эмульсией без фильтрации. В первом случае пыль летит по цеху, во втором шлам из графита и мелкой стружки оседает в баке и забивает насос.
Частые вопросы
Можно ли фрезеровать сталь без СОЖ?
Да. Черновое фрезерование твердосплавными пластинами производители инструмента рекомендуют вести именно всухую, стружку при этом убирают обдувом. Быстрорежущими фрезами сталь фрезеруют с СОЖ.
Чем охлаждать фрезу при обработке алюминия?
Обильным потоком эмульсии с хорошей смазывающей способностью или туманом с минимальной смазкой. Задача в том, чтобы алюминий не налипал на кромку, а стружка выходила из канавок. Состав нужен такой, который не оставляет пятен на алюминии.
Какую концентрацию ставить для фрезерования?
По паспорту концентрата: у Project 11 это 5-6 %, у Unitech 20 5-8 %, у Proficut HD 5 %. Для нержавейки и титана концентрацию поднимают к верхней границе паспорта и выше.
Нужна ли СОЖ при фрезеровании чугуна?
Обычно серый чугун фрезеруют всухую. Эмульсию включают, если пыль некуда отводить: она связывает и смывает пыль, но тогда бак нужно фильтровать от графитового шлама и следить за защитой от коррозии.
Нужна ли отдельная СОЖ для фрезерного и токарного станка?
Нет. Универсальный концентрат работает на обоих станках, меняется только концентрация под операцию и материал.
Подберём концентрат под ваш фрезерный станок или обрабатывающий центр, материал и способ подачи. Звоните +7 (495) 135-25-88 или выбирайте в разделе СОЖ для станков с ЧПУ.
