Środki do obróbki skrawaniem: podstawy doboru, parametry, zastosowanie.

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.