سیالات برش برای فرآیندهای ماشینکاری CNC
آنچه در این مطلب میخوانید:
سیالات برش
سیال برش ماده ای است که به طور خاص برای فرآیندهای فلزکاری و ماشینکاری طراحی شده است که در طول این فرآیندها به عنوان روان کننده و خنک کننده عمل می کند. این سیال معمولاً زمانی که فرآیند ماشینکاری در حال انجام است استفاده می شود. سیالات برش ممکن است با سیل، جت سیال، پاشش غبار و غیره اعمال شوند.
انواع سیالات برش
انواع مختلفی از سیالات برش وجود دارد که بر اساس فاز، ترکیب، منبع و روش کاربرد متمایز می شوند. با این حال، آنها را می توان به طور کلی به شرح زیر طبقه بندی کرد.
1-روغن های محلول (امولسیون)
روغن های محلول امولسیون های پایداری هستند که از افزودن روغن معدنی به آب در نسبت های مشخص (معمولاً 20-1 درصد روغن به آب) به آب تشکیل می شوند. سایر اجزای تشکیل دهنده روغن های محلول عبارتند از:
امولسیفایرهایی مانند سولفونات سدیم که به قطرات روغن اجازه می دهد تا با کاهش کشش سطحی آب با آب مخلوط شوند.
افزودنی هایی که به عنوان عوامل جفت کننده عمل می کنند یا مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشند.
بیوسیدهایی که از رشد باکتری ها جلوگیری می کنند.
افزودنی های ضد سایش که روانکاری را بهبود می بخشد.
روغن های محلول کم هزینه ترین و رایج ترین نوع سیالات برشی هستند که در عملیات ماشینکاری مورد استفاده قرار می گیرند. آنها خواص خنک کنندگی و روانکاری متوسطی دارند. آنها به بهترین وجه برای عملیات برش سبک مناسب هستند.
2-روغن های مستقیم
روغن های مستقیم روغن های معدنی غیر امولسیون پذیر هستند که بدون اضافه کردن آب استفاده می شوند. روغن های حیوانی و گیاهی در ابتدا به عنوان روان کننده روغن خالص در برش فلز استفاده می شود. اگرچه زیست تخریب پذیری آنها را دوستدار محیط زیست می کند، اما گران هستند و سریع تجزیه می شوند. در نتیجه، آنها در حال حاضر تنها به عنوان افزودنی به نفت و روغن های معدنی برای بهبود روانکاری استفاده می شوند. روغن های معدنی هیدروکربن های مبتنی بر نفت هستند که از پالایش نفت خام به دست می آیند. آنها ممکن است حاوی مواد افزودنی مانند کلر، فسفر و گوگرد باشند که افزودنی های فشار شدید برای کاهش سایش ابزار هستند.
3-سیالات مصنوعی
این مایعات مبتنی بر آب، روغن های معدنی و نفتی را رقیب می کنند. آنها از محلول ترکیبات شیمیایی آلی و معدنی در آب به همراه مواد افزودنی تشکیل می شوند. افزودنی ها عبارتند از افزودنی های روان کننده، بازدارنده های زنگ زدگی و بازدارنده های خوردگی. همه این افزودنی ها خواصی مانند روانکاری را بهبود می بخشند که در غیر این صورت توسط محتوای آب سیالات به خطر می افتد.
4-سیالات نیمه مصنوعی
سیالات نیمه مصنوعی ترکیبی از سیالات مصنوعی، مایعات مبتنی بر آب و امولسیون های روغن های محلول هستند. آنها حاوی مخلوطی از 5-50٪ روغن معدنی، افزودنی و ترکیبات شیمیایی هستند که در آب حل می شوند و میکروامولسیون هایی با اندازه ذرات 0.1-0.01 میلی متر تشکیل می دهند. سیالات نیمه مصنوعی خواص روغن محلول و سیالات مصنوعی را با هم ترکیب می کنند.
توابع سیالات برش در فرآیندها
1-خنک کننده
در طی فرآیندهای ماشینکاری برش فلز، به دلیل اصطکاک بین ابزار برش و سطح قطعه کار، گرما در قطعه کار، براده ها و ابزار برش ایجاد می شود. گرما نیز در نتیجه تغییر شکل پلاستیک فلز در ناحیه برشی تولید می‌شود. این گرما تعدادی اثرات نامطلوب از جمله انبساط حرارتی، واکنش های شیمیایی مانند اکسیداسیون، جوشکاری سطوح و بسیاری دیگر دارد. یک مایع برش برای خنک کردن ابزار و قطعه کار عمل می کند و در نتیجه از این اثرات جلوگیری می کند.
2-روانکاری
علت اصلی گرم شدن در حین ماشینکاری اصطکاک است. ترکیب گرما و اصطکاک سطوح را به هم جوش می دهد. سیالات برش با ایجاد یک لایه نازک بین تراشه و ابزار، اصطکاک را کاهش می دهند و به طور موثر تماس بین آنها را کاهش می دهند. روانکاری همچنین سایش ابزار برش را کاهش می دهد و مصرف انرژی در فرآیند ماشینکاری را کاهش می دهد.
3-جلوگیری از خوردگی
بازدارنده های زنگ زدگی و خوردگی موجود در سیالات برش از خوردگی قطعات دستگاه و سطح ماشینکاری شده جلوگیری می کند. سیالات برش روغن های معدنی با تشکیل یک لایه محافظ بسیار نازک بر روی سطوح در معرض اکسیداسیون جلوگیری می کنند.
4-بهبود عمر ابزار
سیالات برش با اتلاف گرما، کاهش اصطکاک و سایش، و جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی، سایش ابزار را تا حد زیادی کاهش می دهد و متعاقباً عمر ابزار را بهبود می بخشد.
5-حذف چیپس
در طی فرآیندهای ماشینکاری خاص مانند آسیاب و حفاری، تراشه ها تمایل دارند در اطراف منطقه برش جمع شوند. تجمع این تراشه ها ممکن است از برش جلوگیری کند. سیالات برش نیز برای خارج کردن تراشه ها از ناحیه برش کار می کنند.
6-بهبود سطح فینیش
با جلوگیری از انبساط حرارتی و تغییر خواص در قطعه کار، سیالات برش به سطح خوب قطعات ماشینکاری شده کمک می کنند.
خواص سیال برش
موارد زیر برخی از خواصی است که یک مایع برش خوب باید داشته باشد.
رسانایی حرارتی بالا : رسانایی حرارتی معیاری است که نشان می دهد یک ماده چقدر می تواند گرما را هدایت کند. در مورد سیال برش، چقدر می تواند گرما را از قطعه کار و ابزار دور کند.
ظرفیت حرارتی بالا : هرچه ظرفیت حرارتی سیال برش بیشتر باشد، قبل از داغ شدن یا جوشیدن، گرمای بیشتری را می تواند جذب کند.
ویسکوزیته کم : ویسکوزیته کم سیال برش جریان آسان را فراهم می کند. همچنین با اختلاط براده ها با سیال از تشکیل لجن جلوگیری می کند.
غیر خورنده : یک سیال برش خوب نباید به قطعه کار یا ابزار حمله کند.
مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون : یک سیال برش خوب علاوه بر اینکه خورنده نیست، باید از خوردگی و اکسید شدن قطعات نیز جلوگیری کند.
غیر سمی : با توجه به این واقعیت که احتمالاً با انسان یا محیط تماس دارد، یک مایع برش خوب نباید برای هر دو سمی باشد.
از نظر شیمیایی غیر واکنشی : سیالات برش نباید با سطوحی که در تماس هستند واکنش های شیمیایی انجام دهند. این نه تنها به این سطوح آسیب می رساند، بلکه سیال را نیز تخریب می کند.
بی بو : برای جلوگیری از بوی ماندگاری روی دستگاه یا قسمت ماشینکاری شده، یک مایع برش خوب باید بی بو باشد.
به اندازه کافی شفاف (شفاف) : یک سیال برش خوب باید به اندازه کافی شفاف باشد تا مانع از دید قطعه کار نشود.
پایداری : یک سیال برش خوب نباید با استفاده یا نگهداری به سرعت تخریب شود.
روش های کاربرد و استفاده از سیالات برش
عملکرد سیالات برش ذکر شده در بالا برای فرآیندهای ماشینکاری CNC اعمال می شود. با این حال، فرآیندهای ماشینکاری مختلفی با روش های مختلف کاربرد وجود دارد.
فرز CNC : در عملیات فرز CNC، قطعه کار شما در حالی که ابزار برش حرکت می کند ثابت می ماند. در این عملیات سیال برش به بهترین وجه توسط سیلاب اعمال می شود.
حفاری CNC : هدف اصلی از برش سیالات در حفاری CNC، براده برداری و خنک سازی است. روغن کاری واقعاً ضروری نیست زیرا امکان تشکیل لبه های ساخته شده کم است. کاربرد جت سیال برش توصیه می شود.
تراشکاری CNC : این فرآیند در سرعت های بسیار بالا اتفاق می افتد بنابراین خنک سازی بسیار مهم است. با توجه به اینکه قطعه کار می چرخد. کاربرد جت سیال برش مناسب است.
انتخاب سیال برش مناسب برای فرآیند
انتخاب سیال برش به عوامل مختلفی از جمله نوع ابزار برش، مواد قطعه کار و عملیات ماشینکاری بستگی دارد.
1-نوع ابزار برش
ابزار کاربید می تواند بسیار داغ شود. این باعث می شود که آنها در برابر شوک حرارتی حساس تر شوند، پدیده ای که در آن قسمت های مختلف ابزار برش با مقادیر مختلف منبسط می شوند. سیال برش مصنوعی با قابلیت خنک کنندگی بسیار بالا برای این نوع ابزار توصیه می شود.
فولادهای پرسرعت نیز داغ می شوند، اما نه به اندازه ابزار کاربید. روغن های محلول و سیالات نیمه مصنوعی مناسب هستند.
2-مواد قطعه کار
فلزات رایج ترین مواد قطعه کار هستند که به سیالات برش نیاز دارند. در زیر تعدادی از فلزات بسیار ماشینکاری شده و سیالات برش مناسب آنها آورده شده است.
فولاد – روغن های معدنی حاوی مواد افزودنی روان کننده
فولادهای آلیاژی – روغن برنج گوگردی یا روغن معدنی
آلومینیوم – روغن های محلول یا روغن های معدنی بدون گوگرد فعال (گوگرد فعال آلومینیوم را رنگ می کند)
مس – روغن های محلول
فولادهای ضد زنگ – روغن های معدنی حاوی مواد افزودنی فوق العاده با فشار شدید
چدن – هیچ
3-عملیات ماشینکاری
عملیات ماشینکاری نسبتا آسان مانند تراشکاری، فرزکاری، شکل دهی و حفاری با سرعت های نسبتا بالا انجام می شود. در چنین سرعت هایی، سطح بالایی از خنک کننده مورد نیاز است. فقط روانکاری متوسط و خواص فشار شدید مورد نیاز است. به این ترتیب، سیالات مصنوعی برای چنین عملیاتی مناسب هستند. اگرچه ممکن است از روغن های محلول استفاده شود
از سوی دیگر، عملیات ماشینکاری دشوار مانند برشکاری و برش با نخ نیاز به روانکاری خوب دارد. این عملیات در سرعت های کم و فشار بالا انجام می شود، بنابراین سیال های برش با خواص روانکاری عالی و فشار شدید مورد نیاز است. روغن های معدنی حاوی افزودنی های فشار شدید بهترین انتخاب هستند.
کلام آخر
نقش حیاتی سیالات برش را در ماشینکاری CNC با تمرکز بر چگونگی افزایش عمر ابزار، بهبود پرداخت سطح، و اطمینان از تخلیه کارآمد تراشه، همراستا با فناوری های ماشینکاری CNC دقیق گرا اروپا، کاوش کنید.
مطالب ارائه شده در مقاله روندهای بازار و چشم انداز آینده صنعت فولاد فقط برای اهداف اطلاعات عمومی است.شرکت آرمان گستر اقتدار ضمانت یک خرید مطمئن را به شما می دهد و مرجع تخصصی خرید و فروش آهن آلات و کلیه مقاطع فولادی است که شما در جهت ثبت درخواست میتوانید با واحد مشاوره و فروش شرکت آرمان گستر اقتدار (آهن آرمان) در ارتباط باشید.
در حالی که مطمئن شدیم اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی ارائه می دهیم، اما خوانندگان باید با یک متخصص واجد شرایط یا وکیل برای هر گونه نگرانی و سؤال خاص مشورت کنند.برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع آهن آلات و فولاد و موضوعات مرتبط دیگر مقالات ما را مطالعه فرمایید.
شما میتوانید برای مشاوره خرید آهن آلات و مقاطع فولادی ، برای پروژه های خود و دریافت قیمت روز با شماره 02158336،شرکت آرمان گستر اقتدار( آهن آرمان) تماس بگیرید تا کارشناسان ما، پاسخگوی سوالات شما باشند.
