Zerspanungsflüssigkeiten: Bedeutung, Funktionen und Typen

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, erfahren Sie mehr über: - 1. Bedeutung von Zerspanungsflüssigkeiten 2. Funktionen von Zerspanungsflüssigkeiten 3. Erwünschte Eigenschaften 4. Typen.

Bedeutung der Zerspanungsflüssigkeiten:

Im Zerspanungsprozess wird die Heilung durch folgende Aktionen erzeugt:

ich. Plastische Verformung des Metalls in der Scherzone.

ii. Reibung zwischen Span und Spanfläche des Werkzeugs.

iii. Reibwirkung zwischen Werkstück und Flankenfläche des Werkzeugs.

Wenn wir die Arbeit, das Werkzeug oder den Chip anfassen, werden wir sie heiß finden. Unter allen drei Artikeln ist der Chip das heißeste Element. Nach der Energiebetrachtung werden 70% der Wärme mit dem Chip abgeführt, 20% mit dem Werkzeug und 10% mit der Arbeit. Die Wärme verändert die Eigenschaften des Werkzeugs, z. B. die Härte. Es verliert seine Härte, wenn die Temperatur steigt. Dies führt zu einem erhöhten Werkzeugverschleiß, wodurch sich die Oberflächengüte der Arbeit verschlechtert. Abb. 9.41 (a) zeigt die prozentuale Verteilung der erzeugten Gesamtwärme zwischen Span, Werkzeug und Werkstück bei verschiedenen Schnittgeschwindigkeiten.

Um die Genauigkeit des Schneidwerkzeugs, die Oberflächengüte des Werkstücks und die Lebensdauer des Werkzeugs zu erhalten, wurde vor einem Jahrhundert mit der Verwendung von Schneidflüssigkeiten begonnen. Schneideflüssigkeit schließt Schmiermittel und Kühlmittel ein.

Schmiermittel reduzieren die Reibung oder den Verschleiß zwischen Werkzeug und Werkstück, während Kühlmittel die bei der Verformung von Metall entstehende Wärme abführen. Schneidflüssigkeiten helfen dabei, eine bessere Oberflächengüte und eine engere Maßkontrolle zu erreichen.

Funktionen von Schneidflüssigkeiten:

Die Hauptfunktionen von Schneidflüssigkeiten im Bearbeitungsprozess sind:

1. zur Wärmeableitung:

Die während der Bearbeitung entstehende Wärme abführen.

2. Um das Werkstück zu kühlen:

Um das Werkstück abzukühlen, indem Wärme durch Kühlmittel abgeführt wird.

3. Um das Werkzeug zu kühlen:

Um das Schneidwerkzeug durch Abkühlen der Schneidzone zu kühlen.

4. Reibung und Verschleiß reduzieren:

Verringerung der Reibung und des Verschleißes des Werkzeugs mit Schmiermitteln.

5. Verringerung der Kräfte und des Energieverbrauchs:

Es reduziert den Stromverbrauch beim Schneiden des Materials durch Verringerung des Verschleißes.

6. Um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verbessern:

Durch richtige Wärmeableitung.

7. Zur Verbesserung der Oberflächengüte:

Durch die Abwärme vom Arbeitsmaterial.

8. Die Chips wegspülen:

Halten Sie die Schneidzone von heißen Spänen frei. Auch das Aufbrechen von Spänen in kleine Teile.

9. Um die bearbeitete Oberfläche vor Umwelteinflüssen zu schützen:

Korrosionsinhibitoren wie Natriumnitrat oder Triethanolamin werden den Schneidflüssigkeiten zugesetzt, um eine Korrosion der bearbeiteten Oberfläche zu verhindern.

Wünschenswerte Eigenschaften von Schneideflüssigkeit:

1. Schmierqualitäten:

Diese Qualität verringert die Reibungskraft zwischen Arbeit und Werkzeug. Es verhindert auch die Bildung von Aufbauschneiden.

2. Hohe Wärmeübertragungskapazität (Kühlung):

Die Schneidflüssigkeit muss immer mehr Wärme aus der Schneidzone transportieren. So wird die Temperatur von Arbeit und Werkzeug reduziert. Dies reduziert den Werkzeugverschleiß, erhöht die Werkzeugstandzeit und die Oberflächengüte.

Eine geringfügige Abnahme der Temperatur kann die Werkzeugstandzeit gemäß folgender empirischer Beziehung erheblich erhöhen:

Tθn = K

Wobei T = Standzeit (min)

θ = Temperatur an der Chip-Tool-Schnittstelle (° C)

n = Ein Exponent hängt von der Werkzeugform und dem Material ab

K = konstant

3. korrosionsbeständig:

Die Schneideflüssigkeit sollte verhindern, dass das Arbeitsmaterial in der Umgebung rostet oder korrodiert. Zu diesem Zweck wird Korrosionshemmer wie Natriumnitrat in der Schneideflüssigkeit hinzugefügt.

4. Niedrige Viskosität:

Es sollte eine niedrige Viskosität haben, damit sich Span und Schmutz schnell absetzen können.

5. Stabilität:

Es sollte eine lange Lebensdauer haben, dh es sollte sowohl beim Gebrauch als auch bei der Lagerung nicht schnell verdorben werden.

6. nicht toxisch:

Es sollte nicht toxisch sein und die menschliche Haut nicht schädigen.

7. Nicht brennbar:

Es sollte einen hohen Flammpunkt haben und nicht leicht brennen.

8. Nicht-Smokey:

Es sollte nicht leicht rauchen oder schäumen.

9. Kleine Molekülgröße:

Es sollte eine kleine Molekülgröße haben, um eine schnelle Diffusion und ein besseres Eindringen in die Chip-Tool-Schnittstelle zu ermöglichen.

10. Chemisch stabil oder inert:

Es sollte nicht nachteilig mit Arbeitsmaterial reagieren.

11. geruchlos:

Es sollte frei von unerwünschten Gerüchen sein.

Arten von Schneidflüssigkeiten:

Eine Vielzahl von Schneidflüssigkeiten steht zur Verfügung, um die Anforderungen von Bearbeitungsprozessen zu erfüllen. Obwohl es keine Allzweck-Schneideflüssigkeit gibt, bieten einige eine beträchtliche Vielseitigkeit, während andere für spezifische Anwendungen bestimmt sind.

Die grundlegenden Arten von Schneidflüssigkeiten sind folgende:

1. Wasser:

Wasser hat eine hohe spezifische Wärme, schmiert jedoch schlecht. Es fördert auch das Rosten. Es wird als Kühlmittel beim Werkzeugschleifen verwendet.

2. Lösliche Öle (Emulsionen):

Lösliche Öle oder emulgierbare Öle sind die größte Art von Schneideflüssigkeiten, die bei Bearbeitungsvorgängen verwendet werden.

Diese bestehen aus:

ich. Lösliches Öl

ii. Emulgatoren (Natriumsulfonat, Fett, Säureseife, Ester).

iii. Zusatzstoffe (Korrosionsbeständigkeit oder Haftvermittler).

iv. Wasser (für Verdünnung 1-20%).

Emulgatoren sind chemische Substanzen, die im Wasser kleine Suspension von winzigen Öltröpfchen verursachen. Additive sind korrosionsbeständige Chemikalien oder Haftvermittler. Haftvermittler stellen eine weiße Emulsion bereit, bei der sich nach dem Mischen mit einem Verdünnungsgrad von 5% Wasser, bei dem es sich um den häufigsten Verdünnungsgrad handelt, keine Öl- oder Creme bildet. Diese Flüssigkeiten haben durchschnittliche Schmierfähigkeit und gute Kühlungseigenschaften. Lösliche Öle eignen sich für leichte Schneidvorgänge auf Mehrzweckmaschinen, bei denen niedrige Metallabtragsraten verwendet wurden.

3. Mineralöle:

Mineralöle werden wegen ihrer guten Schmiereigenschaften für schwerere Schneidvorgänge verwendet. Sie werden häufig in Produktionsmaschinen gefunden, in denen hohe Abtragsraten eingesetzt werden. Sie sind am besten für Stähle geeignet, sollten jedoch nicht für Kupfer oder seine Legierungen verwendet werden, da es korrosiv wirkt.

4. Gerade Öle (Erdöl oder pflanzliche Öle):

Gerades Öl ist ein Erdöl oder Pflanzenöl, das ohne Verdünnung mit Wasser verwendet wird. Paraffinöle, Naphthenöle, Pflanzenöle sind einige Beispiele für reine Öle. Es wird gesagt, dass gerade Öle eine hervorragende Schmierung bieten. Für umweltfreundliche Anforderungen sind Pflanzenöle aufgrund ihrer leichten biologischen Abbaubarkeit und Entsorgung bevorzugt. Andererseits sind sie wenig nützlich, da sie leicht zerfallen und schlecht riechen können.

5. Synthetische Flüssigkeiten:

Sie sind wasserbasierte Flüssigkeiten und enthalten kein Mineralöl. Sie haben eine typische Partikelgröße von 0, 003 mm. Wasser bietet hervorragende Kühleigenschaften. Es entsteht jedoch ein Korrosionsproblem. Auch nicht als Schmiermittel wirksam. Zur Verhinderung von Rostbildung werden Rostschutzmittel zugesetzt.

6. Halbsynthetische Flüssigkeiten:

Sie sind eine Mischung aus löslichen Ölen (Emulsionen) und synthetischen Flüssigkeiten (Flüssigkeiten auf Wasserbasis). Etwa 5 bis 20% Mineralöl werden mit Wasser zur Herstellung einer Mikroemulsion emulgiert. Die Teilgröße variiert von 0, 01 bis 0, 1 mm. Dies ist klein genug, um alle Lichteinfälle durchzulassen.

Diese Arten von Flüssigkeiten werden hauptsächlich aufgrund ihrer Vorteile sowohl von löslichen Ölen als auch von Kunststoffen verwendet.

Einige wesentliche Vorteile sind:

ich. Schnelle Wärmeableitung.

ii. Sauberkeit des Systems.

iii. Biowiderstand (aufgrund geringer Partikelgröße).