MINIMALNE SMAROWANIE W PROCESACH OBRÓBKI SKRAWANIEM

Transkrypt

1 INSTYTUT ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII WYTWARZANIA Projekt współfinansowany przez Unię Europejską TEMATYCZNE ZESTAWIENIE DOKUMENTACYJNE MINIMALNE SMAROWANIE W PROCESACH OBRÓBKI SKRAWANIEM Zasięg chronologiczny: Zasięg językowy: eng, fre, ger, ita, pol, rus Liczba pozycji: 186 Liczba stronic: 46 Data opracowania: 2009 Opracowała: mgr Elżbieta Karpińska-Pawlak INSTYTUT ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII WYTWARZANIA THE INSTITUTE OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY Kraków, ul. Wrocławska 37a, tel tel. dyr fax ios@ios.krakow.pl

2 1. Lubrification: l'assurer sans polluer, une réalité. Zapewnienie właściwego smarowania bez zanieczyszczania środowiska. Mach.Prod., 1993, nr 597, s Francuska firma Bewo opracowała urządzenie Unilube do smarowania minimalnego. Zastosowane w urządzeniu pompy tłokowe podają minimalną ilość smaru pod odpowiednim ciśnieniem. Smar przechodzi następnie z dużą prędkością przez współosiowe dysze do strefy obróbki. Firma Bewo stosuje substancję smarującą Coolube na bazie nietoksycznych produktów roślinnych. Urządzenie Unilube zostało opracowane dla przecinarek, ale nadaje się do zastosowania na dowolnej obrabiarce. 2. Basteck A.: Trocken reiben. Rozwiercanie na sucho. Werkst.u.Betr., 1994, t. 127, nr 11, s Tendencja do prowadzenia obróbki na sucho odnosi się także do rozwiercania. Obróbka bez chłodzenia możliwa jest w przypadku rozwiertaków z ostrzami z cermetalu lub powlekanych węglików spiekanych. Dobre wyniki uzyskuje się np. przy rozwiercaniu na sucho otworów w żeliwie narzędziami z ostrzami z węglików spiekanych powlekanych TiCN. Przy próbach rozwiercania stali 42CrMo4 dobre wyniki uzyskano stosując ostrza z niepowlekanego cermetu. Rozwiertaki do pracy na sucho wymagają nieco odmiennej konstrukcji w porównaniu do rozwiertaków tradycyjnych. Poprawę warunków pracy narzędzia uzyskuje się dzięki minimalnemu smarowaniu alkoholami tłuszczowymi. 3. Popke H., Emmer T.: Umweltentlastender Kühlschmierstoffeinsatz beim Zerspanen: Minimal dosiert an die Schneide. Zmniejszenie negatywnego oddziaływania na środowisko cieczy obróbkowej stosowanej przy skrawaniu: mini-malne dozowanie na krawędź tnącą. Schweiz.Maschinenmarkt, 1994, nr 38, s , 75. Technika minimalnego smarowania jako jeden ze sposobów ekologicznego stosowania cieczy chłodząco-smarujących. Technika zminimalizowanego smarowania - dostarczanie do strefy obróbki bardzo małych ilości chłodziwa - umożliwia zmniejszenie kosztów i negatywnego oddziaływania na środowisko. Bogata literatura. 4. Bartl R.: Kühlschmieren beim Sägen: So viel wie nötig - so wenig wie möglich. Chłodzenie i smarowanie w procesie przecinania: tyle ile trzeba - możliwie najmniej. Maschine, 1995, t. 49, nr 1/2, s Działanie oszczędnego systemu chłodząco-smarującego (mikrochłodzenie, mikrosmarowanie), zastosowanego w procesie przecinania piłami tarczowymi stali węglowych, chromowo-niklowo-molibdenowych oraz stopów na bazie niklu. W opisanym systemie dwie dysze rozpylają dwie różne ciecze obróbkowe jednocześnie lub w odstępach czasu, pracując na zasadzie wtryskiwania. Ilość cieczy smarującej reguluje się według rodzaju obrabianego materiału, a ilość cieczy chłodzącej - według temperatury narzędzia. 1

3 5. Hug J.-L.: Dosage minimal: un concept dans l'air du temps. Dawkowanie minimalne: koncepcja na czasie. Mach.Prod., 1995, nr 633, s. 41, Smarowanie minimalne z zastosowaniem metody Microjet (Link), wykonuje się za pomocą dwufazowej dyszy. W komorze mieszania, mieszczącej się we wnętrzu dyszy, płyn chłodzący i smarujący (olej roślinny) rozbijany jest na cząsteczki wielkości mikrometrycznej. Zastosowanie sprężonego powietrza u wylotu dyszy zapobiega rozpraszaniu się środka chłodząco-smarującego. Smarowanie minimalne Microjet można stosować w procesie toczenia (w tym na automatach tokarskich), frezowania, wiercenia, cięcia piłą, a także w procesach skrawania z wysokimi prędkościami, z wyjątkiem operacji, w których powstają wióry o dużym przekroju. 6. Hug J.-L.: La solution végétale. Roztwór oleju roślinnego. Mach.Prod., 1995, nr 635, s Charakterystyka chłodziw obróbkowych z grupy Vasco na bazie oleju roślinnego. Do smarowania minimalnego (np. na frezarkach i centrach obróbkowych) firma Blaser opracowała rozpylacz Vasco VG, mający od jednej do czterech dysz rozpylających chłodziwo. 7. Lamers H.: Schmiermittelverschwendung muss nicht sein. Rozrzutna gospodarka cieczami chłodząco-smarującymi nie jest koniecznością. Maschine, 1995, t. 49, nr 8/9, s. 52. Problematyka ograniczenia zużycia chłodziw dzięki technice mikrorozpylania. Działanie urządzenia Lubrimat (Steidle) polega głównie na smarowaniu. Maksymalne zredukowanie tarcia sprawia, że narzędzie i materiał ogrzewają się nieznacznie i chłodzenie nie jest konieczne. Przez rok pracy zmianowej system Lubrimat, wyposażony w jedną dyszę, zużywa zaledwie 10 l oleju. Oszczędne systemy rozpylania firmy Steidle nie powodują powstawania mgieł olejowych i eliminują operacje zagospodarowywania zanieczyszczonych wiórów. 8. Lubrifiants et èquipements machines. Chłodziwa i wyposażenie obrabiarek. Mach.Prod., 1995, nr 633, s Przegląd najnowszych rozwiązań w zakresie chłodziw obróbkowych. Firma Tec Industries oferuje syntetyczny środek smarujący Neolube FHB46 ulegający rozkładowi biologicznemu. Do obróbki cyrkonu proponuje się mineralną emulsję Jeffalub SB, pozbawioną związków siarki i chloru. Firma Bewo France produkuje urządzenia do wydzielania oleju z emulsji obróbkowych; oczyszczona ciecz kierowana jest z powrotem do zbiornika i ponownie wykorzystywana. Dzięki urządzeniu Deltole C firmy Delta Neu możliwe jest usunięcie cząsteczek oleju zawieszonych w powietrzu w postaci mgły olejowej, szkodliwej dla pracownika obsługującego obrabiarkę. Firma Elf oferuje urządzenie Mistelf 21 do smarowania minimalnego. 9. Popke H.: Wälzfräsen von Verzahnungen: Hat die Minimalschmiertechnik eine Chance? Frezowanie obwiedniowe kół zębatych: czy smarowanie zminimalizowane ma szansę? Schweiz.Maschinenmarkt, 1995, nr 42, s , 47. Jako alternatywę dla smarowania tradycyjnego zaproponowano technikę minimalnego smarowania. Badania porównawcze obu metod smarowania przeprowadzono przy frezowaniu obwiedniowym; porównywano trwałość narzędzi, ich temperaturę oraz temperaturę przedmiotu obrabianego przy założonej wydajności i jakości obróbki. Zużycie narzędzia i jakość powierzchni obrobionej wskazały na zalety minimalnego smarowania z punktu widzenia technicznego i ekologicznego. 2

4 10. Kress D., Fleischer R.: Minimale Schmierung bei Aufbohr- und Reibwerkzeugen. Reibung mit der Bohrwand minimieren. Minimalne smarowanie narzędzi do wytaczania i rozwiercania. Ograniczenie tarcia o ścianki otworu. Ind.Anz., 1996, t. 118, nr 17, s. 38. Zaproponowano jednoostrzowe narzędzia do wytaczania i rozwiercania otworów, wyposażone w listwy prowadzące z diamentu polikrystalicznego. Przy minimalnej ilości chłodziwa listwy służą stabilizacji termicznej, redukują tarcie narzędzi o ścianki obrabianego otworu, ułatwiają spływ wiórów. Narzędzia te (Mapal) można też stosować do obróbki na sucho. Smarowanie minimalne zapewnia pompa z mikrodozowaniem, rozpylająca kropelki alkoholu tłuszczowego, transportowane do dysz na listwach prowadzących i ostrzu. 11. Lamers H.: MMKS auf dem Vormarsch? Smarowanie i chłodzenie z użyciem minimalnej ilości cieczy chłodząco-smarującej. Maschine, 1996, t. 50, nr 7/8, s Wskazano na korzyści natury ekonomicznej i ekologicznej wynikające z zastosowania urządzeń do minimalnego chłodzenia i smarowania. Na podstawie badań porównawczych wiercenia na sucho, z zastosowaniem obiegowego chłodzenia emulsją, olejem rzepakowym i sprzężonym powietrzem stwierdzono, że minimalne chłodzenie zapewnia co najmniej 2-krotnie większą trwałość narzędzia w porównaniu do innych metod. W wyniku badań szlifowania otworów i szlifowania wcinającego stali ściernicami z mikrokrystalicznego Al wykazano, że minimalne smarowanie jest korzystne z punktu widzenia sił szlifowania, zużycia ściernic i własności warstwy wierzchniej szlifowanego przedmiotu. 12. Lamers H.: Schmierstoffe: Kostenfreundlicher in Minimalmengen. In Schmiergeldfragen kühl kalkulieren. Ciecze chłodząco-smarujące: z punktu widzenia kosztów korzystniejsze jest stosowanie minimalnych ilości. Chłodna kalkulacja w kwestii smarowania. Ind.Anz., 1996, t. 118, nr 47/48, s Mikrokrople emulsji dzięki dużej powierzchni w stosunku do swojej masy pochłaniają więcej ciepła niż chłodziwa w kroplach normalnej wielkości. Duża prędkość obrotowa (do obr/min) nie powoduje wyrzucania chłodziwa przez pracujące narzędzie. Systemy minimalnego chłodzenia można klasyfikować ze względu na sposób działania, obecność mgły olejowej oraz rodzaj rozpylanego strumienia. Obróbka z minimalną ilością chłodziwa eliminuje koszty związane z usuwaniem zużytych płynów obróbkowych i odtłuszczaniem wiórów. 13. Rinker U., Deiters M.: Quasi-Trockenbearbeitung von Aluminiumbauteilen. Obróbka części aluminiowych z minimalnym dopływem chłodziwa. Maschinenmarkt, 1996, t. 102, nr 43, s Minimalny dopływ chłodziwa zapewnia dobry rezultat obróbki skrawaniem wielu materiałów, m.in. stopów lekkich (Al). Za pomocą dyszy ze sprężonym powietrzem do strefy obróbki doprowadza się drobne krople chłodziwa lub płynu smarującego. W ten sposób cienki film smarny osadza się głównie na narzędziu, działanie chłodzące odgrywa rolę podrzędną. Smarowanie minimalne jest skutecznym środkiem zapobiegającym tworzeniu się narostów i zalepień na ostrzu. Dla centrów obróbkowych pożądane jest automatyczne ustawianie położenia dyszy; możliwa jest ręczna korekcja położenia. 3

5 14. Schulz H., Kalhöfer E.: Aluminium-Knetlegierungen trocken bearbeiten. Obróbka na sucho stopów aluminium do przeróbki plastycznej. Werkst.u.Betr., 1996, t. 129, nr 7/8, s Przyczyną problemów w procesie obróbki stopów aluminium jest skłonność do adhezji materiału obrabianego i narzędzia oraz niekorzystna postać wióra, zwłaszcza przy obróbce na sucho. Badania frezowania stopów aluminium na sucho i przy minimalnym smarowaniu wykazały korzystny wpływ smarowania minimalnego na proces oddzielania wiórów od narzędzia. Przebadano m.in. wpływ warunków obróbki, geometrii ostrza, a także oddziaływanie warstwy diamentu, naniesionej na narzędzia metodą CVD. 15. Weck M., Brecher C., Hanrath G.: Probleme auf dem Weg zur ölfreien Werkzeugmaschine. Spanendes Trockenbearbeiten. Problemy na drodze do obrabiarki funkcjonującej bez oleju. Obróbka wiórowa bez chłodziw. Tech.Rdsch., 1996, t. 88, nr 48, s Rozważano rozwiązania, jakie należałoby zastosować w konstrukcji maszyn oraz w technologii w celu wyeliminowania bądź drastycznego ograniczenia ilości stosowanych chłodziw obróbkowych. W zakresie smarowania niezbędne jest używanie minimalnej ilości cieczy smarującej. Wióry można odprowadzać za pomocą sprężonego powietrza, metodą elektromagnetyczną, elektrostatyczną lub przez spłukiwanie wodą. 16. Weniger ist oft mehr. Minimalmengen-Kühlschmierung - Möglichkeiten und Einsatzgebiete. Czasem "mniej" znaczy tyle co "więcej". Chłodzenie i smarowanie przy użyciu minimalnej ilości cieczy możliwości i zastosowanie. Masch.u.Werkz., 1996, t. 97, nr 9, s , 84. Smarowanie i chłodzenie "minimalne" pozwala ograniczyć ilość cieczy zużywanej na jedną dyszę do 10 l w ciągu roku, przy zwiększeniu trwałości narzędzia oraz jakości obróbki. Uzyskanie takich wyników wymaga zastosowania do chłodzenia emulsji na bazie wody, która parując odprowadza ciepło. Podano warunki uzyskania wymaganej skuteczności różnych systemów chłodzenia i smarowania minimalnego. 17. Brinksmeier E., Brockhoff T., Walter A.: Minimalmengenkühlschmierung und Trockenbearbeitung. Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes beim Schleifen. Chłodzenie minimalne i obróbka na sucho. Możliwości i granice zastosowania przy szlifowaniu. Werkstattstechnik, 1997, t. 87, nr 9/10. s Wyniki badań chłodzenia minimalnego i obróbki na sucho przy szlifowaniu płaszczyzn ze stali hartowanych i niehartowanych. Szlifowanie na sucho hartowanych stali korundowymi tarczami ściernymi na spoiwie z żywic syntetycznych powodowało uszkodzenie części pod wpływem ciepła. Chłodzenie minimalne w takich samych warunkach, przy niskich prędkościach skrawania, powoduje wzrost jakości powierzchni. Dobrą jakość stali niehartowanych zapewnia minimalne chłodzenie z dodatkiem estrów. 18. Das Ende der Sintflut (Teil 1). Trockenbearbeitung und Minimalmengenschmierung MMS auf dem Weg in kleinere Stückzahlen und kleinere Betriebe. Koniec stosowania cieczy chłodząco-smarujących (cz. 1). Obróbka na sucho i minimalne smarowanie w drodze do małych firm i krótkich serii. Masch.u.Werkz., 1997, t. 98, nr 7/8, s Informacja o aktualnych pracach nad wdrożeniem obróbki na sucho i ze smarowaniem minimalnym. Katalogi firmy Kennametal zawierają wykazy narzędzi przystosowanych do toczenia, wiercenia i frezowania z minimalnym chłodzeniem w zakresie od obróbki zgrubnej do wykańczającej, w tym HSC. 4

6 19. Götz W.: Ein dünner Überzug macht das Zerspanen produktiver. Weiche Schicht reduziert Reibung zwischen Span und Werkstück. Cienka powłoka sprawia, że proces skrawania jest bardziej wydajny. Miękka warstwa redukuje tarcie między wiórem a przedmiotem. Ind.Anz., 1997, t. 119, nr 17, s Wdrożenie minimalnego smarowania jako jeden ze sposobów ograniczania kosztów obróbki. Zastosowanie warstw o działaniu smarującym, ograniczającym tarcie między wiórem, a narzędziem, zamiast powłok redukujących zużycie ścierne narzędzia. Przykładem takiej warstwy jest tzw. warstwa M (firm Gühring i Vilab) na bazie dwusiarczku molibdenu. Obróbkę na sucho umożliwiają m.in. powłoki Balinit Futura oraz X.treme (Balzers). 20. Heine H.J.: Dry machining - a promising option. Obróbka na sucho - obiecująca alternatywa. Amer.Mach., 1997, t. 141, nr 8, s. 92, 94. W związku z wysokimi kosztami chłodziw i koniecznością ochrony środowiska należy rozważyć alternatywę obróbki na sucho. Do negatywnych efektów braku chłodziw zaliczono: przyspieszone zużycie narzędzia, naprężenia szczątkowe w przedmiocie obrabianym, błędy wymiarowe, utrudnione oddzielanie wiórów od narzędzia, odkształcenia elementów obrabiarek w wyniku wahań temperatury. Omówiono metodę tzw. smarowania minimalnego. 21. Holland-Letz K., Barthelmä F.: Wie trocken darf's denn sein? 2. Schmalkalder Werkzeugtagung 1996 im Zeichen der Trocken- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Na ile sucho? 2. Posiedzenie nt. narzędzi. Schmalkalden 1996 pod znakiem obróbki na sucho i szybkościowej. VDI-Z, 1997, nr spec. II, s. 6, 8. Informacje nt. aktualnych tendencji w obróbce skrawaniem: obróbka z wysokimi prędkościami, obróbka na sucho. Podstawowym założeniem badań w zakresie narzędzi jest ograniczenie lub wyeliminowanie chłodziwa, nawet w obróbce z wysokimi prędkościami. Najwyższe trwałości narzędzi do obróbki HSC na sucho udało się uzyskać dzięki kombinacji warstw o wysokiej izolacji cieplnej (TiAlN) oraz niskim współczynniku tarcia (Movic). Prace firmy Mapal ukierunkowane są na optymalizację ostrzy i prowadników z PKD w rozwiertakach do precyzyjnej obróbki otworów z minimalnym smarowaniem. 22. Hug J.-L.: Goutte à goutte payant. Opłacalne smarowanie minimalne. Mach.Prod., 1997, nr 665, s Smarowanie minimalne polega na dostarczaniu takiej ilości chłodziwa do strefy obróbki, aby między narzędziem a materiałem obrabianym powstawała cienka warstewka substancji smarującej. Wysoka temperatura na styku narzędzieprzedmiot obrabiany powoduje, że warstewka smaru znika, pozostawiając czyste wióry. Dzięki smarowaniu minimalnemu eliminuje się też mgłę olejową. Środki oferowane do smarowania minimalnego nadają się do stosowania w różnych operacjach obróbki skrawaniem i przeróbki plastycznej, zarówno do smarowania metali żelaznych, jak i nieżelaznych. Smarowanie minimalne przyczynia się do zwiększenia wydajności obróbki i zmniejszenia zużycia narzędzi. Przykłady zastosowania. 5

7 23. In diesen Fällen lohnt sich die Minimalmengenschmierung. W takich wypadkach smarowanie z użyciem minimalnej ilości chłodziwa jest opłacalne. Ind.Anz., 1997, t. 119, nr 5, s. 31. Ocena trwałości narzędzi do rozwiercania w odniesieniu do obróbki na sucho, chłodzenia pełnym strumieniem emulsji, minimalną ilością emulsji, chłodzenia sprężonym powietrzem (wykres). Przy wierceniu, pogłębianiu i rozwiercaniu smarowanie minimalne zwiększa trwałość narzędzi w porównaniu do obróbki z chłodzeniem pełnym strumieniem i obróbki na sucho. Stwierdzono, że okresy trwałości frezów trzpieniowych chłodzonych minimalnie są krótsze niż chłodzonych pełnym strumieniem. 24. Kleine Menge - grosse Wirkung. Minimalschmiersystemen gehört die Zukunft in vielen Zerspanungsbereichen. Skuteczne działanie małych ilości chłodziwa. W wielu sektorach obróbki skrawaniem przyszłość należy do układów minimalnego smarowania. Masch.u.Werkz., 1997, t. 98, nr 11, s Obróbka ze stosowaniem zminimalizowanej ilości chłodziwa daje korzyści ekonomiczne i ekologiczne; przyczynia się też do znacznego zwiększenia okresu trwałości narzędzi. W niektórych przypadkach zużycie narzędzi zmniejszyło się nawet o 50%, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności obróbki. W systemach minimalnego smarowania chłodziwo doprowadza się w postaci aerozolu z powietrzem, bezpośrednio do strefy obróbki: w przypadku narzędzi obrotowych kanałami w narzędziu, w pozostałych wypadkach przez dysze zewnętrzne. 25. Klocke F., Eisenblätter G.: Dry cutting. Skrawanie na sucho. Ann.CIRP, 1997, t. 46, nr 2, s Informacje nt. zużycia i kosztów chłodziw w Niemczech w 1994 r. Na przykładzie obróbki na sucho małych części żeliwnych na centrach obróbkowych oraz wiercenia otworów w kołkach ustalających z minimalną ilością chłodziwa przeanalizowano ekonomiczną zasadność stosowania obróbki bez chłodzenia. 26. Kress D.: Trockenbearbeitung mit Feinbearbeitungswerkzeugen. Obróbka na sucho narzędziami do obróbki wykańczającej. Ind.Diam.Rdsch., 1997, t. 31, nr 1, s. 36, 38. Ze względu na ograniczony zakres obróbki narzędziami do obróbki wykańczającej na sucho analizowano możliwości stosowania minimalnego chłodzenia, niezbędnego do realizacji zadań technicznych. Analizie poddano funkcje chłodziwa, tj. odprowadzanie ciepła, odprowadzanie wiórów, smarowanie ostrza i stabilizację układu przedmiot-obrabiarka-narzędzie. Opracowano specjalną konstrukcję narzędzia diamentowego do wykańczającej obróbki w stali, umożliwiającą pracę przy minimalnym smarowaniu. 27. Kwanka W.: Wirtschaftliche Betrachtung der Trockenzerspanung. Rozważania o ekonomiczności skrawania na sucho. VDI-Z, 1997, t. 139, nr 11/12, s Analiza kosztów związanych ze stosowaniem cieczy chłodząco-smarujących i kosztów wynikających z wdrożenia obróbki na sucho. Przykładowa struktura kosztów w zakładach Mercedes Benz w Kassel wskazuje, że właściwe rozwiązanie, tj. stosowanie minimalnego smarowania, centralnego układu chłodzenia i smarowania, filtracji zużytych chłodziw oraz obróbka na sucho nawet trudno obrabialnych materiałów, prowadzą do wielokrotnego zmniejszenia udziału kosztów chłodziw w ogólnych kosztach produkcji. 6

8 28. L'alésage? Une opération de finition parmi d'autres... Wytaczanie? Obróbka wykańczająca, jak inne... Mach.Prod., 1997, nr 667, s Informacja o pracach firmy Mapal w zakresie dostosowania narzędzi skrawających do HSC i obróbki na sucho. Optymalizacja geometrii rozwiertaków z kanalikami do smarowania wewnętrznego pozwala na obróbkę w warunkach smarowania minimalnego. 29. Möhle K., Karle H., Eyerer P.: Minimalschmiertechnik in der Metallbearbeitung: Kleine Menge, grosse Wirkung. Minimalne smarowanie w obróbce metali: mała ilość, duży skutek. Schweiz.Maschinenmarkt, 1997, nr 43, s Kontrolowany dopływ wysokowydajnych cieczy chłodząco-smarujących bezpośrednio do strefy skrawania zapewnia wyższe parametry obróbki przy mniejszym zużyciu narzędzia. W systemie minimalnego smarowania "Lubri- Lean" zużycie środka chłodząco-smarującego wynosi poniżej 10 ml/h. Taki poziom zużycia osiąga się dzięki nieprzerwanemu procesowi tworzenia jednorodnego aerozolu, precyzyjnie dozowanego, transportowanego w strumieniu powietrza i równie precyzyjnie kierowanego dyszami do miejsca obróbki z odległości 150 mm. 30. Müller P.: Bohren und Gewindebohren ohne Kühlschmiermittel: Trocken oder minimal geschmiert. Wiercenie i gwintowanie otworów bez stosowania środka chłodząco-smarującego. Obróbka na sucho lub z minimalnym smarowaniem. Schweiz.Maschinenmarkt, 1997, nr 8, s , 25. Porównano procesy wiercenia i gwintowania otworów pod kątem możliwości zastosowania minimalnego smarowania i obróbki na sucho (gwintowanie, wiercenie) stali o różnych twardościach, stali stopowych oraz żeliwa i aluminium. Korzyści ze stosowania smarowania minimalnego. 31. Popke H., Emmer T.: Trockenbearbeitung und Minimalmengenschmiertechnik beim Bohren, Senken und Reiben. Obróbka na sucho oraz smarowanie minimalne w procesach wiercenia, pogłębiania i rozwiercania. Maschinenmarkt, 1997, t. 103, nr 18, s , 29. Badania nad możliwościami wyeliminowania chłodzenia z procesu wiercenia wykazały, że w określonych warunkach możliwa jest obróbka na sucho, względnie obróbka z użyciem minimalnej ilości chłodziwa. Wśród warunków wiercenia na sucho wymienia się m.in. zastosowanie wierteł krętych wykonanych w całości z węglików spiekanych. Jeszcze większe możliwości w tym zakresie zapewniają twarde powłoki narzędziowe (TiN, TiCN, TiAlN) i powłoki samosmarowne. 32. Trockene Tatsachen (Teil 2). Trockenbearbeitung und Minimalmengenschmierung MMS auf dem Weg in kleinere Stückzahlen und kleinere Betriebe. "Suche" fakty (Część 2). Obróbka na sucho i smarowanie minimalne na drodze do produkcji małoseryjnej w niewielkich zakładach. Masch.u.Werkz., 1997, t. 98, nr 9, s. 80, 82, 84. Wskazówki dotyczące wdrażania obróbki bez chłodziwa oraz smarowania minimalnego. W celu zorganizowania produkcji w zgodzie z wymaganiami ekologii i ekonomii proces ten traktuje się jako system wzajemnie zależnych wielkości obejmujący narzędzie (materiał narzędziowy, proces produkcji narzędzia), obrabiarkę (konstrukcja, materiał itd.), przedmiot obrabiany (materiał, kształt, tolerancje) oraz proces technologiczny. Podano przykłady narzędzi przystosowanych do takich metod. 7

9 33. Uhlarz J.: Minimalschmiertechnik bringt wirtschaftliche und ökologische Vorteile. Gospodarcze i ekologiczne korzyści ze stosowania smarowania minimalnego. Maschine, 1997, t. 52, nr 7/8, s Opracowany w USA i stosowany 10 lat system minimalnego smarowania Accu- Lube składa się z dozownika wyposażonego w pompy oraz środków smarujących. Smary Accu-Lube to smary na bazie olejów roślinnych, nie tworzące emulsji, bez toksycznych składników, takich jak azotyny, chlor, fenol, metale ciężkie itp. Przykłady zastosowania w procesie przecinania taśmowego, frezowania i gwintowania otworów. 34. Weinert K. i in.: Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mit Einschneiden-Reibahlen. Obróbka z wysokimi prędkościami skrawania za pomocą rozwiertaków jednoostrzowych. VDI-Z, 1997, nr spec. III, s , Możliwości oraz ograniczenia procesu obróbki HSC rozwiertakami jednoostrzowymi odlewów aluminiowych i stali ulepszanych cieplnie, z zastosowaniem chłodzenia pełnym strumieniem emulsji i chłodzenia minimalną ilością chłodziwa z różnymi wariantami jego doprowadzania. Rozwiercanie otworów w odlewach aluminiowych może odbywać się ze zwiększonymi prędkościami skrawania, gdy zastosuje się rozwiertaki jednoostrzowe oraz chłodzenie minimalne. 35. Bearbeitungszentrum zur Trockenbearbeitung. Centrum obróbkowe do obróbki na sucho. Werkst.u.Betr., 1998, t. 131, nr 9, s Centra obróbkowe do obróbki na sucho lub z minimalnym smarowaniem firmy Hüller Hille odznaczają się bardzo efektywnym sposobem odprowadzania wiórów dzięki podwieszonej pozycji obrabianego przedmiotu. Schematycznie pokazano proces wytwarzania mgły olejowej i smarowej z zastosowaniem programowalnego systemu dozowania. Analizowano zapotrzebowanie na smar przy wierceniu otworów w metalach lekkich z minimalnym smarowaniem. 36. Die Dosis macht's. Wirtschaftliche und ökologische Vorteile durch Minimalschmiertechnik. Wszystko jest kwestią dawkowania. Ekonomiczne i ekologiczne zalety minimalnego smarowania. Masch.u.Werkz., 1998, t. 99, nr 5, s. 56. Zestawienie argumentów przemawiających za stosowaniem minimalnego smarowania zamiast tradycyjnych sposobów smarowania i chłodzenia olejem, który - zmieszany z wiórami - tworzy trudną do usunięcia, szkodliwą dla środowiska emulsję. Precyzyjne dozowanie smarów (system Accu-Lube) na ostrze narzędzia, w ilości pozwalającej na prawie całkowite jego zużycie (redukcja nawet do 5 ml/h) powoduje, że wióry i inne odpady są prawie suche. Wykorzystanie wszystkich zalet smarowania minimalnego wymaga prawidłowego doboru smaru, optymalnej dawki smaru i właściwego usytuowania dysz. 37. Dyrbuś G.: Obróbka z minimalnym smarowaniem. Pr.Nauk.Katedry Bud.Masz.P.Śl., 1998, nr 2, s W obróbce skrawaniem z minimalnym smarowaniem ilość doprowadzanego do strefy obróbki czynnika smarującego nie przekracza 100 ml/h. Smarowanie minimalne polega na ciągłym wytwarzaniu, możliwie najbliżej narzędzia, jednorodnego aerozolu czynnika smarującego (smarowanie zewnętrzne). Wytwarzanie aerozolu odbywa się w specjalnych podwójnych dyszach; dyszą środkową dostarczany jest olej, a otaczającą ją dyszą - sprężone powietrze. W przypadku smarowania wewnętrznego (wiercenie, gwintowanie, rozwiercanie) aerozol tworzy się w mieszalnikach. 8

10 38. Hennrich G.: Trockenbearbeitung - die umweltfreundliche Fertigungstechnik. Skrawanie na sucho - przyjazna środowisku technologia produkcji. Werkstattstechnik, 1998, t. 88, nr 9/10, s Omówiono wyniki projektów badawczych w zakresie obróbki na sucho w niemieckim przemyśle maszynowym. Do obróbki aluminium zaleca się minimalne smarowanie 50 ml/h (przykład skrawania części do samolotów). Obróbka na sucho stali wymaga optymalizacji geometrii narzędzia, stosowania powłok na narzędziach i zapewnienia spływu wiórów. 39. Höfer H.-J., Hampp T., Kaufeld M.: Aluminium-Knetlegierungen trocken oder bei MMS zerspanen. Skrawanie na sucho lub z minimalnym smarowaniem stopów aluminium do przeróbki plastycznej. Werkst.u.Betr., 1998, t. 131, nr 3, s , 206. Obróbka skrawaniem stopów aluminium na sucho praktycznie nie jest możliwa. Obniżkę kosztów i mniejsze obciążenie środowiska zapewnia minimalne smarowanie stosowane zamiast konwencjonalnego chłodzenia (w miejsce emulsji olejowo-wodnej w ilości 20 do 40 l/h stosuje się smarowanie narzędzia mgłą olejową w ilości 20 ml/h). Olej w mniejszym stopniu służy do chłodzenia, ułatwia natomiast odprowadzanie wiórów. W procesie wiercenia na sucho lub z minimalnym smarowaniem szczególną rolę odgrywa geometria narzędzia. 40. Hoffmeister H.-W., Langemeyer A.: Auf dem Weg zum Trockenschleifen Minimalmengenschmierung, Stickstoffkühlung und Graphitschmierung. Na drodze do szlifowania na sucho. Smarowanie minimalne, chłodzenie azotem i smarowanie grafitem. VDI-Z, 1998, t. 140, nr 5, s Badano metody eliminowania bądź ograniczania chłodziw w procesie szlifowania. Optymalną jakość szlifowania uzyskano stosując wydatek płynu smarującego 1 ml/min i rozproszony strumień płynnego azotu. Metoda smarowania przez docisk bloku grafitowego do ściernicy (w warunkach małych głębokości skrawania przy bardzo dużych posuwach) zapewnia suche wióry, ale oznacza zmniejszenie wydajności szlifowania. Schematy układu stanowiącego połączenie minimalnego smarowania z chłodzeniem ciekłym azotem i układów smarowania grafitem. 41. Klaue S., Schulz J.: Auch bei der Minimalmengenschmierung gilt: Es kommt immer auf die ganzheitliche Betrachtung an. Również przy chłodzeniu minimalnym wydatkiem chłodziwa obowiązuje zasada kompleksowego rozpatrywania problemu. Werkstattstechnik, 1998, t. 88, nr 9/10, s Ocena przydatności obróbki na sucho i z minimalnym smarowaniem w procesach przecinania, wiercenia, gwintowania, przeciągania, dogładzania i in. Podjęcie decyzji co do smarowania i chłodzenia minimalnego albo nadmiarowego wymaga analizy wszystkich aspektów wytwarzania. Należy uwzględnić dostępność chłodziw ekologicznych o wydłużonej trwałości, możliwych do regeneracji i biodegradacji. 9

11 42. Oczoś K.E.: Postęp w obróbce skrawaniem II. Obróbka na sucho i ze zminimalizowanym smarowaniem. Mechanik, 1998, t. 70, nr 5/6, s Przeanalizowano funkcje cieczy chłodząco-smarujących w procesie skrawania i przyczyny rozwoju obróbki na sucho lub z minimalnym smarowaniem. Przedstawiono zjawiska występujące w strefie skrawania podczas obróbki na sucho. Podano wymagania względem skrawania na sucho. Oceniono wpływ materiału obrabianego i sposobu skrawania oraz geometrii i kształtu ostrza na przebieg obróbki na sucho. Podano definicję i charakterystykę obróbki z minimalnym smarowaniem oraz zalecanych materiałów narzędziowych. Omówiono budowę centrum obróbkowego SPECHT 500/630T (Hüller Hille) z układem minimalnego smarowania oraz opisano ekologiczny uchwyt firmy Gottlieb Gühring. 43. Rinker U., Müller P., Schweighöfer G.: Trockenbohren und Trockenreiben in Einsatzstahl, Aluminium und austenitischem Stahl. Wiercenie i rozwiercanie na sucho w stali do nawęglania, w aluminium i w stali austenitycznej. VDI-Z, 1998, nr spec. IV, s Badano możliwości wiercenia i rozwiercania na sucho i z minimalnym smarowaniem otworów nieprzelotowych. W stali do nawęglania otwory można wiercić na sucho jednolitymi wiertłami węglikowymi. Do rozwiercania otworów w takiej stali i w aluminium narzędzie należy nawilżać przed każdym zabiegiem małą ilością środka smarującego (0,2 ml na 1000 otworów). Przy wierceniu stali austenitycznej konieczne jest doprowadzanie chłodziwa wewnętrznymi kanałami w wiertle i wyraźnie większa ilość chłodziwa niż przy obróbce pozostałych 44. Trockenbearbeitung prismatischer Teile. Obróbka na sucho części pryzmatycznych. VDI-Z, 1998, t. 140, nr 6, s Przedstawiono tabelaryczne zestawienie wymagań w stosunku do narzędzi oraz przebiegu procesu obróbki skrawaniem na sucho lub ze smarowaniem minimalnym (wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie, nagniatanie gwintów, frezowanie, wiercenie głębokich otworów). Pojęcie "obróbka na sucho" w praktyce używane jest także w stosunku do zabiegów z minimalnym smarowaniem, w wyniku których wilgotność wiórów kształtuje się na poziomie poniżej 2%. Udział chłodziwa w procesie obróbki skrawaniem jest niezastąpiony do odprowadzania wiórów. 45. Cselle T.: Entwicklungsrichtungen rotierender Werkzeuge. Schneidstoffe, Beschichtungen, Minimalschmierung. Kierunki rozwoju narzędzi obrotowych. Materiały na ostrza skrawające, powłoki, minimalne smarowanie. Werkst.u.Betr., 1999, t. 132, nr 9, s , 76. Za najważniejszą tendencję w obróbce skrawaniem uznano dążenie do obróbki na sucho lub z minimalnym smarowaniem pod warunkiem uzyskiwania wydajności na co najmniej dotychczasowym poziomie. Wzrost wydajności obróbki na sucho występuje przy wyższych parametrach skrawania, gwarantujących jednocześnie odprowadzanie ciepła przez wióry. Wśród obrabianych materiałów dominują stopy aluminium, niklu i tytanu; przewiduje się szersze wykorzystanie żeliwa wermikularnego i magnezu. 10

12 46. Dörr J., Sahm A.: Erfahrungen mit Minimalmengen-Schmierung. Doświadczenia w zakresie minimalnego smarowania. Werkst.u.Betr., 1999, t. 132, nr 4, s , 42-44, 46, Alternatywą dla skrawania "na sucho" jest obróbka "z minimalnym smarowaniem", tj. z użyciem niewielkiej (poniżej 80 ml/h) ilości oleju, najczęściej rozpylonego w strumieniu powietrza. Podano przykłady rozwiązań w zakresie techniki minimalnego smarowania w obróbce skrawaniem, stosowanych w znanych firmach niemieckich (ABB, BMW, Hüller Hille). Przykłady dotyczą różnych rodzajów obróbki i różnych materiałów obrabianych. Wyjaśniono zasady budowy układów minimalnego smarowania z doprowadzeniem chłodziwa z zewnątrz oraz przez wnętrze narzędzia, a także konstrukcję przestrzeni obróbkowej do obróbki na sucho. 47. Feinauer A., Schirsch R., Stoll A.: Kupplungsgehäuse prozesssicher trocken bearbeitet. Niezawodna obróbka na sucho korpusów przekładni. Werkst.u.Betr., 1999, t. 132, nr 5, s Badania niezawodności obróbki HSC na sucho i z minimalnym smarowaniem w oparciu o proces obróbki typowej, aluminiowej obudowy przekładni na centrum HSC - XHC241. W korpusie wrzeciona zainstalowano dyszę do wytwarzania mieszaniny powietrza i oleju. Kształt otworów, przez które wydostaje się chłodziwo nie wpływa na rezultat obróbki ani trwałość narzędzia. W wypadku narzędzi o średnicach od 40 do 80 mm wystarcza mała liczba otworów, o ile narzędzia te mają kształt przypominający śmigło. Wielowarstwowe rozwiertaki z listwami prowadzącymi wymagają większej ilości chłodziwa niż podawane w literaturze 50 ml/h. 48. Förster D., Müller W., Oser E.: Minimalmengen-Schmierung beim Fräsen mit HSS-Schaftfräsern. Minimalne smarowanie w procesie frezowania frezami trzpieniowymi ze stali szybkotnącej. Werkst.u.Betr., 1999, t. 132, nr 12, s Przeprowadzono próby frezowania przeciwbieżnego stali konstrukcyjnej z zastosowaniem urządzenia dozującego do minimalnego smarowania. Jako narzędzi użyto frezów trzpieniowych ze stali szybkotnącej z powłokami TiAlN oraz TiCN. Urządzenie dozujące dostarczało dwiema dyszami do strefy obróbki środek smarujący w postaci mgły olejowej w ilości 14 ml/h. Ujawniono m.in. większe wartości drogi skrawania dla frezów z powłokami TiCN. Korzystna okazała się modyfikacja środków smarujących dodatkiem utleniającym. 49. Hülscher M., Zillmer A., Kamps U.: Kleinunternehmen nutzen die Chancen von MMKS und Trockenbearbeitung. Małe firmy wykorzystują szanse, jakie daje im obróbka z minimalnym smarowaniem i na sucho. Maschinenmarkt, 1999, t. 105, nr 51/52, s Stwierdzono, że małe i średnie firmy dysponują sporym doświadczeniem w zakresie innowacyjnych technologii, w tym minimalnego smarowania i chłodzenia z ekologicznym zagospodarowaniem odpadów oraz w zakresie obróbki na sucho. W większości zakładów techniki minimalnego smarowania stosuje się w odniesieniu do przecinania, a obróbkę na sucho - przy toczeniu i frezowaniu, obie ekologiczne metody dotyczą obróbki aluminium, niestopowych, niskostopowych, a nawet wysokostopowych gatunków stali, sporadycznie żeliw czy tytanu. 11

13 50. Minimalmengen-Kühlschmierung. Chłodzenie oraz smarowanie minimalną ilością chłodziwa. Tech.Rdsch., 1999, t. 91, nr 13, s. 21. W układach smarowania minimalnego przeważnie stosuje się oleje syntetyczne bez mieszania ich z wodą. Dozowane kropelkowo bezpośrednio do strefy obróbki tylko podczas procesu skrawania wpływają korzystnie na wydłużenie trwałości narzędzi i całej obrabiarki. Do dozowania minimalnych ilości chłodziwa może służyć specjalny automat, którego funkcjonowanie sprzężono z układem sterowania obrabiarki. W skład urządzenia wchodzi m.in. pompa pneumatyczna z bezstopniową regulacją ilości dostarczanego chłodziwa. Smarowanie minimalne można stosować w obróbce frezowaniem, toczeniem, przeciąganiem stali i metali nieżelaznych. 51. Minimalmengenschmierung beim Drehen und Stechen. Zminimalizowane smarowanie przy toczeniu i przecinaniu. Werkst.u.Betr., 1999, t. 132, nr 9, s. 66, 68. W przeciwieństwie do innych rodzajów obróbki, z procesu toczenia i przecinania trudno wyeliminować tradycyjne ciecze chłodząco-smarujące. W celu ograniczenia ilości stosowanych cieczy można wykorzystać system zminimalizowanego smarowania firmy Rexim wraz z narzędziami posiadającymi kanały do chłodzenia, szwedzkiej firmy Mircona AB. W tym wypadku, przy toczeniu i przecinaniu aluminium, miękkiej stali, stali chromowo-molibdenowej i austenitycznej stali nierdzewnej, uzyskuje się okresy trwałości ostrza co najmniej takie same, jak przy stosowaniu zwykłych cieczy chłodząco-smarujących. 52. Minimalmengen-Kühlschmierung beim Spanen und Verformen. Senkt Kosten und steigert Qualität. Minimalne smarowanie w obróbce wiórowej i plastycznej. Obniża koszty, podwyższa jakość. Schweiz.Maschinenmarkt, 1999, nr 32/33, s. 26. Minimalne smarowanie może być stosowane praktycznie we wszystkich operacjach obróbki skrawaniem stali i metali nieżelaznych. Coraz częściej stosowane jest także w procesach obróbki plastycznej ze względu na pozytywny wpływ na strukturę powierzchni. Zaprezentowano automat Mikro firmy Werucon do nanoszenia cienkiego filmu smarnego w miejscu wchodzenia narzędzia w materiał obrabiany. Automaty do dozowania chłodziwa sprzyjają stosowaniu chłodziw wysokiej jakości, głównie na bazie olejów syntetycznych, bez domieszki wody. 53. Minimalmengen-Schmierung in der Praxis. Smarowanie minimalne w praktyce. VDI-Z, 1999, nr spec. IV, s. 66. Do korzystnego pod względem ekonomicznym dozowania do strefy skrawania minimalnych ilości płynu technologicznego lub uzyskiwania filmu smarnego wykorzystuje się modułowe systemy dozowania z możliwością konfiguracji w zależności od potrzeb. Przedstawiono przykłady praktycznego stosowania systemu minimalnego smarowania Deltamat D 40, oferowanego przez firmę Steidle, na wybranych obrabiarkach: frezarce, tokarce karuzelowej i wiertarce. Doprowadza-nie minimalnej ilości chłodziwa zapewniają pompy tłokowe, systemy rozpylania na podciśnienie, pojemniki ciśnieniowe i dysze pneumatyczne. 12

14 54. Popke H. i in.: Environmentally clean metal cutting processes - machining on the way to dry cutting. Ekologiczny proces skrawania bez cieczy chłodzącosmarującej. Post.Technol.Masz.i Urz., 1999, t. 23, nr 1, s Rozpatrzono rolę cieczy chłodząco-smarującej w procesie obróbki w aspekcie ekologicznym. Przedstawiono koncepcję zastąpienia procesu skrawania z chłodzeniem strumieniem cieczy przez proces skrawania z minimalnym smarowaniem lub obróbkę na sucho. Podkreślono znaczenie doboru materiałów narzędziowych do obróbki z minimalnym smarowaniem. Na podstawie tej koncepcji omówiono sposób praktycznej realizacji minimalnego smarowania przy skrawaniu. Badano trwałość narzędzi i jakość wyrobów przy wierceniu, pogłębianiu i rozwiercaniu z minimalnym smarowaniem. 55. Uhlarz J.: Minimalmengenschmierung beim Stechen und Drehen als wirtschaftliche Alternative. Minimalne smarowanie w procesie toczenia i przecinania na tokarce jako opłacalna alternatywa. Maschine, 1999, t. 53, nr 3, s Ze względu na ciągły kontakt noża przecinaka lub noża tokarskiego z obrabianym materiałem, w celu zapewnienia niezawodności toczenia i przecinania zastosowano system Acu Lube do minimalnego smarowania. Prawidłowe smarowanie i chłodzenie podczas tych operacji zapewnia zasilacz (Mini Booster) doprowadzający mieszaninę wodno-olejową do wrzeciona (tworzący się mikrofilm smarny nie osadza się na wrzecionie ani na ściankach przewodów) oraz specjalne narzędzia do toczenia i przecinania na tokarce, z doprowadzaniem czynnika smarnego przez uchwyt narzędzia. 56. Uhlarz J.: Minimalmengenschmierung durch die Werkzeugmaschinenspindel. Minimalne smarowanie przez wrzeciono obrabiarki. Maschine, 1999, t. 53, nr 7/8, s. 30. Urządzenie Accu-Lube MiniBooster zapewnia minimalne smarowanie w miejscu skrawania dzięki wewnętrznemu układowi doprowadzania mieszanki powietrznoolejowej przez wrzeciono obrabiarki. Przez kanaliki w oprawce narzędzia czynnik smarny dociera do ostrzy narzędzia. Wyeliminowano konieczność instalowania dodatkowych dysz, ponieważ rolę dyszy przejęło samo narzędzie. Na praktycznym przykładzie pokazano korzyści zastosowania systemu minimalnego smarowania, w tym tylko nieznaczne zanieczyszczenie wiórów olejem, oszczędne wykorzystanie środka smarującego (2 ml/h do 10 ml/h), poprawa stanu powierzchni przedmiotu obrabianego. 57. Weniger ist mehr. Minimalmengenschmierung beim Stechen und Drehen. Mniej znaczy czasem więcej. Minimalne smarowanie w procesie przecinania i toczenia. Masch.u.Werkz., 1999, t. 100, nr 7/8, s. 44, 46. Układ minimalnego smarowania dla procesu toczenia i przecinania składa się z urządzenia Minibooster oraz narzędzi EB z kanalikami doprowadzającymi mieszankę powietrza i oleju przez wrzeciono, oprawkę narzędzia - aż do miejsca skrawania. Urządzenie Minibooster wytwarza mikrofilm smarny, który nie osadza się na przewodach doprowadzających go do miejsca obróbki. Skuteczność smarowania zależy m.in. od wielkości przekroju kanalików w narzędziu. Środki chłodząco-smarujące systemu Accu-Lube nie zawierają toksycznych domieszek i nie stanowią zagrożenia dla zasobów wodnych. 13

15 58. Careri D.: Lubrorefrigeranti si o no? Za i przeciw stosowaniu cieczy chłodzącosmarujących. Macchine, 2000, t. 55, nr 1/2, s Podano argumenty przemawiające za obróbką skrawaniem na sucho lub z minimalnym smarowaniem. Zwrócono uwagę na dobór właściwego chłodziwa do obróbki różnych materiałów. Omówiono modułowy system smarowania minimalnego Indutec MS (Mentzel, Niemcy), w którym jako płyn obróbkowy stosuje się Induoil, substancję pochodzenia roślinnego podlegającą rozpadowi biologicznemu. Główną częścią systemu jest dyfuzor współosiowy, przez który podawana jest ciecz chłodząco-smarująca pod kontrolowanym kątem 5 o. Urządzenie jest sterowane pneumatycznie, co umożliwia regulację ciśnienia strumienia chłodziwa. Modułowa budowa systemu gwarantuje jego uniwersalność. 59. Clausen R., Hanke H.: Bohren von Aluminium-Titan-Schichtverbunden. Wiercenie kompozytów warstwowych aluminiowo-tytanowych. ZWF, 2000, t. 95, nr 6, s Badano proces wiercenia otworów w kompozytach warstwowych aluminiowotytanowych (2 warstwy blach aluminiowych i 5 lub 8 tytanowych, maty uszczelniające i lakier) w stanie utwardzonym o grubości 6-30 mm, z minimalnym smarowaniem od zewnątrz alkoholem tłuszczowym w postaci aerozolu. Z punktu widzenia jakości otworów, kształtu i odprowadzania wióra za najkorzystniejsze narzędzie uznano wiertło stopniowe z drobnoziarnistych węglików spiekanych, o zróżnicowanych kątach wierzchołkowych na poszczególnych stopniach, uzyskanych drogą fazowania powierzchni natarcia. 60. Dyrbuś G.: Wpływ ilości cieczy chłodząco-smarujących na trwałość wierteł. Pr.Nauk.Katedry Bud.Masz.P.Śl., 2000, nr 1, s Przedstawiono rolę cieczy chłodząco-smarujących w procesie wiercenia, zwłaszcza przy obróbce stali austenitycznych. Do badań trwałościowych wierteł do obróbki stali austenitycznej 00H18N10 (X5CrNi1820 wg DIN) stosowano olej Blasocut Vasco USK 42 (olej na bazie olejów roślinnych o bardzo dużej wydajności). Badaniom poddano wiertła o średnicy 5 mm wykonane ze stali Emo5Co5. Stosowano dwa sposoby podawania cieczy chłodząco-smarującej do strefy skrawania: tradycyjne dozowanie oraz minimalne smarowanie (schemat urządzenia do minimalnego smarowania). Przeanalizowano objawy zużywania się wierteł. Wyniki badań trwałościowych zestawiono w tabelach. 61. Feinauer A.: Strömungsgünstiger Arbeitsraum. Przestrzeń robocza z dogodnym przepływem wiórów. Werkst.u.Betr., 2000, t. 133, nr 6, s , 40. Centrum obróbkowe XHC241 (Ex-Cell-O) przystosowano do obróbki z minimalnym smarowaniem. Środek smarujący tłoczony jest przez rurkę wewnątrz wrzeciona, a następnie rozpylany za pomocą sprężonego powietrza. Rozpylanie następuje bezpośrednio przed oprawką zaciskową z chwytem HSK. W przypadku obróbki na sucho problem stanowi odprowadzanie wiórów, zależne m.in. od usytuowania wrzeciona względem przedmiotu. Rozwiązanie polega na użyciu układu odsysania wiórów i pyłów; w tym przypadku konieczne jest odpowiednie ukształtowanie zamkniętej przestrzeni roboczej, w której cały czas istnieje niewielkie podciśnienie. 14

16 62. Innere Minimalmengen-Schmierung. Smarowanie minimalną ilością czynnika smarnego doprowadzanego przez wnętrze wrzeciona. VDI-Z, 2000, nr spec. III, s. 58. Doprowadzenie minimalnej ilości środka smarnego przez wrzeciona obrabiarek stanowi korzystną alternatywę dla chłodzenia emulsją pod wysokim ciśnieniem. Uzyskuje się możliwość precyzyjnego dozowania czynnika smarnego, który osadza się na narzędziu i przedmiocie nie tworząc mgły. Wióry po takim smarowaniu zawierają tylko śladowe ilości oleju. Firma GAT opracowała dwa układy minimalnego smarowania, różniące się miejscem przygotowania mieszanki. W jednym z nich mieszankę powietrza i czynnika smarnego, doprowadzanych oddzielnie do wrzeciona, tworzy się bezpośrednio przed narzędziem, a następnie przez narzędzie dostarcza do miejsca skrawania. 63. Körber K.-P.: Innovations-Feuerwerk im Jubiläumsjahr. Innowacyjne rozwiązania na 50-lecie firmy Mapal. Maschine, 2000, t. 54, nr 1/2, s Zaproponowano metodę minimalnego chłodzenia/smarowania, ułatwiającą np. rozwiercanie otworów i nacinanie gwintów podczas obróbki korpusów przekładni z żeliwa szarego, bez przerywania cyklu obróbkowego. Doprowadzanie minimalnych ilości chłodziwa umożliwia specjalny uchwyt narzędziowy (tzw. eko-uchwyt) z zasobnikiem czynnika smarnego. Po osiągnięciu przez narzędzie znamionowej prędkości obrotowej regulowany indywidualnie przełącznik odśrodkowy wewnątrz uchwytu zaczyna sterować silniczkiem małej pompy chłodziwowej. Spadek prędkości do wyznaczonego poziomu, względnie odłożenie narzędzia do magazynu, powoduje wyłączenie pompy. 64. Kureck C.: Der goldene Mittelweg. Umsetzung der Minimalmengenschmierung (MMS) in die Praxis. Złoty środek. Zastosowanie zminimalizowanego smarowania w praktyce. Werkst.u.Betr., 2000, t. 133, nr 9, s. 96, Zminimalizowane chłodzenie i smarowanie wymaga zastosowania odpowiednich systemów dozujących mgłę olejową. Przykładem jest urządzenie z pompą tłokową Lubrimat L50 (Steidle). Przydatność tego urządzenia potwierdzono praktycznie, stosując je m.in. przy rozwiercaniu zgrubnym stali walcowanej na zimno narzędziem ze stali szybkotnącej oraz frezowaniu form. W pierwszym wypadku trwałość narzędzia wzrosła czterokrotnie w porównaniu z obróbką na sucho, w drugim uzyskano powierzchnię lepszej jakości przy ograniczeniu wpływów termicznych na narzędzie i przedmiot. 65. Minimalmengenschmierung bei der Aussenbearbeitung. Minimalne smarowanie w obróbce powierzchni zewnętrznych. Maschine, 2000, t. 54, nr 9, s. 58. Na przykładzie procesu frezowania kół zębatych i krzywek wykazano skuteczność zastąpienia smaru na bazie oleju mineralnego smarem Accu-Lube LB 2000 na bazie oleju roślinnego w warunkach minimalnego smarowania z użyciem precyzyjnego urządzenia dozującego i dysz doprowadzających smar na ostrze narzędzia. Przy identycznych prędkościach skrawania i posuwach uzyskano wyższe trwałości narzędzi, mniejsze zużycie smaru; nie zanotowano ponadto negatywnego oddziaływania smaru na zdrowie operatorów obrabiarek. Smar Accu Lube LB 2000 jest nietoksyczny, ulega degradacji biologicznej nie stanowiąc zagrożenia ani dla człowieka, ani dla środowiska. 15

17 66. Oakham M.: Tails you win. Obróbka na sucho, a obróbka z chłodzeniem. Metalwork.Prod., 2000, t. 144, nr 11, s. 67, 70. Jak wykazują przemysłowe badania, 7,5% do 17% kosztów produkcji stanowią koszty związane ze stosowaniem płynów chłodząco-smarujących. Z tego powodu doskonali się metody obróbki skrawaniem z zastosowaniem tzw. minimalnego smarowania/chłodzenia strefy obróbki lub tzw. "suchego" skrawania, bez użycia płynów obróbkowych. Określono ogólne warunki obróbki z minimalnym chłodzeniem i na sucho, dotyczące zastosowania odpowiedniej obrabiarki skrawającej, której konstrukcja umożliwia skrawanie z dużymi prędkościami, stosowania odpowiednich materiałów narzędziowych, wyboru właściwych parametrów geometrycznych i specjalnych konstrukcji. 67. Popke H. i in.: Hobbing of gear wheels with minimal cooling. Frezowanie obwiedniowe kół zębatych w warunkach minimalnego chłodzenia. Mater.Międzynar.Konf.Nauk. "Mechanics 2000", Rzeszów, 2000, s Opis badań mających na celu minimalizację chłodzenia przy frezowaniu obwiedniowym. Dotychczasowe metody smarowania olejem powierzchni między frezem i materiałem obrabianym były kosztowne, a usuwanie oleju z zębów kół sprawiało trudności. Za punkt wyjścia w analizowaniu różnych metod chłodzenia przyjęto tradycyjne zużycie chłodziwa 100 l/min. Podano parametry frezowania dla każdej metody. Na podstawie wyników doświadczeń określono zużycie frezów przy różnych metodach chłodzenia. Omówiono urządzenie do chłodzenia za pomocą dysz rozpylających chłodziwo. 68. Questions de liquides. Problemy płynów obróbkowych. Mach.Prod., 2000, nr 720, s. 53, 55. O rozwoju systemów smarowania minimalnego decydują przede wszystkim względy ekologiczne. Firma EMT oferuje produkt Mixair2 do smarowania łożysk tocznych, w tym łożysk szybkoobrotowych wrzecion i elektrowrzecion obrabiarek skrawających. Mikrokropelki substancji smarującej (3 24 mm 3 ) podawane są do strefy smarowania w strumieniu powietrza pod niskim ciśnieniem. Firma GAT opracowała system minimalnego smarowania, w którym chłodziwo podawane jest pod wysokim ciśnieniem przez wrzeciono obrabiarki. Bardzo precyzyjne dozowanie zapobiega powstawaniu oparów, a także osadzaniu się resztek chłodziwa na narzędziu i na wiórach. 69. Stoll A., Klein J.: Perspektiven des Wirbelns ohne Kühlschmierstoff. Perspektywy łuszczenia gwintów bez udziału chłodziwa. Maschinenmarkt, 2000, t. 106, nr 3, s , 33. Badania możliwości modyfikacji procesu łuszczenia gwintów, w tym w przedmiotach hartowanych do HRC, pod kątem wyeliminowania udziału chłodziwa. W badaniach wzajemnych zależności parametrów narzędzia, obrabianego materiału i procesu wykorzystano oprogramowanie do symulacji (schemat symulacji procesu). Na przykładzie łuszczenia zewnętrznych zarysów ślimaków małych przekładni wykazano znaczny wzrost wydajności łuszczenia gwintów w przedmiotach z materiałów nieutwardzanych w procesie z minimalnym smarowaniem, z zastosowaniem narzędzi z drobnoziarnistych węglików spiekanych powlekanych PVD warstwą TiCN. 16

18 70. System minimalnego smarowania. Mechanik, 2000, t. 78, nr 2, s Krótka charakterystyka oferowanego przez firmę Accu-Lube systemu minimalnego smarowania strefy skrawania. W systemach minimalnego smarowania, które zastępują obecnie coraz częściej tradycyjne, nieekonomiczne układy chłodzenia strefy obróbki, wytwarzana jest mieszanka powietrzno-olejowa doprowadzana do strefy skrawania. Przed dyszą wylotową następuje mieszanie się powietrza, doprowadzanego pod ciśnieniem ok. 4 bar jednym przewodem, z olejem dozowanym w objętości 2 10 ml/h, podawanym drugim przewodem. Smarowanie strefy skrawania taką mieszanką jest bardzo skuteczne, oprócz wzrostu wydajności obróbki i zwiększenia okresu trwałości narzędzia, zapewnia utrzymanie czystości w środowisku wytwarzania. Przykłady praktycznych zastosowań. 71. Trockene Angelegenheit. Trends bei Werkzeugen zur Trockenbearbeitung. Sucha sprawa. Tendencje w zakresie narzędzi do obróbki na sucho. Masch.u.Werkz., 2000, t. 101, nr 9, s Prawie wszystkie składniki układu obrabiarka-narzędzie-przedmiot mają wpływ na możliwości stosowania obróbki na sucho i z minimalnym smarowaniem. Ograniczenie przenikania ciepła do narzędzia, do przedmiotu i do części obrabiarki wymaga, aby funkcję tę całkowicie przejęły wióry, których odprowadzanie wspomagane jest sprężonym powietrzem albo skąpymi dawkami chłodziwa. Wśród operacji niesprzyjających wdrażaniu obróbki na sucho wymienia się skomplikowane przedmioty z wieloma zagłębieniami, wiercenie i rozwiercanie stawiające wysokie wymagania narzędziom, a także gwintowanie otworów. 72. Volltreffer. Kühlschmiermittel immer an der richtigen Stelle. Celny strzał. Chłodziwa zawsze we właściwym miejscu. Masch.u.Werkz., 2000, t. 101, nr 5, s Aby uniknąć przemieszczania się strumienia chłodziwa ze strefy obróbki zaproponowano stosowanie urządzeń P1/P2, które można zainstalować w każdej frezarce CNC lub centrum obróbkowym. W wypadku urządzenia P1 nastawianie położenia dyszy odbywa się ręcznie potencjometrem z panelu obsługowego za pośrednictwem układu sterowania obrabiarki. Urządzenie P2 z wyświetlaczem LCD pozwala zaprogramować maksymalnie 99 położeń dyszy w trybie uczenia się. Każdemu narzędziu przyporządkowuje się położenie dyszy. Prezentowane urządzenia pozwalają na zintegrowanie systemów minimalnego smarowania z cyklem obróbkowym CNC. 73. Willrett H.: Minimalmengenschmierung verbessert die Produktivität. Nicht nur ein Martini ist trocken gut. Minimalne smarowanie poprawia wydajność. Zalety obróbki na sucho. Ind.Anz., 2000, t. 122, nr 34/35, s Wdrożenie systemu minimalnego smarowania, tj. zastąpienie 120 l smaru na godzinę odpowiednio ilością 50 ml/h wymaga dokładnej analizy całego procesu produkcyjnego, z uwzględnieniem wymaganej jakości powierzchni obrabianego przedmiotu oraz cech konstrukcyjnych narzędzia. Najczęściej stosowanymi środkami smarnymi są oleje na bazie estrów lub alkoholi tłuszczowych w postaci mieszaniny ze sprężonym powietrzem (aerozol) doprowadzane układem zewnętrznym lub wewnętrznym do miejsca obróbki. W wypadku wiercenia chłodzenie z zewnątrz umożliwia wykonywanie otworów o głębokości najwyżej 2D. 17

19 74. Wurster B.: Wo steht die Minimalmengenschmierung? Gdzie jest miejsce dla minimalnego smarowania? Maschine, 2000, t. 54, nr 12, s Wyniki ankiety przeprowadzonej wśród firm i instytutów niemieckich, których działalność obejmuje m.in. konstruowanie, wykonywanie i dystrybucję systemów minimalnego smarowania stanowiących zespoły uzupełniające dla obrabiarek i narzędzi. Najczęściej stosowanym urządzeniem w układach minimalnego smarowania jest urządzenie zraszające, współpracujące z pompą doprowadzającą do dyszy substancję smarującą pod ciśnieniem do 100 bar. Osobnym przewodem doprowadza się powietrze pod ciśnieniem do 10 bar. Wysoki udział procentowy powietrza w tworzonej mieszance decyduje o oszczędnym wykorzystaniu substancji smarnych (oleje mineralne, syntetyczne, emulsje). 75. Damit weniger mehr ist. Werkzeuge für die Minimalmengenschmierung. Aby mniej znaczyło więcej. Narzędzia przystosowane do minimalnego smarowania. Masch.u.Werkz., 2001, t. 102, nr 10, s Zmiana mechanizmu tworzenia się wióra dzięki wdrożeniu minimalnego smarowania, polegającego na doprowadzeniu mieszanki (aerozolu) przez kanaliki chłodziwowe narzędzia do miejsca obróbki, umożliwia skrawanie z wyższymi posuwami. W porównaniu z obróbką na sucho jakość powierzchni uzyskiwanych w warunkach minimalnego smarowania jest wyższa. Opisano rozwiązania zastosowane w narzędziach firmy Komet, np. w wiertłach z płytkami wymiennymi (Kub Trigon, Kub Quatron) do otworów o dużych średnicach stosuje się tzw. zawleczki kierujące aerozol bezpośrednio na ostrza. 76. Grosspietsch J.: Trockenfiltersystem für das Spanen mit MMS. System filtrowania na sucho na potrzeby obróbki wiórowej z minimalnym smarowaniem. Maschine, 2001, t. 55, nr 5, s Zdefiniowano różne postacie fizyczne (fazy emisji) szkodliwych substancji wydzielających się w trakcie obróbki z minimalnym smarowaniem: aerozole, mgły, pary, dymy, gazy, pyły. Brak układów odsysających powoduje osadzanie się tych faz w postaci kleistej mieszaniny pyłów i oleju na częściach obrabiarki oraz w jej otoczeniu. Podano trzy różne definicje minimalnego smarowania w zależności od ilości zużytego smaru. Opisano układ do filtrowania na sucho firmy Handte, którego zasadniczym komponentem są mikroporowate płyty (stopień wychwytywania zanieczyszczeń - powyżej 99%) zainstalowane w korpusie filtra. 77. Kühlt Minimalmengen-Kühlschmierung? Nomen est omen. Czy chłodzenie minimalną ilością środków chłodząco-smarujących to rzeczywiście chłodzenie? Nomen est omen. Masch.u.Werkz., 2001, t. 102, nr 10, s Przytoczono różne warianty nazw stosowanych w literaturze na określenie chłodzenia bądź smarowania minimalną ilością medium, rozproszonego w strumieniu powietrza. W wypadku smarowania chłodzenie zachodzi na skutek zmniejszenia tarcia, a w konsekwencji zapobiegania powstawaniu wysokiej temperatury. Opisano schemat podziału metod chłodzenia w zależności od użytego medium. Smarowanie minimalne wymaga użycia oleju, którego oddziaływanie zostało zdominowane przez działanie smarujące; w wypadku minimalnego chłodzenia dominuje działanie chłodzące. 18

20 78. Kuttkat B.: Trockenbearbeitung senkt die Fertigungskosten. Obróbka na sucho obniża koszty wytwarzania. Maschinenmarkt, 2001, nr 36, s. 68, 70, Wdrażanie obróbki na sucho i z minimalnym smarowaniem, mimo oczywistych zalet w postaci niższych kosztów wytwarzania i ograniczenia negatywnego wpływu na środowisko, nie osiągnęło dotąd zadowalającego zasięgu (rocznie zużywa się w Niemczech około ton substancji chłodząco-smarujących). Zamieszczono tabelaryczne zestawienie możliwości obróbki na sucho i z minimalnym smarowaniem aluminium, stali i żeliw metodami wiercenia, rozwiercania, nacinania i nagniatania gwintów, wiercenia głębokich otworów, frezowania, frezowania obwiedniowego, przecinania i przeciągania narzędziami powlekanymi i niepowlekanymi. 79. Lamers R.: Kühlt die Minimalmengen-Kühlschmierung? Czy minimalna ilość chłodziwa lub smaru ma rzeczywiście działanie chłodzące? Maschine, 2001, t. 55, nr 7/8, s Wskazano na rozbieżności terminologiczne odnośnie do minimalnego smarowania i chłodzenia w języku angielskim i niemieckim. Za uzasadnione uważa się określenia "minimalne smarowanie" i "minimalne smarowanie z chłodzeniem". Zdefiniowano różne strategie chłodzenia i smarowania w zależności od użytych mediów. Pomiary temperatury płytek wymiennych w procesie toczenia wykazały spadek temperatury dzięki stosowaniu minimalnego smarowania, bez względu na to, czy w procesie dominowało smarowanie czy chłodzenie. Stwierdzono, że w wypadku minimalnego smarowania z chłodzeniem można mówić o działaniu chłodzącym. 80. Laux D.: Lange Erfahrung mit MMKS. Wieloletnie doświadczenie w zakresie technologii minimalnego chłodzenia (smarowania). Maschine, 2001, t. 55, nr 12, s Opisano rozmaite układy minimalnego chłodzenia oferowane w ciągu ostatnich lat przez firmę Steidle. Metoda polega na wykorzystaniu w procesie obróbki minimalnej, a jednocześnie niezbędnej ilości chłodziwa, co w praktyce oznacza zużycie medium w ilości ml/h na jedną dyszę. Najdłużej stosowanym urządzeniem minimalnego smarowania jest Spraymat działające jak dysza Venturiego. Wydobywające się z dyszy sprężone powietrze powoduje powstawanie podciśnienia, pod wpływem którego zasysana jest ze zbiornika kolejna porcja medium. Omówiono urządzenia doprowadzajace chłodziwo z zewnątrz (Pulsomat, Lubrimat) i przez wrzeciono narzędziowe (Toolmat, Centermat). 81. Potrykus J.: Nobilitacja zminimalizowanego smarowania. Mechanik, 2001, t. 74, nr 2, s Podano definicję zminimalizowanego smarowania sformułowaną w oparciu o teorię smarowania elastohydrodynamicznego. Scharakteryzowano techniki zminimalizowanego smarowania (smarowanie z zastosowaniem smaru plastycznego, smarowanie mgłą olejową, smarowanie powietrzno-olejowe, smarowanie natryskowe). Podano korzyści ze stosowania zminimalizowanego smarowania w aspekcie energetycznym, ekologicznym i ekonomicznym. Podkreślono mniejsze zapotrzebowanie na energię dostarczaną do węzłów kinematycznych pracujących w warunkach zminimalizowanego smarowania. Stosowanie zminimalizowanego smarowania pozwala w wielu wypadkach uprościć konstrukcję i zwiększyć sprawność energetyczną smarowanych zespołów. 19