Το υγρό κοπής αναφέρεται συνήθως ως "ψυκτικό". Στη διαδικασία επεξεργασίας μετάλλων, εκτός από τις λειτουργίες λίπανσης, ψύξης, αφαίρεσης τσιπς και πρόληψης σκουριάς, έχει επίσης αντι-αφριστικές, φιλικές προς το περιβάλλον και αντιβακτηριδιακές λειτουργίες. Η επιλογή του υγρού κοπής σχετίζεται με την ποιότητα της επιφάνειας και την ακρίβεια επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας και επίσης σχετίζεται στενά με το υλικό που επεξεργάζεται, τη διαδικασία επεξεργασίας και το υλικό εργαλείου.
1. Τυπικά υλικά εργαλείων CNC
(1) Χάλυβας υψηλής-ταχύτητας
Ο χάλυβας υψηλής-ταχύτητας είναι ένας χάλυβας εργαλείων υψηλής-κράματος με μεγάλη ποσότητα στοιχείων κράματος όπως βολφράμιο (W), μολυβδαίνιο (Mo), χρώμιο (Cr) και βανάδιο (V). Ο χάλυβας υψηλής-ταχύτητας έχει υψηλή σκληρότητα (62HRC ~ 67HRC) και αντοχή στη θερμότητα και μπορεί ακόμα να κόψει σε θερμοκρασίες κοπής έως και 500 βαθμούς ~650 μοίρες. Ο χάλυβας υψηλής-ταχύτητας έχει υψηλή αντοχή (η αντοχή σε κάμψη είναι 2~3 φορές εκείνη του γενικού τσιμεντοειδούς καρβιδίου και 5~6 φορές εκείνη των κεραμικών) και καλή σκληρότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις με κρούσεις και κραδασμούς. μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία ενός ευρέος φάσματος υλικών όπως μη-σιδηρούχων μετάλλων, δομικού χάλυβα, χυτοσίδηρου και κραμάτων υψηλής-θερμοκρασίας. Ο χάλυβας υψηλής{16}}ταχύτητας έχει καλή ικανότητα επεξεργασίας και είναι εύκολο να ακονιστεί. Είναι κατάλληλο για την κατασκευή διαφόρων τύπων εργαλείων, ειδικά για την κατασκευή εργαλείων με πολύπλοκα σχήματα όπως τρυπάνια, καρφίτσες, εργαλεία μορφοποίησης, εργαλεία γραναζιών κ.λπ.
Σύμφωνα με την απόδοση κοπής, ο χάλυβας υψηλής-ταχύτητας μπορεί να χωριστεί σε συνηθισμένο-χάλυβα υψηλής ταχύτητας και χάλυβα υψηλής-απόδοσης-υψηλής ταχύτητας. ανάλογα με τη διαδικασία κατασκευής, μπορεί να χωριστεί σε χάλυβα υψηλής ταχύτητας τήξης και χάλυβα υψηλής ταχύτητας-μεταλλουργίας σκόνης.
(2) Καρβίδιο με τσιμέντο
Το τσιμεντοκαρβίδιο είναι ένα προϊόν μεταλλουργίας σκόνης που συντήκεται σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας υψηλής σκληρότητας, πυρίμαχα καρβίδια μετάλλων (WC, TiC, κ.λπ.) και συνδετικά μετάλλων (Cr, Ni, κ.λπ.). Η σκληρότητα θερμοκρασίας δωματίου του τσιμεντοειδούς καρβιδίου φτάνει τα 89HRA~93HRA και η σκληρότητά του είναι 77HRA~85HRA στους 760 βαθμούς. Το τσιμεντοειδές καρβίδιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για κοπή στους 800 βαθμούς ~ 1000 βαθμούς. Η διάρκεια ζωής του εργαλείου είναι αρκετές έως δεκάδες φορές υψηλότερη από αυτή των εργαλείων από χάλυβα-με υψηλή ταχύτητα. Μπορεί να επεξεργαστεί μια ποικιλία υλικών συμπεριλαμβανομένου του σκληρυμένου χάλυβα. Ωστόσο, η αντοχή και η σκληρότητα του τσιμεντοειδούς καρβιδίου είναι κατώτερες από εκείνες του χάλυβα υψηλής{16}}ταχύτητας. Η αντοχή του σε κρούση σε θερμοκρασία δωματίου είναι μόνο 18 έως 130 από εκείνη του χάλυβα υψηλής ταχύτητας. Επομένως, το καρβίδιο με τσιμέντο έχει χαμηλή ικανότητα να αντέχει τους κραδασμούς και την κρούση κοπής. Ο Πίνακας 1 δείχνει διάφορους τύπους καρβιδίου με τσιμέντο.
(3) Κεραμικά εργαλεία
Τα κεραμικά εργαλεία έχουν υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά και καλές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές{0} θερμοκρασία. Έχουν χαμηλή συγγένεια με μέταλλα, δεν είναι εύκολο να συνδεθούν με μέταλλα και έχουν καλή χημική σταθερότητα. Τα κεραμικά εργαλεία χρησιμοποιούνται κυρίως στην κοπή χάλυβα, χυτοσιδήρου και των κραμάτων του και δύσκολα κοπών{--υλικών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κοπή με εξαιρετικά-υψηλές-ταχύτητα, κοπή υψηλής-ταχύτητας και κοπή σκληρού υλικού.
(4) Υπερσκληρά εργαλεία
Τα υπερσκληρά υλικά αναφέρονται στο τεχνητό διαμάντι και το κυβικό νιτρίδιο του βορίου (CBN), καθώς και το πολυκρυσταλλικό διαμάντι (PCD) και το πολυκρυσταλλικό κυβικό νιτρίδιο του βορίου (PCBN) συντηγμένα με αυτές τις σκόνες και συνδετικά.
Τα υπερσκληρά υλικά έχουν εξαιρετική αντοχή στη φθορά και χρησιμοποιούνται κυρίως στην κοπή{0}}με υψηλή ταχύτητα και στην επεξεργασία-δύσκολων-υλικών.
Κοινοί τύποι υγρών κοπής
Για την κάλυψη διαφορετικών απαιτήσεων επεξεργασίας, υπάρχουν πολλοί τύποι υγρών κοπής. Ανάλογα με τη χημική σύσταση και την κατάστασή τους, μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: υγρά κοπής με βάση το νερό και υγρά κοπής με βάση το λάδι-. Τα υγρά κοπής που γενικά αραιώνονται με νερό ονομάζονται υγρά κοπής με βάση το νερό-και τα υγρά κοπής που δεν χρειάζεται να αραιωθούν με νερό ονομάζονται υγρά κοπής με βάση το λάδι. Τα υγρά κοπής με βάση το νερό-χρησιμοποιούνται κυρίως για ψύξη και έχουν κακή απόδοση λίπανσης. Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα υγρά κοπής-με βάση το νερό περιλαμβάνουν: γαλακτώματα προστασίας από τη σκουριά{10}}ανθεκτικά στη σκουριά-λιπαντικά γαλακτώματα, γαλακτώματα ακραίας πίεσης, μικρογαλακτώματα κ.λπ. Τα υγρά κοπής με βάση το λάδι{13}}χρησιμοποιούνται κυρίως για λίπανση και έχουν κακά αποτελέσματα ψύξης και καθαρισμού. Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα υγρά κοπής με βάση το λάδι{15}}περιλαμβάνουν: καθαρό ορυκτέλαιο, λιπαρό λάδι (ή ελαιώδη πρόσθετα) + ορυκτέλαιο, ανενεργό λάδι κοπής υψηλής πίεσης, ενεργό λάδι κοπής υψηλής πίεσης κ.λπ. Η σύνθεση και τα χαρακτηριστικά εφαρμογής πολλών κύριων υγρών κοπής φαίνονται στον Πίνακα 2.
Λογική επιλογή υγρών κοπής
(1) Εργαλεία από χάλυβα υψηλής-ταχύτητας
Αυτό το υλικό είναι-κράμα χάλυβα υψηλής ποιότητας με βάση χρώμιο, νικέλιο, βολφράμιο, μολυβδαίνιο, βανάδιο (ορισμένα περιέχουν επίσης αλουμίνιο). Η αντοχή τους στη θερμότητα είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή του χάλυβα εργαλείων και η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία μπορεί να φτάσει τους 600 βαθμούς. Σε σύγκριση με άλλα-ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες μέταλλα και κεραμικά υλικά, ο χάλυβας υψηλής-ταχύτητας έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα, ειδικά έχει υψηλότερη σκληρότητα, κατάλληλο για τεμάχια με σύνθετα γεωμετρικά σχήματα και συνεχή επεξεργασία κοπής και ο χάλυβας υψηλής-ταχύτητας έχει καλή μηχανική επεξεργασία και είναι εύκολα αποδεκτός σε τιμή.
Λόγω της κακής κόκκινης σκληρότητας των-τα εργαλείων από χάλυβα υψηλής ταχύτητας, απαιτείται υγρό κοπής κατά τη χρήση. Όταν κόβετε σε χαμηλές και μεσαίες ταχύτητες, συνιστάται να χρησιμοποιείτε υγρό κοπής ή γαλάκτωμα με βάση το λάδι-. Κατά την κοπή σε υψηλές ταχύτητες, λόγω της υψηλής παραγωγής θερμότητας, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείτε υγρό κοπής με βάση το νερό. Εάν χρησιμοποιηθεί υγρό κοπής με βάση το λάδι-, θα δημιουργηθεί περισσότερη ομίχλη λαδιού, μολύνοντας το περιβάλλον και είναι εύκολο να προκληθούν εγκαύματα στο τεμάχιο εργασίας, να μειωθεί η ποιότητα επεξεργασίας και να αυξηθεί η φθορά του εργαλείου. Επιπλέον, συνιστάται η χρήση υδατικού διαλύματος ακραίας πίεσης ή γαλακτώματος ακραίας πίεσης για ακατέργαστη επεξεργασία και γαλακτώματος ακραίας πίεσης ή λαδιού κοπής ακραίας πίεσης για λεπτή επεξεργασία για τη μείωση της τριβής, τη βελτίωση της ποιότητας και της ακρίβειας της επιφάνειας και την παράταση της διάρκειας ζωής του εργαλείου.
(2) Εργαλεία με τσιμέντο καρβιδίου
Το τσιμεντοκαρβίδιο αποτελείται από καρβίδιο βολφραμίου (WC), καρβίδιο τιτανίου (TiC), καρβίδιο τανταλίου (TaC) και 5% έως 10% κοβάλτιο. Η σκληρότητά του είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα υψηλής-ταχύτητας. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία λειτουργίας μπορεί να φτάσει τους 1000 βαθμούς. Έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά και μπορεί να μειώσει την πρόσφυση μεταξύ των τσιπ κατά την επεξεργασία υλικών χάλυβα.
Λόγω της καλής κόκκινης σκληρότητας των εργαλείων τσιμεντοειδούς καρβιδίου, κατά την επεξεργασία γενικών υλικών, η ξηρή κοπή γενικά υιοθετείται χωρίς προσθήκη υγρού κοπής. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της ξηρής κοπής, η αύξηση της θερμοκρασίας του τεμαχίου εργασίας είναι υψηλή, γεγονός που καθιστά το τεμάχιο εργασίας επιρρεπές σε θερμική παραμόρφωση και επηρεάζει την ακρίβεια επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας. Επιπλέον, κατά την κοπή χωρίς λιπαντικό, η αντίσταση κοπής είναι μεγάλη, γεγονός που αυξάνει την κατανάλωση ρεύματος και επιταχύνει τη φθορά του εργαλείου. Τα εργαλεία καρβιδίου με τσιμέντο είναι ακριβά, επομένως από οικονομική άποψη, η ξηρή κοπή δεν είναι-οικονομική.
Κατά την επιλογή του υγρού κοπής, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ευαισθησία του τσιμεντοειδούς καρβιδίου στην ξαφνική θερμότητα και το εργαλείο πρέπει να θερμαίνεται ομοιόμορφα όσο το δυνατόν περισσότερο, διαφορετικά θα προκαλέσει θρυμματισμό. Γενικά, τα υγρά κοπής με βάση το λάδι-έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσουν ξαφνική ψύξη του εργαλείου από τα υγρά κοπής με βάση το νερό-. Επομένως, χρησιμοποιούνται γενικά υγρά κοπής με βάση το λάδι- που περιέχουν πρόσθετα κατά της φθοράς-. Όταν χρησιμοποιείτε υγρά κοπής για κοπή, είναι σημαντικό να ψύχετε το εργαλείο ομοιόμορφα. Είναι καλύτερο να κρυώσετε εκ των προτέρων το εργαλείο πριν ξεκινήσετε την κοπή. Για κοπή{10}}με μεγάλη ταχύτητα, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μεγάλη ροή υγρού κοπής για να ψεκαστεί η περιοχή κοπής για να αποφευχθεί η ανομοιόμορφη θέρμανση του εργαλείου και η κοπή της λεπίδας. Αυτό μπορεί επίσης να μειώσει τη ρύπανση από αναθυμιάσεις λαδιού που προκαλείται από την εξάτμιση λόγω υπερβολικής θερμοκρασίας.
(3) Κεραμικά εργαλεία κοπής
Αυτό το υλικό είναι κατασκευασμένο από αλουμίνα, μέταλλο και καρβίδιο πυροσυσσωματωμένο σε υψηλές θερμοκρασίες. Η αντίστασή του σε Λαμβάνοντας υπόψη την ομοιόμορφη ψύξη και την αποφυγή υπερβολικών θερμοκρασιών, συχνά χρησιμοποιούνται υγρά κοπής με βάση το νερό, αλλά είναι καλύτερο να χύνονται συνεχώς και πλήρως χωρίς διακοπή.
(4) Εργαλεία κοπής διαμαντιών
Έχει εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα και χρησιμοποιείται γενικά για στεγνή κοπή. Για την αποφυγή υπερβολικών θερμοκρασιών, όπως κεραμικά υλικά, σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται υγρά κοπής με βάση το νερό.
Σύναψη
Η λογική επιλογή υγρού κοπής σύμφωνα με διαφορετικά υλικά εργαλείου μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει την ποιότητα της επιφάνειας και την ακρίβεια κατεργασίας του τεμαχίου εργασίας, αλλά και να μειώσει τη θερμική παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας και τη φθορά του εργαλείου, να βελτιώσει την ανθεκτικότητα του εργαλείου, να μειώσει το κόστος παραγωγής και να βελτιώσει την απόδοση παραγωγής. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στην παραγωγή.
