Потери СОЖ при обработке: как сократить унос стружкой и деталями

Снизить потери СОЖ при обработке помогают несколько мер: контролировать концентрацию, настроить подачу под операцию, возвращать стекающую жидкость в систему и отделять СОЖ от стружки. Одного увеличения подачи или долива воды недостаточно: жидкость может уноситься с деталями и стружкой, а чрезмерная подача - размывать стружку по рабочей зоне.

Статья будет полезна инженерам, техническим специалистам и снабженцам, которые отвечают за металлообработку и расход материалов. Разберем, где возникают потери, как снизить вынос СОЖ стружкой и унос СОЖ деталями, когда нужны сепарация и подача под давлением, а также как организовать контроль водосмешиваемой жидкости.

Откуда возникают потери СОЖ при обработке

Часть жидкости уходит со стружкой и поверхностью деталей. 

На стружке СОЖ удерживается после обработки, а с детали стекает не полностью. Это не единственные причины расхода: водосмешиваемая жидкость теряется также при испарении и разбрызгивании. Поэтому оценивать расход только по объему долива недостаточно - важно понять, куда именно уходит жидкость.

В одном из материалов по массовому производству потери концентрата из-за прилипания к стружке составляют 30-50% от объема закупок. Это показывает, что проблема может быть связана не только с периодичностью обслуживания системы, но и с тем, как организованы сбор и возврат СОЖ после обработки. В источниках также отмечено, что концентрация водосмешиваемой жидкости может меняться на 5-20% в день из-за испарения, разбрызгивания и выноса со стружкой.

Для первичной проверки полезно проследить путь жидкости: от подачи в зону резания до возврата в поддон. Обратите внимание, где остается влажная стружка, стекает ли СОЖ с деталей обратно в систему и попадает ли стружка в зоны, откуда ее трудно удалить. Регулярная очистка труднодоступных участков станка и системы отвода стружки помогает не допускать накопления отходов и сохранять организованный возврат жидкости.

Не стоит сразу увеличивать подачу. Избыточный поток может размывать стружку по рабочей зоне, загрязнять оборудование и повышать износ направляющих. Сначала оцените, достигает ли СОЖ зоны резания и насколько эффективно отводится стружка, а затем корректируйте подачу и способ удаления отходов.

Как снизить расход СОЖ за счет контроля концентрации

Контроль концентрации помогает отличить реальную потерю жидкости от изменения ее состава. 

Если доливать только воду, концентрация может выйти за рабочее значение. В результате корректировка не решит проблему уноса, а добавит еще одну причину нестабильности процесса.

Для контроля водосмешиваемой СОЖ используют рефрактометр. Измерения проводят регулярно, а результат сверяют со спецификацией жидкости и требованиями операции. В рекомендациях по контролю указан ориентир: отклонение более чем на ±5% от спецификации требует корректировки водой или концентратом. Для стабильного расхода также советуют проверять концентрацию ежедневно и контролировать объем смеси для долива.

Рабочая концентрация зависит от операции. В материалах для эмульсионных СОЖ с EP-присадками приведены диапазоны 6-10% для фрезерования и 8-12% для сверления. Эти значения не заменяют спецификацию конкретной жидкости: при выборе и настройке важно учитывать инструмент, материал заготовки и режимы резания.

Ручной долив затрудняет поддержание стабильного состава, особенно если несколько операторов корректируют объем по-разному. Автоматическое дозирование помогает уменьшить влияние человеческого фактора. При этом контроль измерений все равно нужен: автоматика подает смесь, но не подтверждает, что концентрация соответствует спецификации и условиям процесса.

Зафиксируйте результаты измерений и объем долива по станкам или участкам. Если концентрация уходит от целевого значения, сопоставьте это с режимом обработки, количеством влажной стружки и тем, как жидкость возвращается в систему. Так проще определить причину, чем компенсировать потери постоянным добавлением концентрата.

Подача СОЖ и отвод стружки из зоны обработки

Способ подачи подбирают под операцию, конструкцию станка и направление образования стружки. 

Если СОЖ не достигает зоны резания или не помогает удалять стружку, увеличение общего расхода не обязательно улучшит результат. Напротив, избыток жидкости может разнести стружку по рабочей зоне.

При глубоком сверлении для подачи СОЖ через инструмент в источниках приводят давление порядка 70-100 bar. Для выноса стружки из карманов и полостей указывается давление более 1000 psi, то есть примерно 70 bar. Эти значения относятся к разным условиям подачи и не являются универсальной настройкой для любого станка: режим сверяют с требованиями операции, инструмента и системы подачи.

Если стружка накапливается в отверстиях, карманах или труднодоступных зонах, проверьте, как она выходит из зоны обработки. Важны не только давление и направление потока, но и возможность отвести стружку из станка в систему сбора. Регулярная очистка зон, где задерживаются отходы, поддерживает возврат СОЖ и не дает стружке разноситься по оборудованию.

При вымывании жидкости со стружкой значение имеет и состав. Когда СОЖ удерживается на поверхности отходов, часть концентрата уходит вместе с ними; при этом пена может мешать стабильной работе системы. В таких условиях свойства водосмешиваемой жидкости стоит учитывать вместе с настройкой подачи. Для этой задачи применяют EFELE CF-627, концентрат водосмешиваемой СОЖ со смазывающими и антипенными свойствами, которые помогают жидкости лучше отделяться от стружки.

Возврат СОЖ со стружки и деталей

Чтобы снизить расход СОЖ, нужно не только ограничивать потери, но и возвращать жидкость, которая уже попала на стружку и детали. 

Для сбора и возврата используют скребковые сепараторы, шнеки, маслоотделители, фильтрацию и дегазацию. Выбор оборудования зависит от того, как организован поток отходов и какие операции выполняет участок.

Если стружка удерживает значительное количество жидкости, применяют центрифугирование. По приведенным оценкам, центрифуга может возвращать в систему до 90% налипшей СОЖ, а расход на долив при наличии центрифуги может снижаться до 2-4%. Результат зависит от организации процесса и не означает, что один сепаратор устранит все потери: жидкость также уносится деталями, разбрызгивается и испаряется.

Для некоторых потоков стружки используют брикетирование как способ отжима жидкости. Перед выбором метода важно оценить, насколько стружка загрязнена, как ее собирают и куда направляется отжатая СОЖ. Если жидкость после отделения возвращается в систему, предусмотрите ее фильтрацию и проверку состояния согласно требованиям производства.

Для возврата СОЖ с деталей важен свободный сток обратно в поддон. Если детали перемещают сразу после обработки, часть жидкости может уходить вместе с ними. Организуйте сбор стекающей жидкости там, где детали выдерживают перед перемещением, и проверьте, не мешают ли возврату поддоны, транспортная оснастка или расположение оборудования. Сепарация стружки и сбор жидкости с деталей решают разные задачи, поэтому для сокращения расхода часто нужны обе меры.

Подбор СОЖ и организация контроля на участке

СОЖ подбирают под операцию, материал заготовки, инструмент, режимы резания, конструкцию станка и систему подачи. 

Универсальный выбор без учета этих условий не гарантирует ни стабильной обработки, ни низкого расхода. Если жидкость плохо отводится от стружки или деталей, проверьте ее свойства вместе с параметрами подачи и способом возврата.

Стандарты помогают ориентироваться в классификации и требованиях к металлообрабатывающим жидкостям. В этой области упоминаются ISO 6743-7 и ISO/TS 12927; ISO/TS 12927 связан со спецификациями жидкостей и обозначениями концентратов, смешиваемых с водой. ГОСТ 9.085-78 связан с биостойкостью СОЖ. При выборе конкретного состава сверяйтесь с его спецификацией и требованиями технологического процесса.

Практический контроль можно организовать по нескольким направлениям:

• Ежедневно измерять концентрацию водосмешиваемой СОЖ и сверять ее со спецификацией.

• Учитывать объем долива, чтобы видеть, на каких операциях расход растет.

• Проверять влажность стружки и работу оборудования для ее отделения от жидкости.

• Оценивать, возвращается ли СОЖ с деталей и отходов в систему.

• Очищать труднодоступные зоны станка и системы отвода стружки.

• Настраивать автоматический долив так, чтобы он поддерживал требуемый состав смеси.

Снабженцу и инженеру полезно обсуждать расход в привязке к операции, а не только к закупкам концентрата. Сопоставьте долив с режимом обработки, концентрацией, количеством стружки и работой оборудования возврата. Такой разбор помогает отличить проблемы состава от потерь, связанных с подачей, стеканием или сепарацией.

Часто задаваемые вопросы

Как уменьшить вынос СОЖ стружкой?

Начните с измерения концентрации и проверки возврата жидкости со стружки. Если отходы удерживают много СОЖ, рассмотрите сепаратор или центрифугирование. В источниках указано, что центрифуга может возвращать до 90% налипшей жидкости, а долив при ее наличии может снижаться до 2-4%. Результат зависит от организации участка и состояния системы.

Можно ли просто доливать воду, чтобы снизить расход концентрата?

Нет, долив воды без измерения концентрации может увести состав от спецификации. Для водосмешиваемых СОЖ концентрацию контролируют рефрактометром и корректируют водой или концентратом по результатам измерения. Отклонение более чем на ±5% от спецификации в приведенных рекомендациях служит ориентиром для корректировки состава.

Поможет ли увеличение подачи СОЖ сократить унос?

Не обязательно. Избыточный поток может размывать стружку по рабочей зоне, загрязнять оборудование и повышать износ направляющих. Подачу настраивают с учетом операции и системы отвода стружки. Для глубокого сверления в источниках приводится давление 70-100 bar, но эти значения нельзя автоматически переносить на другие процессы.

Зачем нужна центрифуга для стружки?

Центрифугирование отделяет СОЖ, удерживаемую стружкой, и позволяет вернуть ее в систему. В материалах указано, что центрифуга может возвращать до 90% налипшей жидкости. Ее применение также связывают со снижением долива до 2-4%, однако для оценки эффекта нужно учитывать поток стружки и организацию возврата.

Заключение

Снизить потери СОЖ помогает не одна настройка, а сочетание мер: контроль концентрации, подходящая подача, эффективное удаление стружки и возврат жидкости с отходов и деталей. Для оптимизации расхода СОЖ сначала определите, где именно возникает унос, затем проверьте состав и работу оборудования возврата.

Начните с учета долива и ежедневного измерения концентрации на участке. Одновременно проверьте влажность стружки, стекание жидкости с деталей и наличие зон накопления отходов. По результатам будет проще выбрать корректировку процесса, сепарацию или изменение способа подачи, не увеличивая расход вслепую.