选择正确的 CNC 冷却液：类型、用途和最佳实践

机械师经常利用数控机床冷却液来减轻数控加工过程中切削刀具或材料过热的影响。这些冷却剂作为润滑剂和冷却机制非常有效，并有助于排屑。

本文讨论 CNC 冷却液的工作原理及其输送技术。您还将了解数控机床中冷却液的重要性、类型等。让我们开始吧！

什么是数控冷却液？

CNC 冷却剂或切削液是一种工业流体，常用于金属切削操作以提高效率。 CNC加工冷却液由特殊化学添加剂经科学复配浓缩配制而成。其主要成分包括动物脂肪、水、石油馏分、植物油等原料。

这些冷却剂提高了数控机床切割高密度塑料、玻璃纤维和金属等材料的能力，同时减少了高温积聚。

冷却系统如何工作？

在 CNC 加工操作期间，CNC 机床冷却剂混合物流过工作区域。冷却液像洪水一样冲走工作区域的切屑和颗粒。然后流入机器底部的集水槽，您必须将其泵送并再循环到工作区域以供连续使用。

冷却液在高速加工时冷却工件，在低速加工时润滑切削刀具。因此，数控冷却液可以保护刀具免受腐蚀并防止工件变形，从而延长刀具的使用寿命。为了确保最佳性能，您必须监控、维护和调整中央和单个 CNC 机床冷却液系统。

然而，小型冷却剂系统使用效率较低的组件进行油分离和过滤，导致浓度水平发生一致的变化和更大的变化。因此，最好在小型系统中使用不易受到刨花污染的冷却剂。

数控机床中的各种冷却剂输送

不同的数控机床使用具有不同特性和压力的冷却液。因此，选择 CNC 机床理想的冷却剂输送机制至关重要。未能选择合适的压力会导致车间资源快速耗尽，而错误的压力可能会损坏工件或数控刀具。以下是数控机床中一些常见的冷却液输送类型：

雾气冷却机制

这种冷却剂输送方法使用低压，适合于热量和切屑去除不是主要问题的操作。因此，由于不施加高压，雾冷却不会使工具和工件承受额外的应力。

风冷机制

空气冷却技术对于润滑目的来说并不理想，但有助于减少热量和提取切屑。空气冷却输送效果较差，因为它不含油或水基冷却剂。

此外，在处理更敏感的材料时，空气冷却机制非常适合与工件直接接触。但它适用于易受热冲击或快速膨胀的塑料材料，因为直接冷却剂通常会导致零件收缩。

最低质量润滑剂 (MQL) 机制

每个 CNC 车间的首要任务是通过提高车间效率、增加产量和降低成本来获得竞争优势。因此，由于 MQL 的环境效益，CNC 车间经常采用 MQL。

MQL 机构通过使用所需量的冷却液来降低成本和材料浪费。它们通常呈非常细的雾或气溶胶形式，提供充足的冷却剂以有效地执行规定的操作。

高压机制

高压 CNC 机床冷却液输送使用大于 1,000 psi 的压力来在加工操作期间去除切屑。该方法非常适合提取和排出切屑，因为它将切屑从材料上吹走。

此方法中使用的压力可能会损坏微直径工具，即使它可以快速有效地冷却零件。因此，该方法与数控钻孔或深腔操作兼容，并且可以使用冷却液或内置冷却液罐轻松运输。

加工冷却液分为四大类及其各自的配方。然而，根据其效率和综合性能，考虑所涉及的材料和加工工艺，选择冷却液将有所帮助。以下是常见的机器冷却液类型。

合成流体

这些冷却剂是最清洁的，因为它们不含石油或矿物油。合成液包含防锈剂和在水中分解的化学润滑剂。这些液体与水混合产生金属加工液。因此，该数控冷却液具有冷却能力强、防腐蚀、易于维护、润滑等特点。

此外，由于合成液具有出色的冷却能力，因此主要用于表面磨削等高温、高速加工工艺。重型合成液非常适合处理多种机械加工操作。

根据其成分，合成物分为简单合成物和复杂合成物或可乳化合成物。简单的合成材料或真正的解决方案通常用于轻型磨削。另一方面，复杂的合成浓缩物含有适合中型至重型加工程序的合成液。更重要的是，复杂的合成润滑剂可以在加工操作中实现高速和进给。

优点

合成液具有高度的微生物控制能力和出色的抗酸败性。
这些润滑剂具有出色的耐腐蚀性和高冷却能力。
与水混合后，它们具有更高的稳定性。
合成材料清洁且适合各种加工操作，因此易于维护。

缺点

机器流体，例如润滑油，很容易污染合成流体。因此，您必须有效地管理和维护这些液体。
尽管合成材料不易受到油基液体相关问题的影响，但由于中度至高度搅拌条件，它们会产生细雾或泡沫。

半合成流体

半合成油是合成油（聚合物）和可溶性油的混合物。这些液体含有约 2-30% 的矿物油或石油，浓度可水膨胀。半合成液的剩余部分由水和乳化剂组成。浓缩物中的其他成分包括杀菌剂添加剂、润湿剂和腐蚀抑制剂。它们通常被称为预化学乳液，因为水是其主要成分，并在浓缩物生产过程中与水乳化。

这些半合成液体通常是半透明的。然而，它们的特性可以从稍微半透明到不透明不等。此外，许多这些半合成材料具有良好的热敏感性。因此，半合成油分子包围着切削刀具，确保更好的润滑性。

优点

它们是适合中型至重型应用的出色润滑剂。
由于半合成流体具有出色的润湿和冷却性能，因此可以以更快的进给速度和更高的速度进行切削。
这些液体粘度低，具有更好的沉降和清洁性能。

缺点

水硬度会损害半合成液体的稳定性，导致硬水浮渣沉积。
这些液体很容易起泡，因为它们的清洁添加剂提供的润滑作用比可溶性油少。

纯油

这些油是从石油、矿物油、动物油和其他成分（如化合物、蔬菜和脂肪）中提取的。这些直油有时含有其他成分，例如磷、硫和氯添加剂。直油通常不溶于水，可提供最佳的润滑、防锈、更长的油底壳寿命且易于维护。

由于细菌只会在含水的液体中繁殖，因此纯油不会变酸。这些油可以减轻切削刀具切削材料时产生的力，实现干净的切削，以确保工件的光滑表面光洁度。

优点

纯油可提供良好的润滑性并减少加工操作中的摩擦。
它们可确保出色的光洁度并最大限度地减少工具磨损。
这些油通常价格实惠，并且与机械和设备中常用的多种材料（例如青铜、钢和铁）具有高度相容性。

缺点

纯油的冷却性能较差。
由于其高降解特性，它们通常需要更高的维护和换油量。
这些油并不适合特定的高性能应用。
如果处理不当，纯油会对环境产生不利影响。

可溶性油

可溶性油，也称为乳液或水溶性油，是一般加工用途的极佳冷却剂选择，通常用于水溶性切削液。水溶性油与水混合时通常会形成乳液。混合物的结果包括基础矿物油和乳液以产生金属加工液。稀释后性能良好，具有优异的润滑性和传热性能。

可溶性油价格便宜，常用于金属加工行业。它们含有 60-90% 的石油、乳化剂或矿物油，在加工过程中粘附在工件上。它非常适合润滑，与一定量的防锈剂混合后可提供优异的防锈性能。

优点

由于水和油的混合物，这些油有助于更好的冷却和润滑。
可溶性油具有多种用途，非常适合轻型和中型作业，包括各种黑色金属和有色金属应用。
您可以使用重型可溶性油来配合使用直油处理的攻丝和拉削等操作。

缺点

如果维护不当，冷却剂箱会促进细菌和真菌的微生物生长。
混合物中的油会导致防锈问题、蒸发损失和杂油污染。

了解数控机床冷却液浓度

在数控机床中使用错误浓度的冷却液可能会导致多种并发症。因此，了解如何使用合适的数控机床冷却液配比以达到最佳效果至关重要。使用低于 CNC 机床最低要求的冷却液浓度会带来某些风险。其中包括：

微生物生长
切削刀具磨损更快
零件和机械腐蚀

另一方面，冷却液浓度过高带来的风险包括：

起泡
毒性
集中浪费
减少热传导
润滑不良
机械和机加工零件变色
残留物堆积导致工具退化

CNC冷却液浓度图

下面是包含 CNC 冷却液浓度水平变化的冷却液浓度图表：

材料铣削车削钻孔攻丝铜可溶性油可溶性油可溶性油可溶性油铝矿物油或可溶性油（含96％水）矿物油可溶性油（或）10％脂肪可溶性油（含70-90％水）矿物油与25％基础油混合青铜可溶性油可溶性油可溶性油矿物油可溶性油30%猪油低碳钢及工具钢可溶性油75%矿物油加25%猪油可溶性油矿物油含25%-40%猪油可锻铸铁可溶性油可溶性油可溶性油合金钢90%矿物油含10%猪油75%矿物油含25%硫基础油可溶性油70%矿物油含30%猪油油黄铜可溶性油（含水量96%）矿物油含10%脂肪可溶性油矿物油含10% – 20%猪油铸铁干干干25%猪油含80%矿物油或干