Khám phá vai trò quan trọng của dầu cắt gọt trong gia công CNC, tập trung vào cách chúng nâng cao tuổi thọ dụng cụ, cải thiện bề mặt hoàn thiện và đảm bảo thoát phoi hiệu quả, phù hợp với các công nghệ gia công CNC chính xác của Caspi.
Chất lỏng cắt là một chất được thiết kế chuyên dụng cho các quy trình gia công và gia công kim loại, đóng vai trò vừa là chất bôi trơn vừa là chất làm mát trong các quy trình này. Chất lỏng này thường được sử dụng khi quá trình gia công đang diễn ra. Chất lỏng cắt có thể được sử dụng bằng cách ngập, phun tia chất lỏng, phun sương, v.v.
Các loại dầu cắt gọt
Có nhiều loại chất lỏng cắt khác nhau được phân biệt theo pha, thành phần, nguồn gốc và phương pháp ứng dụng. Tuy nhiên, chúng có thể được phân loại chung như sau.
Dầu hòa tan (nhũ tương)
Dầu hòa tan là nhũ tương ổn định được hình thành bằng cách thêm dầu khoáng vào nước theo tỷ lệ quy định (thường là 1-20% dầu so với nước). Các thành phần khác tạo nên dầu hòa tan là:
- Chất nhũ hóa như natri sulfonat, cho phép các giọt dầu hòa trộn với nước bằng cách giảm sức căng bề mặt của nước;
- Các chất phụ gia đóng vai trò là tác nhân kết nối hoặc cải thiện khả năng chống ăn mòn;
- Thuốc diệt khuẩn ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn;
- Phụ gia chống mài mòn giúp cải thiện khả năng bôi trơn.
Dầu hòa tan là loại chất lỏng cắt rẻ tiền nhất và phổ biến nhất được sử dụng trong các hoạt động gia công. Chúng có đặc tính làm mát tốt và bôi trơn trung bình. Chúng phù hợp nhất với các hoạt động cắt nhẹ.
Dầu thẳng
Dầu thẳng là dầu khoáng không nhũ hóa được sử dụng mà không cần thêm nước. Dầu động vật và thực vật ban đầu được sử dụng làm chất bôi trơn dầu tinh khiết trong quá trình cắt kim loại. Mặc dù khả năng phân hủy sinh học của chúng khiến chúng thân thiện với môi trường, nhưng chúng đắt tiền và phân hủy nhanh. Do đó, hiện nay chúng chỉ được sử dụng làm chất phụ gia cho dầu mỏ và dầu khoáng để cải thiện khả năng bôi trơn. Dầu khoáng là hydrocarbon gốc dầu mỏ thu được từ quá trình tinh chế dầu thô. Chúng có thể chứa các chất phụ gia như clo, phốt pho và lưu huỳnh là các chất phụ gia chịu áp suất cực cao để giảm mài mòn dụng cụ.
Chất lỏng tổng hợp
Các chất lỏng gốc nước này cạnh tranh với dầu khoáng và dầu gốc dầu mỏ. Chúng được hình thành bằng cách hòa tan các hợp chất hóa học hữu cơ và vô cơ trong nước, cùng với các chất phụ gia. Các chất phụ gia bao gồm chất phụ gia bôi trơn, chất ức chế rỉ sét và chất ức chế ăn mòn. Tất cả các chất phụ gia này đều cải thiện các đặc tính như bôi trơn vốn sẽ bị ảnh hưởng bởi hàm lượng nước trong chất lỏng.
Chất lỏng bán tổng hợp
Chất lỏng bán tổng hợp là sự kết hợp của chất lỏng tổng hợp, chất lỏng gốc nước và nhũ tương dầu hòa tan. Chúng chứa hỗn hợp 5-50% dầu khoáng, phụ gia và hợp chất hóa học hòa tan trong nước để tạo thành nhũ tương siêu nhỏ với kích thước hạt 0,1-0,01mm. Chất lỏng bán tổng hợp kết hợp các đặc tính của cả dầu hòa tan và chất lỏng tổng hợp.
Chức năng của dầu cắt gọt trong quá trình gia công CNC
Làm mát
Trong quá trình gia công cắt kim loại, nhiệt được tạo ra trong phôi, phoi và dụng cụ cắt do ma sát giữa dụng cụ cắt và bề mặt của phôi. Nhiệt cũng được tạo ra do biến dạng dẻo của kim loại tại vùng cắt. Nhiệt này có một số tác động không mong muốn bao gồm giãn nở nhiệt, phản ứng hóa học như oxy hóa, hàn bề mặt và nhiều tác động khác. Chất lỏng cắt có tác dụng làm mát dụng cụ và phôi, do đó ngăn ngừa những tác động này.
Bôi trơn
Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng trong quá trình gia công là ma sát. Sự kết hợp giữa nhiệt và ma sát có xu hướng hàn các bề mặt lại với nhau. Chất lỏng cắt làm giảm ma sát bằng cách tạo ra một lớp mỏng giữa phoi và dụng cụ, làm giảm hiệu quả tiếp xúc giữa chúng. Bôi trơn cũng làm giảm mài mòn của dụng cụ cắt và giảm mức tiêu thụ năng lượng của quá trình gia công.
Phòng ngừa ăn mòn
Chất ức chế rỉ sét và ăn mòn có trong chất lỏng cắt ngăn ngừa sự ăn mòn các bộ phận máy và bề mặt gia công. Chất lỏng cắt dầu khoáng ngăn ngừa quá trình oxy hóa bằng cách tạo thành một lớp bảo vệ rất mỏng trên các bề mặt tiếp xúc.
Cải thiện tuổi thọ của dụng cụ
Bằng cách tản nhiệt, giảm ma sát và mài mòn, ngăn ngừa ăn mòn và rỉ sét, dầu cắt gọt làm giảm đáng kể độ mài mòn của dụng cụ, do đó cải thiện tuổi thọ của dụng cụ.
Loại bỏ Chip
Trong một số quy trình gia công như phay và khoan, phoi có xu hướng tích tụ xung quanh vùng cắt. Sự tích tụ của các phoi này có thể ức chế quá trình cắt. Dầu cắt gọt cũng có tác dụng rửa trôi phoi khỏi vùng cắt.
Cải thiện bề mặt hoàn thiện
Bằng cách ngăn chặn sự giãn nở vì nhiệt và những thay đổi về tính chất trong phôi, chất lỏng cắt góp phần tạo nên bề mặt hoàn thiện tốt cho các bộ phận gia công.
Tính chất của dầu cắt gọt
Sau đây là một số tính chất mà một loại dầu cắt tốt cần có.
- Độ dẫn nhiệt cao : Độ dẫn nhiệt là thước đo mức độ dẫn nhiệt của một chất. Trong trường hợp dầu cắt gọt , là mức độ dẫn nhiệt ra khỏi phôi và dụng cụ.
- Nhiệt dung cao : Nhiệt dung của chất lỏng cắt càng cao thì khả năng hấp thụ nhiệt trước khi nóng hoặc sôi càng lớn.
- Độ nhớt thấp : Độ nhớt thấp của dầu cắt gọt cho phép chảy dễ dàng. Nó cũng ngăn ngừa sự hình thành bùn do sự trộn lẫn của phoi với chất lỏng.
- Không ăn mòn : Chất lỏng cắt tốt sẽ không ăn mòn phôi hoặc dụng cụ.
- Chống ăn mòn và oxy hóa : Ngoài việc không ăn mòn, dầu cắt tốt còn phải ngăn ngừa các bộ phận bị ăn mòn và oxy hóa.
- Không độc hại : Xét đến khả năng tiếp xúc với con người hoặc môi trường, một loại dầu cắt tốt không được độc hại với cả con người và môi trường.
- Không phản ứng về mặt hóa học : dầu cắt gọt không được thực hiện phản ứng hóa học với các bề mặt mà chúng tiếp xúc. Điều này không chỉ làm hỏng các bề mặt này mà còn làm giảm chất lỏng.
- Không mùi : Để tránh bất kỳ mùi nào còn sót lại trên máy hoặc bộ phận gia công, chất lỏng cắt tốt phải không có mùi.
- Đủ trong suốt : Dung dịch cắt tốt phải đủ trong suốt để không cản trở tầm nhìn của phôi.
- Tính ổn định : Dầu cắt tốt sẽ không bị phân hủy nhanh khi sử dụng hoặc khi lưu trữ.
Phương pháp ứng dụng và sử dụng chất lỏng cắt trong gia công CNC
Các chức năng của chất lỏng cắt được đề cập ở trên áp dụng cho các quy trình gia công CNC. Tuy nhiên, có nhiều quy trình gia công khác nhau với nhiều phương pháp ứng dụng khác nhau.
- Phay CNC : Trong các hoạt động phay CNC, phôi của bạn đứng yên trong khi dụng cụ cắt di chuyển. Trong hoạt động này, dầu cắt gọt được áp dụng tốt nhất bằng cách ngập.
- Khoan CNC : Mục đích chính của chất lỏng cắt trong khoan CNC là loại bỏ phoi và làm mát. Không thực sự cần thiết phải bôi trơn vì khả năng hình thành các cạnh tích tụ là thấp. Nên sử dụng phương pháp phun chất lỏng cắt.
- Tiện CNC : Quá trình này diễn ra ở tốc độ rất cao do đó làm mát là rất quan trọng. Xem xét rằng phôi quay. Phun chất lỏng cắt là phù hợp.
Lựa chọn chất lỏng cắt phù hợp cho quy trình gia công CNC của bạn
Việc lựa chọn dung dịch dầu cắt gọt phụ thuộc vào một số yếu tố bao gồm loại dụng cụ cắt, vật liệu phôi và hoạt động gia công.
Loại dụng cụ cắt
Dụng cụ cắt có thể rất nóng. Điều này khiến chúng dễ bị sốc nhiệt hơn, hiện tượng các bộ phận khác nhau của dụng cụ cắt giãn nở theo các mức độ khác nhau.Dầu cắt gọt tổng hợp có khả năng làm mát rất cao được khuyến nghị cho loại dụng cụ này.
Thép tốc độ cao cũng nóng, nhưng không nóng bằng dụng cụ cacbua. Dầu hòa tan và chất lỏng bán tổng hợp là phù hợp.
Vật liệu phôi
Kim loại là vật liệu phôi phổ biến nhất cần đến chất lỏng cắt. Sau đây là một số kim loại được gia công nhiều nhất và chất lỏng cắt phù hợp của chúng.
- Thép – Dầu khoáng có chứa phụ gia bôi trơn
- Thép hợp kim – Dầu đồng lưu huỳnh hoặc dầu khoáng
- Nhôm – Dầu hòa tan hoặc dầu khoáng không có lưu huỳnh hoạt tính (lưu huỳnh hoạt tính làm ố nhôm)
- Đồng – Dầu hòa tan
- Thép không gỉ – Dầu khoáng chứa phụ gia chịu áp suất cực cao tuyệt vời
- Gang – Không có
Hoạt động gia công
Các hoạt động gia công tương đối dễ dàng như tiện, phay, tạo hình và khoan diễn ra ở tốc độ tương đối cao. Ở tốc độ như vậy, cần phải làm mát ở mức độ cao. Chỉ cần bôi trơn vừa phải và các đặc tính áp suất cực cao. Do đó, chất lỏng tổng hợp phù hợp nhất cho các hoạt động như vậy. Mặc dù có thể sử dụng dầu hòa tan
Mặt khác, các hoạt động gia công khó như doa và cắt ren đòi hỏi phải bôi trơn tốt. Các hoạt động này diễn ra ở tốc độ thấp và áp suất cao, do đó cần có chất lỏng cắt có đặc tính bôi trơn tuyệt vời và chịu áp suất cực cao. Dầu khoáng có chứa phụ gia chịu áp suất cực cao là lựa chọn tốt nhất.
