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Kühlschmierstoffe im Schleifprozess pflegen

Kühlschmierstoffe im Schleifprozess pflegen
Kühlschmierstoffe im Schleifprozess pflegen

Die Kühlschmierstoffe (KSS) werden heutzutage als unverzichtbare Bestandteile jeder Schleifmaschine angesehen. Deren Einflussfaktoren auf den Schleifprozess sind vielfältig und für das Gesamtergebnis von großer Bedeutung. Zum Erreichen optimaler Fertigungsergebnisse ist daher die richtige Pflege der Kühlschmiermittel äußerst wichtig.

Der Kühlschmierstoff hat verschiedene Aufgaben: Einerseits soll er die Wärme von der Schleifscheibe und dem Werkstück abführen, andererseits die Schmierwirkung sicherstellen. Daneben hat er aber auch die Schleifscheibe zu reinigen und die Späne wegzuspülen. Die Kühlschmierstoffe sind somit nicht nur ein unverzichtbarer Bestandteil bei der spanenden Fertigung, sie sind auch ein nicht zu unterschätzender Kostenfaktor. Da die Entsorgung der verbrauchten Materialien immer schwieriger und teurer ist, sollten die Gebrauchseigenschaften der eingesetzten Produkte möglichst lange erhalten bleiben.

Pflege der Kühlschmierstoffe
Unter der Kühlschmierstoffpflege versteht man alle Maßnahmen, die zu einer möglichst langen Erhaltung der Pro-dukteigenschaften beitragen. Eine große Bedeutung kommt zudem der Reinigung des Kühlmittels zu, weil erst die Reinheit des Mediums die erzielbare Oberflächengüte des Werkstückes bestimmt. Erstaunlicherweise wird gerade dieser Zusammenhang oftmals nicht genügend wahrgenommen oder aber verdrängt. Neben den immer weiter steigenden Anforderungen an die Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit der heutigen Maschinenteile sowie die zunehmenden Abtragsleistungen tragen verschiedene Überlegungen zur Forderung einer maximalen Reinigung von Kühlschmierstoffen bei.
So verstopfen die in den Kühlschmierstoffen schwebenden Feinstpartikel die Schleifscheiben. Das Resultat sind ungenügende Abtragsleistungen sowie ein erhöhter Schleifscheibendruck und dadurch Maßungenauigkeiten. Der feinste Abrieb dringt in Führungen der Schleifmaschinen ein, was zu einem erhöhten Verschleiß und damit wiederum zu Ungenauigkeiten führt.
Bei schmutzigen Kühlschmiermitteln steigt zudem der Aufwand zum Reinigen von Werkzeugmaschinen und Kühlmittelbehältern deutlich an. Es sind vor allem die Feinstpartikel bei wassermischbaren Kühlschmiermitteln, welche die Bakterienbildung und damit die Zerstörung der Kühlflüssigkeit begünstigen. Daher müssen bei ungenügender Reinigung die Medien oft ausgewechselt werden, was neben dem großen Wartungsaufwand hohe Kosten für den Neuansatz und die Entsorgung verursacht. Des Weiteren verursachen feinste Partikel, die in Hautporen eindringen, Allergien und Hautkrankheiten. Zudem ergeben die heute verlangten hohen Pumpendrücke bei schmutzigem Kühlmittel einen großen Pumpenverschleiß.
Abtrennung von Fremdöl
Bei wassermischbaren Kühlschmierstoffen hat eingeschlepptes Fremdöl einen erheblichen Einfluss auf die Standzeit des Kühlschmierstoffes. Auf der Oberfläche des Kühlschmierstoffes bildet sich vor allem beim Maschinenstillstand ein Ölfilm, der die Sauerstoffaufnahme verhindert. Die Folge davon ist Bakterienwachstum und eine verkürzte Lebensdauer der Emulsion. Die üblichen Verfahren sind Abskimmen und Separieren mittels Schwerkraft um Fremdöl zu entfernen. Das erstere ist jedoch nur sinnvoll, wenn eine freie Ölschicht auf einer beruhigten Kühlschmierstoffoberfläche vorhanden ist. Zentrifugen von Turbo Separator (Bild 1) lassen sich jedoch unabhängig vom Fremdölanteil auch bei unberuhigter Badoberfläche einsetzen. Durch die schonende Reinigung in der Zentrifuge wird die Emulsion nicht „ausgemagert“.
Auswahl von Filteranlagen
Auf dem Markt sind unterschiedliche Filtersysteme erhältlich. Für die Abtrennung der Verunreinigungen werden Verfahren wie Sedimentation, Flotation, Zentrifugation und Magnetabscheidung genutzt. Bei der Auswahl einer modernen Filteranlage sollte man folgende Kriterien beachten:
n geringe Betriebskosten
n hohe Betriebssicherheit
– maximale Filterwirkung
n geringer Wartungsaufwand bis hin zu automatischem Betrieb
n Austrag von stichfestem Schlamm mit geringer Restfeuchte und frei von Filtermaterial
– kein Einsatz von Filterhilfsmitteln
– möglichst lange Standzeit des KSS
– keine Veränderung der Eigenschaften des KSS
Eine große Beachtung ist zudem der Zuführung des Kühlmittels zu Schleifscheibe und Werkstück zu schenken. Die wichtigste Voraussetzung einer korrekten Kühlmittelzuführung sind eine genügende Kühlmittelmenge bei ausreichendem Druck. Folgen einer ungenügenden Kühlmittelzuführung können unzulässige Wärmebelastungen der Werkstückoberfläche, Verschmieren der Schleifscheibe und letztendlich verkürzte Standzeit der Scheibe sein. Die Förderleistung und der Druck der Kühlmittelpumpe richten sich in erster Linie nach der installierten Leistung an der Schleifspindel und nach der höchst zulässigen Umfangsgeschwindigkeit. Hat man früher pro Millimeter Schleifscheibenbreite eine Kühlmittelmenge von 1-1,5 l/min. angenommen, so müssen diese Werte heute bei vollverschalter Schleifmaschine verdoppelt bis verdreifacht werden. Sehr wichtig ist dabei die optimale Dimensionierung der Kühlmitteldüse, damit der KSS auch zuverlässig an die Schleifstelle gelangt.
Die thermische Stabilität jeder Schleifmaschine hängt in großem Maße von der Kühlmitteltemperatur ab. Muss eine hohe Endgenauigkeit über längere Zeiteingehalten werden, lässt sich der Einsatz eines Rückkühlgerätes kaum umgehen.
Einsatzmöglichkeiten
Die Kühlschmiermittel-Reinigungsanlagen von Turbo-Separtor AG eignen sich mit wenigen Ausnahmen für alle Filtrationsprobleme, die im Maschinenbau zu lösen sind. Durch die Auswahl der geeigneten Grösse und die Anpassung der Durchflussmenge an die Aufgabenstellung sind Filterqualitäten möglich, die diejenigen des Anschwemmfilters annähernd erreichen. Die Zentrifugen sind für Öl und Emulsion gleichermaßen geeignet. Dabei separieren sie sowohl metallische als auch nichtmetallische Feststoffe zuverlässig aus. Auch bei Feinstab-rieb ist eine hohe Filterfeinheit gegeben. Zudem wird bei Emulsion das Fremdöl im selben Arbeitsgang zuverlässig ausgeschieden. Der Bedienungsaufwand bei manuellen Zentrifugen ist bescheiden, bei solchen mit automatischem Schlammaustrag entfällt er praktisch ganz.
Die Anlagen werden überall dort eingesetzt, wo man auf eine optimale Reinigung und gleichzeitig einen wirtschaftlichen Betrieb Wert legt. Da dabei keinerlei Filterhilfsmittel nötig sind und der Schlamm stichfest und verhältnismäßig trocken anfällt, werden einerseits Betriebskosten und andererseits auch Entsorgungskosten eingespart. Bei einzelnen Anwendungen, zum Beispiel bei der Bearbeitung von Hartmetall, lässt isch der Schlamm sogar gewinnbringend verkaufen.
Industrieller Einsatz
Bei einem namhaften Hersteller von Hartmetall-Sägeblättern wurde für die Schleifölversorgung von 60 Schleifmaschinen eine Zentralreinigungsanlage installiert (Bild 2). Sie weist folgende Merkmale auf :
– Vollstromreinigung mit Kühlung von 1200 l/min Schleiföl, späterer Ausbau auf 2000 l/min möglich
– kompakte Bauweise zur Einsparung von Produktionsraum
– Versorgerpumpen frequenzgeregelt für wirtschaftlichen Teillastbetrieb
– um die Masse konstant zu halten, hat das Kühlschmiermittel permanent 25 Grad C
– zur Verminderung des Energieverbrauchs lassen sich die einzelnen Kühlgerätekompressoren einzel ab- und zuschalten
Die Anlage läuft seit 2 Jahren problemlos. Dank eingebauten Reservegeräten bei allen wichtigen Komponenten wird eine sehr hohe Betriebssicherheit erreicht. Im Falle einer Wartung kann die Anlage ohne Unterbruch weiter betrieben werden, da die gesamte Ölmenge auf bis 12 autonome Zentrifugen verteilt wird. Da die Kühlmittelqualität unverändert gut ist, ist bis heute kein Ölwechsel erfolgt und für die Zukunft auch nicht geplant. Die Anlage kann noch bis auf 20 Zentrifugen erweitert werden.
Für kleinere und mittlere Flüssigkeitsmengen wurde die Kühlschmiermittel-Reinigungsanlage T10 entwickelt (Bild 1 und 3). Sie zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise, eine hohe Zuverlässigkeit und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Die Zentrifuge hat eine Leistung bis 100 l/min. Der KSS-Behälter fasst 400 oder 700 l und ist vorbereitet für den Einbau eines Kühlgerätes.
– mav 220
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