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Betriebsmittel - Kühl- und Schmierstoffe

Auswahl von Kühlschmierstoffen

Auszug aus
Werner Degner, Hans Lutze, Erhard Smejkal

Spanende Formung

09/2015, 412 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-44544-4
S.131-132

Bei der Entscheidung über die Verwendung eines bestimmten Kühlschmierstoffes müssen zahlreiche Kriterien beachtet werden. Im unteren Schnittgeschwindigkeitsbereich zeigt Öl eine gute Wirkung. Bei höheren Schnittgeschwindigkeiten sollte der Schnittprozess mit möglichst viel Wasser gekühlt werden.

Zur Auswahl von Kühlschmierstoffen seien zusammenfassend die Gesichtspunkte genannt, die in technologischer Hinsicht bei der Kühlschmiermittelauswahl von Bedeutung sind [1].

Je nach Bearbeitungsverfahren und Werkstoff treten im Schnittgebiet Temperaturen von ca. 200°C bis über 1000°C auf. Während im nicht unterbrochenen Schnitt mit konstanter Spanungsdicke die Prozesstemperaturen annähernd konstant bleiben und somit die Entscheidung für mehr Kühlung oder mehr Schmierung klar begründet werden kann, besteht oft – z. B. bei der Zahnradbearbeitung durch Wälzfräser – der Zwang zu Kompromissen bzw. sogar zur Vernachlässigung von prozessbeeinflussenden Größen.

Außer der Zerspanungstemperatur sind auch die Belastungen des Schneidteils und die Reaktionszeiten der Additive von elementarer Bedeutung für die Wirksamkeit eines Kühlschmierstoffes.

Im unteren Schnittgeschwindigkeitsbereich zeigt Öl gute Wirkungen, da durch die Fluktuation der Aufbauschneidenteilchen die Möglichkeit zum Eindringen in die Kontaktzone der Reibpartner gegeben ist. Dagegen können bei höheren Schnittgeschwindigkeiten Temperaturen um 1000°C auftreten, die einen quasiviskosen Fließvorgang an der Spanunterseite hervorrufen. In diesem Fall gilt es nur noch, mit möglichst viel Wasser den Schnittprozess herunterzukühlen, da Öl oder Additive hier kaum noch eine Wirkung zeigen.

Tabelle 1 Richtwerte für Kühlschmierstoffmengen (Q) nach VDI 3035

Tabelle 1 Richtwerte für Kühlschmierstoffmengen (Q) nach VDI 3035
1) Die angegebenen Werte gelten für wassergemischte Kühlschmierstoffe, bei nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen ist der 1,5-fache Wert zu nehmen.
2) Bei Aluminium und Gusseisen die Mengen um 20 % vergrößern

Um Belästigungen durch verspritzten Kühlschmierstoff zu vermeiden, wird die meist ohnehin zu geringe Menge vom Bedienungspersonal oft noch weiter reduziert, wenn auf ungekapselten Maschinen gearbeitet wird. Allein durch die Steigerung des Durchsatzes lassen sich erhebliche Standzeitgewinne erzielen, für die zudem kaum zusätzliche Kosten entstehen, sofern diese Steigerungen ohne Veränderungen des Zufuhrsystems der Maschine vorgenommen werden können.

Diesen rein technologischen Gesichtspunkten stehen jedoch einige spezifische Eigenschaften der jeweiligen Kühlschmierstoffe wie Emulsions- bzw. Ölreinhaltung, Aufwand zur Reinhaltung der Luft und Entsorgung der gebrauchten Kühlschmierstoffe gegenüber, die bei einer Entscheidung über einen Einsatz eines bestimmten Kühlschmierstoffes beachtet werden müssen.

Eine allgemeine Aussage über den wirtschaftlichen Einsatz dieser oder jener Kühlschmierstoffe, Minimalschmierungen oder Trockenbearbeitung ist von Fall zu Fall zu treffen.

Die VDI-Richtlinie 3397, Blatt 1 bis 3, macht umfangreiche Angaben über

  • Grundlagen und Anforderungen
  • Pflege von Kühlschmierstoffen (Qualitätserhalt, Überwachung und Wechsel), Regeln und Vorschriften
  • Behandlung und Entsorgen von Kühlschmierstoffen, besonders Fremdentsorgung, gesetzliche Rahmenbedingungen.
Auszug aus
Werner Degner, Hans Lutze, Erhard Smejkal

Spanende Formung

09/2015, 412 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-44544-4
S.131-132
Literaturhinweis

[1] Klocke, F.; König, W.: Fertigungsverfahren, Band 1 – Drehen, Fräsen, Bohren. – 8., neu bearbeitete Auflage. – Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag, 2008

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