Механическая обработка металлов выбросы

Когда говорят про выбросы при механической обработке металлов, многие сразу думают про большие трубы и фильтры на крыше. Но часто главная пыль и стружка — те, что не долетают до вытяжки. Вот с этого и начнем.

Откуда берутся основные выбросы: неочевидные точки

В теории все просто: есть станок, есть система отсоса. На практике — стружка от алюминиевой отливки при фрезеровке разлетается так, что местный отсос на старом 6Р13 не справляется. Особенно если заготовка крупная, и подвод СОЖ затруднен. Здесь выбросы — это не только аэрозоль, но и мелкодисперсная пыль от сухой обработки графитосодержащих сплавов, которую часто игнорируют.

Вспоминается случай на одном из старых производств по обработке латунного проката. Ставили универсальный отсос, но забыли про зону загрузки-разгрузки деталей с остатками эмульсии. В итоге — пятна на полу и постоянный запах. Потом уже догадались сделать местные укрытия. Это к вопросу о комплексном подходе.

Или взять шлифовку. Казалось бы, мокрый процесс. Но при полировке пресс-форм из инструментальной стали абразивная пыль смешивается с водой и оседает в вентиляционных каналах, если не предусмотреть сепарацию на входе. Чистить потом — отдельная история.

Связь с литьем и прокатом: почему исходный материал решает

Тут важно понимать цепочку. Если поступает отливка с дефектом поверхности или внутренней пористостью — при механической обработке резко возрастает количество сколов и неравномерной стружки. Это влияет на стабильность процесса и, как следствие, на образование аэрозоля. Некачественная заготовка — больше проходов, больше износ инструмента, больше выбросов.

Наше предприятие, ООО Дэян Хунгуан Интеллектуальное Оборудование (https://www.dyhgzn.ru), как комплексное производство, интегрирующее разработку, литье и прокат цветных металлов, с этой проблемой сталкивается напрямую. Когда литейный участок и механообработка находятся в одной технологической цепи, проще контролировать качество отливки под конкретную операцию резания. Например, для последующей чистовой фрезеровки мы специально оптимизируем структуру сплава в отливке, чтобы минимизировать образование липкой стружки, которая забивает фильтры.

С прокатом та же история. Неоднородность по твердости в прутке из медного сплава может привести к вибрации при токарной обработке и сбросу стружки неравномерной фракции. Это проблема для систем аспирации, рассчитанных на определенный тип отходов. Поэтому наш отдел разработки всегда держит связь с технологами механического участка.

Оборудование и 'кустарные' решения

Идеальных готовых решений нет. Зарубежные станки с закрытыми контурами часто не рассчитаны на наши объемы и разнообразие сплавов. Приходится дорабатывать. Например, стандартный кожух на фрезерном центре может не перекрывать зону вылета длинной оправки. Знакомый технолог из соседнего цеха просто сварил из оцинковки дополнительный отсекатель с гибкими шторками — эффективность местного отсоса выросла процентов на 30.

Но тут есть тонкость. Такие доработки иногда нарушают баланс воздушных потоков в общей системе вентиляции. Бывало, что мощный отсос у одного станка 'обкрадывал' соседний, и там начинался обратный выброс пыли. Приходится считать не по максимуму, а по балансу.

В этом плане интересен подход, который мы пробуем внедрять на https://www.dyhgzn.ru для собственных нужд. Для серийной обработки своих отливок из алюминиевых и медных сплавов проектируем участки не просто как набор станков, а как единую систему с зонированием по классам чистоты и общим аспирационным узлом с многоступенчатой очисткой. Ключевое — расчет под конкретный тип стружки и пыли.

Промахи и уроки: когда теория отрывается от практики

Один из самых показательных провалов — попытка поставить супермощный фильтр тонкой очистки (НЕРА) сразу после зоны грубой обработки чугуна. Фильтр, конечно, быстро забился графитовой пылью, а обратная промывка не справлялась. Дорогостоящий элемент вышел из строя за месяц. Ошибка была в том, что не учли необходимость надежного циклона или мокрого скруббера на первой ступени.

Другой момент — экономия на обогреве вытяжных воздуховодов в неотапливаемом цеху зимой. Конденсат смешивался с металлической пылью, образовывалась 'каша', которая забивала все наглухо. Пришлось демонтировать и чистить вручную. Теперь это обязательный пункт в техзадании.

Или вот история с СОЖ. Перешли на одну современную, более эффективную смазочно-охлаждающую жидкость. Обработка пошла лучше, но выяснилось, что ее мелкодисперсный туман хуже улавливается маслоотделителями старого типа. Пришлось менять и их. Получился комплексный и дорогой пересмотр всей системы под один параметр.

Что в итоге? Мысли вслух

Главный вывод, который напрашивается — бороться нужно не с выбросами вообще, а с их источником и причиной. Иногда проще и дешевле оптимизировать режим резания (скорость, подачу, геометрию инструмента), чтобы стружка была более ломкой и легкоуловимой, чем ставить дополнительную фильтрацию.

Второе — нельзя разделять процессы. Качество литья и проката, стойкость инструмента, правильный выбор СОЖ и эффективность системы аспирации — это одно целое. На сайте ООО Дэян Хунгуан мы как раз акцентируем, что являемся комплексным предприятием. Это не для красоты слов, а из практической необходимости контролировать всю цепочку — от разработки состава сплава до образования отходов при механической обработке.

И последнее. Никакая система не работает сама по себе. Самый совершенный фильтр забьется, если оператор не следит за состоянием желоба для стружки или использует неподходящий режим. Поэтому все упирается в понимание физики процесса каждым, кто стоит у станка. Без этого любые инвестиции в экологию дают лишь временный результат. Вот о чем на самом деле стоит говорить, когда поднимается тема выбросов в металлообработке.