Hallo! Als Lieferant vonCNC-gefrästes TeilIch habe aus erster Hand gesehen, wie wichtig die richtige Schmierung im CNC-Fräsprozess ist. In diesem Blog werde ich die Schmierungsanforderungen für das CNC-Fräsen von Teilen aufschlüsseln und einige Erkenntnisse weitergeben, die ich im Laufe der Jahre gesammelt habe.
Warum Schmierung beim CNC-Fräsen wichtig ist
Beginnen wir damit, zu verstehen, warum Schmierung beim CNC-Fräsen so wichtig ist. Beim Fräsen von Teilen steht das Schneidwerkzeug ständig in Kontakt mit dem Werkstück. Dieser Kontakt erzeugt eine Menge Hitze und Reibung. Ohne ordnungsgemäße Schmierung kann die Hitze zu einem schnellen Verschleiß des Schneidwerkzeugs führen, was zu einer schlechten Oberflächengüte des Teils und sogar zu Maßungenauigkeiten führt.
Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie Ihre Hände sehr schnell aneinander reiben, werden sie heiß und schmerzen. Das ist Reibung am Arbeitsplatz. Wenn Sie jetzt etwas Lotion auf Ihre Hände auftragen, wird das Reiben sanfter und es entsteht weniger Hitze und Unbehagen. Ähnlich funktioniert die Schmierung beim CNC-Fräsen. Es reduziert die Reibung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück, was wiederum dazu beiträgt, die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern, die Qualität des fertigen Teils zu verbessern und die Gesamteffizienz des Fräsprozesses zu steigern.
Arten von Schmiermitteln für das CNC-Fräsen
Es gibt verschiedene Arten von Schmiermitteln, die beim CNC-Fräsen verwendet werden können, und jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.
Kühlmittel
Kühlmittel sind wahrscheinlich die am häufigsten verwendeten Schmierstoffe beim CNC-Fräsen. Es gibt sie in verschiedenen Formen, beispielsweise als wasserbasierte Emulsionen, synthetische Kühlmittel und halbsynthetische Kühlmittel. Wasserbasierte Emulsionen werden durch Mischen von Öl mit Wasser hergestellt und eignen sich hervorragend zum Mahlen für allgemeine Zwecke. Sie bieten gute Kühl- und Schmiereigenschaften und sind relativ kostengünstig.
Synthetische Kühlmittel hingegen bestehen aus chemischen Verbindungen und enthalten kein Öl. Sie bieten eine hervorragende Kühlleistung und werden häufig bei Hochgeschwindigkeitsfräsvorgängen eingesetzt. Halbsynthetische Kühlmittel sind eine Kombination aus synthetischen und ölbasierten Komponenten und bieten ein Gleichgewicht zwischen den Kühleigenschaften synthetischer Kühlmittel und den Schmiereigenschaften ölbasierter Kühlmittel.
Schneidöle
Eine weitere Möglichkeit zur Schmierung von CNC-Fräsvorgängen sind Schneidöle. Sie bestehen typischerweise aus Mineralölen oder Pflanzenölen und werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen ein hohes Maß an Schmierung erforderlich ist. Schneidöle eignen sich hervorragend zur Reduzierung der Reibung und zur Verhinderung des Spanschweißens, bei dem Späne des Werkstückmaterials am Schneidwerkzeug haften bleiben.
Allerdings können Schneidöle schmutzig und schwer zu reinigen sein und bieten möglicherweise nicht so viel Kühlung wie Kühlmittel. Sie sind außerdem teurer als Kühlmittel und werden daher normalerweise für bestimmte Anwendungen verwendet, bei denen ihre Schmiereigenschaften von entscheidender Bedeutung sind.
Trockenmahlen
In manchen Fällen kann Trockenmahlen eine Option sein. Beim Trockenmahlen wird ohne den Einsatz von Schmiermitteln gemahlen. Dies kann im Hinblick auf Kosten und Umweltbelastung von Vorteil sein, da keine Notwendigkeit besteht, Schmierstoffe zu kaufen oder zu entsorgen. Allerdings kann das Trockenfräsen nur in bestimmten Situationen eingesetzt werden, etwa wenn die Schnittgeschwindigkeiten niedrig sind und das zu fräsende Material relativ weich ist.
Bei der Auswahl eines Schmiermittels zu berücksichtigende Faktoren
Bei der Auswahl eines Schmierstoffs für das CNC-Fräsen müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden.
Material des Werkstücks
Das Material des Werkstücks ist einer der wichtigsten zu berücksichtigenden Faktoren. Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Bearbeitungseigenschaften und erfordern unterschiedliche Arten von Schmiermitteln. Aluminium ist beispielsweise ein weiches Material, das beim Fräsen viel Wärme erzeugt. Wasserbasierte Kühlmittel sind oft eine gute Wahl zum Fräsen von Aluminium, da sie für eine gute Kühlung und Schmierung sorgen.
Andererseits ist Edelstahl ein hartes und zähes Material, das ein Schmiermittel mit hoher Schmierfähigkeit erfordert. Schneidöle oder halbsynthetische Kühlmittel eignen sich möglicherweise besser zum Fräsen von Edelstahl.
Schnittgeschwindigkeit und Vorschub
Auch die Schnittgeschwindigkeit und der Vorschub spielen eine Rolle bei der Wahl des verwendeten Schmierstoffs. Höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe erzeugen mehr Wärme und Reibung, daher ist in der Regel ein Schmierstoff mit guten Kühleigenschaften erforderlich. Kühlmittel sind oft die beste Wahl für Hochgeschwindigkeitsfräsvorgänge.
Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe können je nach Material des Werkstücks den Einsatz von Schneidölen oder Trockenfräsen ermöglichen.
Werkzeugmaterial und Geometrie
Auch das Material und die Geometrie des Schneidwerkzeugs sind wichtige zu berücksichtigende Faktoren. Unterschiedliche Werkzeugmaterialien weisen unterschiedliche Hitzebeständigkeits- und Verschleißeigenschaften auf und erfordern möglicherweise unterschiedliche Arten von Schmiermitteln. Hartmetallwerkzeuge sind beispielsweise sehr hart und halten hohen Temperaturen stand, sodass sie möglicherweise mit weniger Schmierung arbeiten können als Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl.
Die Geometrie des Schneidwerkzeugs, beispielsweise die Anzahl der Spannuten und der Spanwinkel, kann sich ebenfalls auf die Schmieranforderungen auswirken. Werkzeuge mit mehr Spannuten erfordern möglicherweise mehr Schmierung, um ein Verstopfen der Späne zu verhindern.
Methoden zum Auftragen von Schmiermitteln
Nachdem Sie das richtige Schmiermittel für Ihren CNC-Fräsvorgang ausgewählt haben, müssen Sie überlegen, wie Sie es anwenden. Es stehen verschiedene Anwendungsmethoden zur Verfügung, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen.
Hochwasserkühlung
Die Flutkühlung ist die gebräuchlichste Methode zum Auftragen von Schmiermitteln beim CNC-Fräsen. Dabei wird der Schnittbereich mithilfe einer Pumpe und einer Düse mit dem Schmierstoff geflutet. Die Flutkühlung sorgt für eine hervorragende Kühlung und Schmierung, da der Schmierstoff an der Schnittstelle ständig nachgefüllt wird.
Allerdings kann die Überflutungskühlung schmutzig und verschwenderisch sein, da viel Schmiermittel auf dem Boden oder im Sumpf der Maschine landen kann. Außerdem ist eine große Menge Schmiermittel erforderlich, was die Kosten der Operation erhöhen kann.
Nebelkühlung
Bei der Nebelkühlung wird ein feiner Schmiermittelnebel auf den Schneidbereich gesprüht. Die Nebelkühlung verbraucht weniger Schmiermittel als die Flutkühlung und kann gezielter eingesetzt werden, wodurch weniger Schmiermittel verschwendet wird. Außerdem sorgt es für eine gute Kühlung und Schmierung, da der Nebel in die Schneidzone eindringen kann.
Allerdings ist die Nebelkühlung bei Hochgeschwindigkeits- oder Hochleistungsfräsvorgängen möglicherweise nicht so effektiv wie die Flutkühlung, da der Nebel möglicherweise nicht in der Lage ist, ausreichend Schmierung bereitzustellen, um Werkzeugverschleiß zu verhindern.
Minimalmengenschmierung (MMS)
Die Minimalmengenschmierung (Minimum Quantity Lubrication, MQL) ist eine relativ neue Methode zum Auftragen von Schmierstoffen beim CNC-Fräsen. Dabei wird eine sehr kleine Menge Schmiermittel, meist in Form eines feinen Nebels, direkt auf die Schneidkante des Werkzeugs aufgetragen. MMS verbraucht deutlich weniger Schmiermittel als Flutkühlung oder Nebelkühlung, was es kostengünstiger und umweltfreundlicher macht.
MMS sorgt außerdem für eine gute Schmierung und Kühlung, da das Schmiermittel direkt auf die Schneidzone aufgetragen wird. MMS erfordert jedoch spezielle Ausrüstung und ist möglicherweise nicht für alle Arten von Fräsvorgängen geeignet.
Wartung von Schmiersystemen
Sobald Sie Ihr Schmiersystem eingerichtet haben, ist es wichtig, es ordnungsgemäß zu warten. Regelmäßige Wartung stellt sicher, dass das Schmiermittel effektiv funktioniert und der CNC-Fräsvorgang reibungslos verläuft.
Überwachung des Schmierstoffstandes
Sie sollten den Füllstand des Schmiermittels im Vorratsbehälter regelmäßig überwachen. Wenn der Füllstand zu niedrig ist, wird das Schneidwerkzeug möglicherweise nicht ausreichend geschmiert, was zu Werkzeugverschleiß und schlechter Oberflächengüte führen kann. Wenn der Füllstand zu hoch ist, kann das Schmiermittel überlaufen, was schmutzig und verschwenderisch sein kann.
Überprüfung der Schmierstoffqualität
Auch die Qualität des Schmiermittels kann sich mit der Zeit verschlechtern, insbesondere wenn es mit Spänen oder anderen Fremdkörpern verunreinigt ist. Sie sollten die Qualität des Schmiermittels regelmäßig überprüfen, indem Sie auf Anzeichen von Verunreinigungen wie Verfärbungen oder üblen Geruch achten. Wenn das Schmiermittel verunreinigt ist, sollte es ausgetauscht werden.
Reinigen des Schmiersystems
Auch das Schmiersystem sollte regelmäßig gereinigt werden, um die Ansammlung von Spänen und anderen Ablagerungen zu verhindern. Dazu gehört die Reinigung des Behälters, der Pumpe und der Düsen. Ein sauberes Schmiersystem stellt sicher, dass das Schmiermittel ordnungsgemäß fließt und gleichmäßig auf den Schneidbereich aufgetragen wird.
Abschluss
Eine ordnungsgemäße Schmierung ist für das erfolgreiche CNC-Fräsen von Teilen unerlässlich. Durch die Auswahl des richtigen Schmiermittels, dessen korrekte Anwendung und die Wartung des Schmiersystems können Sie die Lebensdauer Ihrer Schneidwerkzeuge verlängern, die Qualität Ihrer Fertigteile verbessern und die Gesamteffizienz Ihres CNC-Fräsvorgangs steigern.
AlsCNC-gefrästes TeilAls Lieferant teile ich mein Wissen und meine Erfahrung immer gerne mit meinen Kunden. Wenn Sie Fragen zu den Schmierstoffanforderungen beim CNC-Fräsen haben oder auf der Suche nach hochwertigen CNC-Frästeilen sind, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir sind hier, um Ihnen zu helfen, die besten Lösungen für Ihre Bearbeitungsanforderungen zu finden.
Referenzen
- „CNC-Bearbeitungshandbuch“ von Peter Zelinski
- „Theorie und Praxis des Metallschneidens“ von Paul DeGarmo, JT Black und Ronald Kohser
- Diverse Branchenpublikationen und Fachbeiträge zum Thema CNC-Fräsen und Schmierung