19. November 2018
In der Metallbearbeitung spielen Kühl- und Schmiermittel eine wichtige Rolle. Die Effizienz von Bohrprozessen zu steigern, stellt hier das Hauptaugenmerk dar. Immer dann, wenn Metalle gebohrt, geschmiedet oder gestanzt werden, kommen Kühlmittel zum Einsatz. Je nachdem in welchem Bereich diese Mittel wirken sollen, müssen sie unterschiedlichen Bedingungen standhalten.
Wenn es darum geht, Metall in Form zu bringen, muss immer berücksichtigt werden, dass dieser Prozess mit viel Reibung und sehr hoher Hitze einhergeht. Durch diesen Umstand wird das Produkt, das bei besagtem Prozess entsteht beeinflusst. Ebenso die Zeit, die für die Bearbeitung notwendig ist, als auch die Haltbarkeit des Werkzeugs. Zusätzlich dienen solche Mittel dazu, Späne durch Abspülen aus dem Arbeitsumfeld zu entfernen oder die Bindung von Staub, der beispielsweise beim Schleifen entsteht. Nach dem die Bohrung des Metalls erfolgreich durchgeführt wurde, müssen sich die eingesetzten außerdem Mittel problemlos entfernen lassen.
Grundsätzlich kann man bei Kühlmitteln zwischen zwei Arten unterscheiden. Einerseits gibt es nichtwassermischbare Kühlmitteln und wassermischbare beziehungsweise wassergemischte Kühlmittel. Zu den wassermischbaren zählen zum Beispiel Bohremulsionen, während nichtwassermischbare meisten Schneid- und Bohröle beschreiben.
Kühl- und Schmiermittel können als eine Innen- oder Außenkühlung angewandt werden. Bei der Innenkühlung wird durch Zufuhr über den Kühlmitteltank, welcher an der Maschine angebracht ist, das Werkzeug gekühlt. Zusätzliche kann eine Außenkühlung angewandt werden, welche händisch auf das Material angebracht werden muss. Folgende verschiedene Kühlmittel gibt es:
Zu den nichtwassermischbaren gehört das Schneidöl. Dieses kommt vorallem dann zum Einsatz, wenn mit Bohrmaschinen gearbeitet wird. Das Schneidöl wird in den beigefügten Kühlmitteltank gefüllt und das Werkzeug durch den Schlauch von Innen gekühlt. Insbesondere betroffen davon sind Kernbohrer, Spiralbohrer und Gewindebohrer. Das Schneidöl dient dazu, das Werkzeug, das zum Bohren verwendet wird, problemlos laufen lassen zu können. Um einen einwandfreien Betrieb garantieren zu können, ist das regelmäßige Schmieren notwendig. Hauptsächlich werden Kühl- und Schmiermittel dazu verwendet, um die Reibung beim Arbeitsprozess zu vermindern. Das hat zur Folge, dass das Werkzeug besser schneiden kann und weit weniger Vibrationen erzeugt werden. Eine effektive Schmierung bedeutet also im Umkehrschluss, dass weniger Leistung angewandt werden muss. Das Bohrergebnis erfüllt so die gewünschten Anforderungen, während gleichzeitig die Betriebszeit um satte 30% vermindert wird.
Bei Schneidölen kann man zusätzlich zwischen legierten und unlegierten Schneidölen unterscheiden. Legierte Schneidöle sind Gemische, denen Zusatzstoffe hinzugefügt wurden, wodurch die Reibung verringert wird. Unlegierte Schneidöle hingegen weisen keine Zusatzstoffe auf. Diese werden hauptsächlich verwendet, um leicht zu bearbeitende Metalle zu schmieren, da die Kühlwirkung und Druckstabilität bei diesen geringer ausfällt.
Dieses Spray wird direkt auf das Werkzeug bzw. auf das zu bohrende Material gesprüht und dient als zusätzliche Schmierung. Da die Einwirkzeit sehr gering ist, kann das Werkzeug kurz nach dem Aufsprühen verwendet werden. Der Spray sorgt für eine zusätzliche Kühlung und eine schnellere Abfuhr von Spänen.
Der Vorteil von Schneidpaste besteht darin, dass sie sehr gut an Oberflächen haftet. Durch das Eintauchen des Werkzeugs in die Massen werden höhere Schrittgeschwindigkeiten ermöglicht und der Verschleiß minimiert. Schneidpaste hat den Vorteil, dass eine sehr genaue Dosierung möglich ist. Durch das Haften an der Oberfläche wird ausgeschlossen, dass die Paste verläuft und so verschwendet wird.
Ganz allgemein gesagt, sollen Kühl- und Schmiermittel fünf wesentliche Aufgaben erfüllen.
Zusätzlich sollen Kühl- und Schmiermittel die Stellen, die bearbeitet werden, reinigen und Korrosion vermeiden.
Kühlung
Da die Entstehung von hohen Temperaturen bei der Metallbearbeitung ein grundlegendes Problem darstellt, ist die Bedeutung von Kühl- und Schmiermitteln in diesem Einsatzgebiet besonders hoch. Da sich die so entstandene Hitze negativ auf den gesamten Bearbeitungsprozess auswirken kann, kommen Kühlmittel zum Einsatz. In dem Fall, dass für eine angemessene Kühlung nicht gesorgt wurde, kann es zu weiteren Schwierigkeiten kommen. Um beispielsweise eine unkontrollierte Spanbildung zu verhindern, sollte die Wirkung von Kühlung bei Arbeitsprozess auf keinen Fall unterschätzt werden.
Schmierung
Beim Spanen und Umformen kommt es meist zu Reibung. Kühl- und Schmiermittel vermindert die Reibung durch Schmieren und verringert auf diese Weise den Verschleiß des Werkzeugs, den Bedarf an Energie und das Erwärmen des Werkstücks. Kühl- und Schmiermitteln können Zusatzstoffe beigemischt werden, um sie unterschiedlichen Anforderungen anzupassen. Dadurch können beispielsweise Rauheitsspitzen verhindert und ein haftender Film an der Oberfläche von Werkzeug und Werkstück gebildet werden. Solche Zusatzstoffe werden deshalb hinzugefügt, da Kühl- und Schmierstoffe immer komplexeren Anforderungen gerecht werden müssen. Zu diesen Aufgaben zählen etwa neue Werkzeuge mit Beschichtungen, aber auch moderne Bearbeitungsmaschinen. Hinzu kommen höhere Schnittgeschwindigkeiten und Einsatztemperaturen. Um zusätzliche allen ökologischen Vorgaben gerecht zu werden, ist der Einsatz von Zusatzstoffen oft unumgänglich.
Schutz
Eine fachgerechte Schmierung und Kühlung bieten einen Rundumschutz für sowohl Werkzeug als auch Werkstück. Auf diese Weise werden etwa Verfärbungen am Werkzeug verhindert. Ebenso wird die Genauigkeit beim Bohren maßgeblich beeinflusst.
Haltbarkeit
Um zu gewährleisten, dass ein Schneidwerkzeug reibungslos funktioniert, muss eine ordnungsgemäße Kühlung und Schmierung berücksichtigt werden. Ein Beispiel dafür bietet die Magnet-Kernbohrmaschine. Wird bei dieser eine ordnungsgemäße Kühlung vorausgesetzt, verringert sich dadurch die Belastung enorm. Dies erhöht die Lebensdauer eines Kernbohrers um das Fünffache.
Euroboor EBM.360 mit Innenkühlung und zusätzlicher Schmierung mit dem Schneidspray
Nice to know:
Wussten Sie, dass der Führungsstift eine entscheidende Rolle bei er Innenkühlung einer Bohrung darstellt? Lesen Sie mehr dazu in unserem Beitrag "Warum ist der Auswerferstift bei der Kernbohrung wichtig?".
Kühlmittel beim Bearbeiten von Metallen zu verwenden ist unumgänglich. Bei robusten und harten Materialien wird sogar empfohlen das Werkzeug sowohl mit Schneidöl durch die Innenkühlung, als auch mit Spray oder Paste durch eine Außenkühlung zu schmieren. Das Werkzeug und die Maschine wird ihnen eine ordnungsgemäße Kühlung danken.
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