В области современной резки металла выбор методов охлаждения остается неизбежной темой. На производстве часто возникает вопрос: «Обязательно ли использовать охлаждающую жидкость для этой операции?» Это связано с тем, что выбор метода охлаждения влияет не только на срок службы инструмента, но и на целостность поверхности заготовки, эффективность обработки, условия на производстве и общие производственные затраты.
Чтобы понять разницу между сухой и мокрой резкой, необходимо проанализировать их характеристики с комплексной точки зрения. Такой подход помогает пользователям выбрать наиболее подходящее решение с учетом конкретных материалов и условий процесса.
Влажное точение
Влажное точение — это традиционный метод обработки. В процессе точения используются смазочно-охлаждающие жидкости для охлаждения, смазки и удаления стружки. Эти жидкости могут быть эмульсиями, синтетическими охлаждающими жидкостями или смазочными маслами. Их функция выходит за рамки снижения температуры и заключается в повышении стабильности процесса.
Преимущества
Терморегулирование
Охлаждающая жидкость быстро рассеивает тепло, образующееся при резке, предотвращая преждевременный износ инструмента. Она сводит к минимуму погрешности размеров, вызванные тепловой деформацией заготовок.
Смазочный эффект
Образует смазочную пленку между инструментом и стружкой, снижая трение и режущие силы для достижения превосходной чистоты поверхности.
Удаление стружки
Охлаждающая жидкость смывает стружку, особенно при глубоком сверлении или обработке пазов, помогая предотвратить засорение стружкой.
Надежность процесса
Эффективный контроль температуры и трения повышает предсказуемость обработки, обеспечивая большую стабильность заготовок.
Ограничения
Высокая стоимость
Приобретение охлаждающей жидкости, техническое обслуживание оборудования и утилизация отработанной жидкости увеличивают общие эксплуатационные расходы.
Проблемы, связанные с окружающей средой и здоровьем
Масляный туман может представлять опасность для здоровья операторов, а ненадлежащим образом обработанная отработанная жидкость может вызвать загрязнение окружающей среды.
Сложность технического обслуживания
Насосы, фильтры и трубопроводные системы усложняют техническое обслуживание и создают потенциальные точки отказа.
Сухое точение
Сухое точение — это операции механической обработки, выполняемые без охлаждающей жидкости. С развитием материалов для изготовления инструментов и технологий нанесения покрытий применение сухого точения постепенно расширяется. Тепло в основном рассеивается через стружку, а также с помощью сжатого воздуха или технологии минимального смазывания (MQL).
Преимущества
Снижение затрат
Не требуется смазочно-охлаждающая жидкость, что исключает затраты на закупку, хранение, циркуляцию и утилизацию отходов.
Экологичность
Отсутствие сброса отходов и масляного тумана, что соответствует тенденциям экологичного производства и устойчивого развития.
Упрощенный процесс
Не требуется система охлаждения, что обеспечивает чистоту станков и упрощает техническое обслуживание.
Улучшенная видимость
Операторы могут непосредственно наблюдать за процессом резания, что облегчает контроль износа инструмента и состояния заготовки.
Ограничения
Концентрация тепловой нагрузки
Быстрый рост температуры в зоне резания может сократить срок службы инструмента.
Требования к инструменту
Необходимо использовать инструменты с высокотемпературным покрытием (например, TiAlN, AlTiN), что предъявляет более высокие требования к прочности подложки инструмента.
Ограничения по материалам
Для таких материалов, как алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь, сухая резка часто не обеспечивает необходимое качество и срок службы инструмента.
Влажное точение против сухого точения
| Параметры сравнения | Срез с СОЖ | Сухая обработка |
| Эффект охлаждения | Отличное, значительно снижает температуру зоны резания | Опирается на стружку для отвода тепла; тепло концентрируется локально на инструменте и заготовке |
| Смазывающие свойства | Образует смазывающую пленку для уменьшения трения и улучшения качества поверхности | Обеспечивает минимальную смазку; качество поверхности зависит от выбора инструмента и параметров |
| Срок службы инструмента | Значительно увеличенный срок службы инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов | Очень требовательна к режущим инструментам; тепловые нагрузки могут сократить срок службы |
| Качество поверхности и точность | Отличная стабильность, подходит для прецизионной обработки и сценариев с жесткими допусками | Подвержена тепловым эффектам, что может вызвать отклонения размеров или заусенцы |
| Затраты | Высокие: закупка СОЖ, система циркуляции и обработка отходов | Низкие: нет затрат на СОЖ, простое обслуживание |
| Влияние на окружающую среду и здоровье | Присутствуют масляный туман и отходы жидкости, требуется их контроль | Более экологично, нет отходов жидкости, что делает мастерскую чище |
| Типичные области применения | Чистовая обработка, сверление глубоких отверстий, нарезка резьбы, труднообрабатываемые сплавы | Черновая обработка, чугун, мягкая сталь, операции с большим снятием материала |
Когда использовать сухое точение, а когда мокрое?
В реальных условиях производства при выборе метода охлаждения необходимо учитывать следующие факторы:
1. Материалы заготовки
Подходит для сухой резки: чугун, низкоуглеродистая сталь и некоторые легированные стали.
Требует влажной резки: алюминиевые сплавы (для предотвращения прилипания инструмента), нержавеющая сталь и высокотемпературные сплавы (для уменьшения тепловой деформации и износа инструмента).
2. Процессы обработки
Сухое резание: черновая обработка, получистовая обработка. Подходит для сценариев, требующих большого удаления материала с низкими требованиями к качеству поверхности.
Мокрое резание: чистовая обработка, глубокое сверление, нарезание резьбы и т. д. Процессы, требующие высокой точности и качества поверхности.
3. Условия использования инструмента
С высокопроизводительными инструментами с покрытием можно безопасно применять сухое резание.
В стандартных условиях использования инструмента мокрое резание остается более надежным.
Заключение
Сухая резка и влажная резка являются взаимодополняющими процессами, а не взаимоисключающими альтернативами. С развитием новых технологий будущая тенденция будет заключаться в более широком применении сухой резки в различных сценариях. В то же время влажная резка сохранит свою ключевую роль в высокоточном применении.
