Środki do obróbki skrawaniem: podstawy doboru, parametry, zastosowanie.
Środki smarne wodorozcieńczalne i oleje do obróbki skrawaniem to grupa produktów, która funkcjonuje w warunkach zmieniających się wymagań. Co warto wiedzieć na temat środków do obróbki skrawaniem? Wyjaśniamy.
Główne zadania środków do obróbki skrawaniem
Niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z chłodziwami wodorozcieńczalnymi, czy z olejami do obróbki skrawaniem, rola tych produktów zawsze jest podobna. Głównym ich zadaniem jest chłodzenie i smarowanie, czyli zmniejszenie tarcia między narzędziem a obrabianym materiałem oraz odprowadzanie powstałego w ten sposób ciepła.
Pozostałe funkcje opisywanych produktów to:
- zmniejszenie zużycia narzędzi
- zapewnienie skutecznej ochrony antykorozyjnej obrabiarek i części,
- wypłukiwanie wiórów lub opiłków ze strefy skrawania (dobre zmywanie powierzchni obrabianej),
- zapewnienie odpowiedniej jakości obrabianych powierzchni,
- zapobieganie powstawaniu zjawiska adhezji.
Wśród wymaganych właściwości cieczy obróbczej wymienia się natomiast:
- niskie parowanie
- odpowiednia smarność
- dobrą kompatybilność z materiałem,
- wysoką stabilność,
- obniżone wynoszenie się z materiałem i wiórami,
- minimalizowanie pienienia się,
- bezpieczeństwo dla operatorów i środowiska.
Ogólnie rzecz biorąc, produkty do obróbki skrawaniem są stosowane w klasycznych operacjach obróbki szlifierskiej i wiórowej, a także w operacjach smarowania mgłą olejową
Jeśli chodzi o skład chemiczny środków do obróbki skrawaniem, to do składu wchodzi olej bazowy oraz dodatki uszlachetniające. Wśród tych drugich znajdują się:
- dodatki poprawiające właściwości smarne, takie jak aktywne i nieaktywne przeciwzatarciowe (EP), przeciwzużyciowe (AW)
- dodatki wspomagające, takie jak antykorozyjne, antypienne, przeciwutleniające, przeciwdziałające powstawaniu mgły olejowej oraz inne.
Co brać pod uwagę przy wyborze środka do obróbki skrawaniem?
Warto brać pod uwagę następujące czynniki:
- jakie materiały lub stopy są obrabiane
- jakie operacje się wykonuje,
- jaki jest stopień trudności danej obróbki (głębokość skrawania, reżimy obróbki, etc..)
- uwzględnienie wymagań operacji następnych po obróbce skrawaniem (spawanie, malowanie, mycie, konserwacja etc..)
- jaki jest przewidywany czas i warunki składowania elementów po obróbce,
- jakie są wymagania w temacie zapachu i inne charakterystyki oleju,
- jakie są wcześniejsze doświadczenia związane z produktami i procesem.
Analiza powyższych czynników to jednak zaledwie początek w doborze środka. Niezbędne jest także przeprowadzenie prób technologicznych. Poniżej prezentujemy poglądowo przykładowe zastosowania zgodne z konkretnymi wymaganiami.
Przy szlifowaniu
Sprawdzają się ciecze obróbkowe, które tworzą z wodą roztwory, jak i oleje o niskiej lepkości. Często są stosowane środki obróbkowe emulsyjne półsyntetyczne, które tworzą z wodą nieprzezroczyste, mleczne emulsje, tak i przezroczyste produkty syntetyczne. Zadaniem opisanych środków będzie odprowadzanie wydzielającego się intensywnie ciepła, smarowanie i dobre wymywanie. Brane również pod uwagę własności antykorozyjne.
Przy frezowaniu
Tutaj warto wziąć pod uwagę, czy mamy do czynienia z obróbką zwykłą, czy dokładną. W tym pierwszym przypadku stosuje się emulsje olejowe bez dodatków EP o niskim stężeniu. Drugi scenariusz zakłada użycie produktów z dodatkami EP o wysokim stężeniu. Przy małych prędkościach frezowania stali kwasoodpornych, żaroodpornych i austenitycznych wykorzystywane są środki olejowe z dodatkami EP o klasie lepkości 46. Z kolei frezowanie kół zębatych wykonuje się najczęściej przy zastosowaniu preparatów z dodatkami EP o klasie lepkości 22 lub 32.
Przy wierceniu
Idealne będą emulsje wodno olejowe. W zależności od dokładności procesu stosuje się różne stężenie. Przy wierceniu dokładnym warto wdrożyć oleje z dodatkami EP o klasie lepkości 7 lub 10. Emulsje wodno olejowe stosuje się w materiałach nie wykazujących skłonności do występowania zjawisk adhezyjnych. Natomiast podczas wiercenia stali trudnoskrawalnych (na przykład ciągliwych, twardych), rekomendowane będą środki z aktywnymi dodatkami EP.
Przy toczeniu
Ta operacja także może być bardzo zróżnicowana. W przypadku toczenia wykańczającego, mamy do czynienia z niewielkim przekrojem warstwy skrawanej i większymi prędkościami. Dlatego najlepszym wyborem będą emulsje lub mikroemulsje z dodatkami EP o stężeniu 7 -10%. Natomiast przy toczeniu zgrubnym i średnio dokładnym, w zupełności wystarczą te same środki o stężeniu 6-8%. W przypadku stali zwykłych w zupełności sprawdzą się środki bez dodatków smarnych lub z dodatkami chemicznie nieaktywnymi. Z kolei przy stalach stopowych i austenitycznych wymagane są już preparaty olejowe z dodatkami smarnymi chemicznie aktywnymi (EP).
Do obróbki materiałów o różnym stopniu twardości
Jeśli ma się do czynienia ze stopami twardymi, to najlepiej zastosować oleje z chemicznie nieaktywnymi dodatkami. W przypadku obróbki materiałów ciągliwych dużo lepiej sprawdzą się natomiast środki z dodatkami EP chemicznie aktywnymi.
Jak widać, dobór odpowiedniego środka do tak specyficznych zastosowań nie jest łatwy. Wymaga sporego doświadczenia i w tym względzie najlepiej skonsultować się ze specjalistą.
Odpowiednio dobrane środki smarne do obróbki skrawaniem przynoszą następujące korzyści:
- pomagają uzyskać oczekiwane parametry obrabianych powierzchni,
- zapewniają bezpieczne środowisko pracy,
- przynoszą zyski w postaci otrzymanego jakościowego wyrobu,
- podnoszą wydajność procesów obróbki, niezależnie od rodzaju.
W kolejnym artykule poświęconym środkom do obróbki skrawaniem przedstawiamy i opisujemy gamę produktów FUCHS, które idealnie wpisują się w wymagania klientów. Zapraszamy do czytania.