Чтобы уменьшить нагревание при резании, а значит уменьшить износ фрез при обработке металла и продлить срок работы без переточки, применяют охлаждение.
Существует несколько способов охлаждения фрезы: жидкостью, поступающей струей от насоса при помощи шланга и направляемой на фрезу; жидкостью, поступающей тонкой струей в зону резания; жидкостью, распыленной в виде тумана; углекислым газом и другими газообразными охлаждающими веществами. Некоторые жидкости, применяемые при фрезеровании, служат не только для охлаждения инструмента и обрабатываемой детали, но и для уменьшения трения между режущими элементами зуба и обрабатываемой поверхностью. Такие жидкости называются охлаждающе-смазочными (рис. 1).
Рис. 1. Охлаждающие и охлаждающе-смазочные жидкости
Применение охлаждающе-смазочных жидкостей облегчает отделение стружки и улучшает качество обработанной поверхности. Жидкости, подаваемые в зону резания под давлением, вымывают стружку из впадин между зубьями, облегчая условия работы инструмента.
Для охлаждения инструмента и обрабатываемой детали применяют водный раствор соды, содержащий 5-10 % соды. Сода предохраняет от коррозии станки, приспособления и обрабатываемые детали. Вместо водного раствора соды можно применять Водный раствор тринатрийфосфата с прибавлением антикоррозийных присадок Na2C3O7 или Na2O3.
Наиболее распространенными охлаждающе-смазочными жидкостями являются эмульсии - раствор мыла в минеральных маслах, тщательно смешанный с водой, - которые обладают хорошими охлаждающими и удовлетворительными смазочными свойствами. При легких фрезерных работах применяют водную эмульсию, представляющую 6%-ный водный раствор эмульсола. При получистовой и черновой обработках применяют масляную эмульсию, содержащую кальциевую соль олеиновой кислоты, которая образует на обрабатываемой поверхности тончайшую пленку, обеспечивающую смазку режущей кромки.
При обработке с большими сечениями стружки применяют охлаждающе-смазочные жидкости, образующие прочную масляную пленку, не разрушающуюся при высокой температуре и большой силе резания. К ним относятся сульфофрезолы (осерненные минеральные масла) и смешанные масла (минеральное масло в смеси с продуктом, содержащим жирные кислоты, как, например, стеариновая, пальмитиновая, олеиновая).
Охлаждающую и охлаждающе-смазочную жидкость следует подавать обязательно непрерывной струей и сначала момента резания. Количество подаваемой жидкости при черновой обработке доводят до 30 л/мин, а при чистовой - до 6 л/мин.
Если охлаждающую и охлаждающе-смазочную жидкости подавать непосредственно в зону резания (рис. 2) тонкой струей со стороны задней поверхности зуба, то получается наибольший эффект и стойкость фрезы повышается в 3-5 раз. Для этого жидкость подводят к фрезе через специальную трубку-насадку с отверстиями диаметром 0,2-0,3 мм под давлением 15-20 кг/см2 и выше от насоса высокого давления.
Рис. 2. Схема охлаждения зуба фрезы тонкой струей
Если охлаждающую и охлаждающе-смазочную жидкости подавать непосредственно в зону резания распыленной струей в виде тумана, то стойкость фрез повышается в 2-4 раза. Этот метод особенно эффективен при чистовом фрезеровании, когда срезают тонкие слои металла. Для этой цели станок оснащают смесителем с эмульсией. К смесителю подводят сжатый воздух из заводской сети давлением 4-5 кг/см2, который распыляет эмульсию в мельчайшие, невидимые простым глазом капельки, образующие туман, температура которого около 0°. Попав в зону соприкосновения зуба фрезы с обрабатываемой деталью, распыленная жидкость не только поглощает выделяемое при резании тепло, но и выполняет роль смазки.
Кроме жидкостей, для повышения стойкости фрез применяют газообразные охлаждающие материалы - сжатый воздух, азот и углекислый газ. Углекислый газ в жидком виде под давлением 60 кг/см2 подается к станку из баллона по трубопроводу. Через наконечник с мелкими отверстиями (диаметром 0,2-0,3 мм) углекислота подается в зону резания при температуре до -40°.
Охлаждение углекислым газом рекомендуется при фрезеровании деталей из титана, нержавеющей и жаропрочной стали, хрома, никеля и других труднообрабатываемых материалов.
На авиационном заводе фирмы Дуглас в США детали из очень вязких сталей, а также из титановых и жаропрочных сплавов фрезеруют охлажденной до -57° С жидкостью, что по данным фирмы повышает стойкость режущего инструмента на 600-900%. Для этого станок оборудован специальным охладительным баком, вмещающим 200 л охлаждающе-смазочной жидкости, которая охлаждается до требуемой температуры добавкой в бак сухого льда.
