Wie sich Schneidflüssigkeiten auf Bearbeitungsprozesse auswirken

Die Präzisionsbearbeitung erfordert CNC-Maschinen, die strukturell steif und gut gewartet sind, hochwertige Schneidwerkzeuge und normalerweise Schneidflüssigkeiten. Kühlschmierstoffe gehören zu den am meisten unterschätzten Bestandteilen eines erfolgreichen Zerspanungsprozesses und spielen dennoch eine wichtige Rolle für Effizienz und Qualität. Sie stellen jedoch auch Herausforderungen dar, denen sich die Maschinenwerkstatt stellen muss.

Gründe für die Verwendung von Schneidflüssigkeiten in Präzisionsmaschinenwerkstätten

Schneidflüssigkeit wird an die Stelle geleitet, an der das Schneidwerkzeug Material vom Werkstück abträgt. Das Abscheren von Metall erzeugt viel Wärme, von der der größte Teil in den Span und der Rest in das Werkzeug selbst gelangt. Schneidflüssigkeit kühlt die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück, was mehrere Vorteile hat:

• Verhindert das Anhaften von Spänen am Schneidwerkzeug
• Verringert den Temperaturschock des Werkzeugs (ein besonderes Problem bei unterbrochenen Schnitten)
• Hält das Werkstück ausreichend kühl, um Oxidation zu vermeiden
• Minimiert die Ausdehnung des Schneidwerkzeugs

Zusammen reduzieren diese den Werkzeugverschleiß und erhöhen die Standzeit. Dies verhindert die schlechte Oberflächengüte, die auf dem Teil resultieren würde. Darüber hinaus minimiert das Kühlhalten des Werkzeugs die Ausdehnung, was zu geringeren Maßabweichungen zwischen den bearbeiteten Teilen führt. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass ein kühlerer Schneidschnittstellenkühler eine schnellere Metallentfernung ermöglicht.

Andere Funktionen, die von Schneidflüssigkeit erfüllt werden, sind:Schmieren des Schneidvorgangs, Entfernen von Spänen und Hinterlassen einer Rostschutzbeschichtung auf dem Werkstück.

Die Schmierung senkt die Schnittkräfte, was höhere Geschwindigkeiten und Vorschübe ermöglicht. Die Entfernung von Spänen ist wichtig, da sie sonst das Werkstück markieren oder die Fähigkeit der Maschine beeinträchtigen könnten, das Werkzeug an eine bestimmte Position zu bewegen. Beim Schleifen hilft Kühlmittel, die Scheibe frei von Schmutz zu halten.

Arten von Schneidflüssigkeiten

Werkstätten können zwischen vier Typen wählen. Diese sind:

• Mineralöle
• Wasserlösliche Flüssigkeiten
• Luft/andere Gase
• Feste Pasten

Für jeden dieser Hersteller bieten eine breite Palette von Formulierungen. Eine Präzisionsmaschinenwerkstatt versucht normalerweise, die Flüssigkeit an das zu schneidende Metall und die Art der Bearbeitung anzupassen, die sie ausführen.

Mineralöle eignen sich gut zur Schmierung und widerstehen hohem Druck, leisten aber im Allgemeinen keine gute Arbeit bei der Wärmeabfuhr. Die wasserlöslichen Flüssigkeiten bieten eine bessere Kühlung, sind aber weniger effektiv als Schmiermittel.

Bei manchen Bearbeitungsvorgängen reicht es aus, nur einen Luftstrahl auf die Schnittstelle zu richten. Magnesium ist ein Metall, wo dies geschieht. Einige Maschinisten blasen sogar Freon oder CO2 auf niedrigere Temperaturen.

Feste Pasten werden bei spezialisierten Schneidvorgängen verwendet, insbesondere beim Gewindeschneiden oder Gewindeschneiden.

Durch Schneidflüssigkeiten verursachte Probleme

Das größte Problem bei flüssigen Kühlmitteln ist Nebel, der in die Luft gelangt. Dies wird von Personen, die in der Nähe arbeiten, leicht eingeatmet, selbst in der Nähe von geschlossenen CNC-Maschinen. Da Schneidflüssigkeit Biozide enthält, um die Ansammlung von Bakterien zu verhindern, ist sie potenziell sehr schädlich.

Andere Probleme sind Verschüttungen, Gerüche und Maschinenreinigung. Verschüttungen sind normalerweise das Ergebnis von Flüssigkeit, die von Teilen tropft, wenn sie aus der Maschine genommen werden. Sie müssen aufgewischt werden, um Unfälle zu vermeiden, und wenn sie zurückgelassen werden, können sie schnell Gerüche entwickeln, die Maschinenwerkstätten ihr charakteristisches Aroma verleihen.

In Werkzeugmaschinen eingebaute Kühlschmierstoffsysteme müssen regelmäßig gewartet werden. Filter müssen regelmäßig herausgenommen und gereinigt oder ersetzt werden, und die gesammelten Späne müssen ebenfalls entfernt werden. Die Späneentsorgung ist selbst ein Problem, da die Verunreinigung der Schneidflüssigkeit die Recyclingmöglichkeiten einschränkt.

Minimale Kühlmittelzufuhr und Trockenbearbeitung

Um die Probleme mit Schneidflüssigkeiten zu vermeiden, versuchen einige Maschinenwerkstätten, das notwendige Minimum zu verwenden, während andere ganz darauf verzichten. Minimale Kühlmitteltechniken beruhen auf der Bereitstellung eines Nebels, der ausreicht, um die Temperaturen zu senken, teilweise durch Verdunstung. Dies hilft, erfordert jedoch eine genaue Kontrolle und stellt dennoch einige gesundheitliche und ökologische Herausforderungen dar.

Die Alternative ist die Maschinentrocknung. Dies ist mit der richtigen Präzisionsbearbeitungstechnologie machbar, erfordert jedoch oft niedrigere Metallabtragsraten. Die wichtigste Änderung besteht in der Verwendung von Schneidwerkzeugen, die viel höheren Temperaturen standhalten, und bei unterbrochenen Schnitten einem thermischen Schock. Geeignete Werkzeugmaterialien sind kubisches Bornitrid, polykristalliner Diamant, Keramik und einige Spezialkarbide.

Schneidflüssigkeiten im Herzen der Präzisionsbearbeitung

Das Erzielen einer konstant hochwertigen Arbeit aus der CNC-Bearbeitung hängt von der Wärmeregulierung an der Werkzeug-Werkstück-Schnittstelle ab. Die meisten Präzisionsmaschinenwerkstätten tun dies durch sorgfältige Auswahl der von ihnen verwendeten Schneidflüssigkeiten:Andere haben die Trockenbearbeitung mit den damit verbundenen Kompromissen übernommen.

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