ΕΜΠ ΥΓΡΑ ΚΟΠΗΣ. Σχήμα 1: Αλληλεπίδραση των δράσεων των υγρών κοπής

Transcript

1 ΥΓΡΑ ΚΟΠΗΣ 1. ΔΡΑΣΕΙΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΚΟΠΗΣ Ψυκτική δράση. Λιπαντική δράση. Απομάκρυνση των αποβλίττων. 2. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΩΝ ΔΡΑΣΕΩΝ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΚΟΠΗΣ (Σχ. 1) Σχήμα 1: Αλληλεπίδραση των δράσεων των υγρών κοπής 3. ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΠΑΡΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΚΟΠΗΣ Φυσιολογικές παρενέργειες στον άνθρωπο (τοξικοί ατμοί, δυσάρεστες οσμές, καπνοί, δερματίτιδες κλπ.). Οξείδωση ή διάβρωση του υλικού του ΤΕ ή των διαφόρων μερών της ΕΜ που έρχονται σε επαφή με τα υγρά κοπής. Επιβάρυνση του φυσικού περιβάλλοντος μετά την χρήση και απομάκρυνσή τους. 4. ΕΙΔΗ ΥΓΡΩΝ ΚΟΠΗΣ (Σχ. 2) Σχήμα 2: Ταξινόμηση υγρών κοπής 10

2 Διακρίνονται σε δύο μεγάλες ομάδες: Τα έλαια κοπής, που εμφανίζουν αυξημένη λιπαντική δράση. Τα υδατικά υγρά κοπής, που εμφανίζουν αυξημένη ψυκτική δράση. Α. Χημικώς μη ενεργά έλαια κοπής Λιπαρά έλαια (χοιρινό λίπος, βαμβακέλαιο, κραμβέλαιο κλπ.) Οξειδώνονται εύκολα. Σχηματίζουν διαβρωτικά οξέα. Είναι σχετικά ακριβά. Υπερέχουν των ορυκτελαίων. Ορυκτέλαια Συνήθως είναι λεπτόρρευστα. Κατάλληλα για ελαφρές κατεργασίες. Μίγματα ορυκτελαίων και λιπαρών ελαίων Η περιεκτικότητα του λιπαρού ελαίου στο μίγμα κυμαίνεται μεταξύ 10-30%. Β. Χημικώς ενεργά έλαια κοπής Πρόκειται για ορυκτέλαια με ειδικά πρόσθετα υψηλής πίεσης που περιέχουν κυρίως S ή Cl ή Ρ. Τα πρόσθετα στοιχεία σχηματίζουν με τις τριβόμενες επιφάνειες θειούχες, χλωριούχες ή φωσφορούχες χημικές ενώσεις, αντίστοιχα. Ανάλογα με το είδος του πρόσθετου στοιχείου, τα χημικώς ενεργά έλαια κοπής διακρίνονται σε: θειωμένα, χλωριωμένα, θειοχλωριωμένα κλπ. Τα χλωριωμένα έλαια κοπής περιέχουν πρόσθετα Cl και είναι κατάλληλα για κατεργασίες μαλακών μετάλλων ή σε ελαφρές κατεργασίες κοπής. Τα θειωμένα έλαια μεγάλης λιπαρότητας περιέχουν πρόσθετα S και έχουν πολύ καλές αντισυγκολλητικές (αποφυγή σχηματισμού ψευδοακμής) και λιπαντικές (μείωση τριβής/φθοράς) ικανότητες. Τα θειοχλωριωμένα έλαια είναι πιο δραστικά. Τα φωσφορο-θειωμένα έλαια είναι κατάλληλα για μεγάλη γκάμα εφαρμογών. Γ. Γαλακτώματα Προκύπτουν με προσθήκη διαλυτού ελαίου σε νερό υπό ορισμένη αναλογία. Το διαλυτό έλαιο αποτελείται από ορυκτέλαιο, κατάλληλο παράγοντα γαλακτωματοποίησης και αντισκωριωτική ουσία. Ο ρόλος του γαλακτωματοποιητή είναι η διασπορά του ελαίου μέσα στο νερό με τη μορφή πολύ μικρών σταγονιδίων, διαμέτρου cm. Σχηματίζεται έτσι κολλοειδές διάλυμα, διαφανές ή θολό (σαπουνέλαιο). Η παρασκευή ενός γαλακτώματος γίνεται με αργή προσθήκη ελαίου στο νερό (ποτέ το αντίστροφο) και συνεχή ανάδευση για την ομογενοποίηση του διαλύματος. Η αναλογία νερού/ελαίου στο γαλάκτωμα του γαλακτώματος εξαρτάται από το υλικό ΤΕ και το είδος της κατεργασίας, π.χ. σε γενικές κατεργασίες η αναλογία κυμαίνεται μεταξύ 10:1 30:1, ενώ σε κατεργασίες λείανσης μεταξύ 60:1 80:1. Τυπικές τιμές της αναλογίας γαλακτώματος για διάφορες κατεργασίες κοπής δίνονται στον Πίν

3 ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Πίνακας 1: Αναλογία ανάμιξης γαλακτωμάτων Είδος κατεργασίας Ποσοστό ελαίου (%) Εκχόνδριση Κοχλιοτόμηση Βαθειά διάτρηση Κατεργασία διάσχισης Φρεζάρισμα Τόρνευση/Αυτόματες ΕΜ 3-10 Πριόνισμα 5-20 Τρόχιση εργαλείων 3-6 Λείανση Η αναλογία νερού/ελαίου ποτέ δεν είναι μικρότερη από 5:1 (κίνδυνος αντιστροφής του γαλακτώματος). 2. Το χρησιμοποιούμενο νερό δεν πρέπει να είναι μεγάλης περιεκτικότητας σε άλατα Mg και Ca (σχηματισμός αδιάλυτων σαπώνων που αχρηστεύουν τη δράση του γαλακτώματος). 3. Ομοίως, η παρασκευή του γαλακτώματος δεν πρέπει να γίνεται σε γαλβανισμένα δοχεία (ο Zn σχηματίζει αδιάλυτο σάπωνα στο νερό). 4. Λόγω των υψηλών θερμοκρασιών κοπής το νερό εξατμίζεται, οπότε απαιτούνται τακτικοί έλεγχοι και διορθώσεις, ώστε η αναλογία να μην φθάσει την κρίσιμη τιμή. 5. Κίνδυνος διάσπασης των γαλακτωμάτων από τα βακτηρίδια του αέρα, του νερού, του δέρματος (διάσπαση θειικών αλάτων δυσάρεστη οσμή σχολαστική καθαριότητα καμία επαφή του δέρματος). Σε περίπτωση μόλυνσης συνιστάται αντικατάσταση του γαλακτώματος μετά από σχολαστική έκπλυση του συστήματος. Δ. Υδατικά διαλύματα Είναι διαλύματα ανόργανων αλάτων σε νερό, π.χ. διάλυμα 1% Na 2 CO 3,διάλυμα βόρακα ή Na 3 PO 4, διάλυμα NaNO 2 και τριαιθυλοαμίνης κλπ. Είναι εξαιρετικά ψυκτικά μέσα και προφυλάσσουν ΤΕ και ΕΜ από οξείδωση. Βελτίωσή τους αποτελούν τα χημικά ψυκτικά υγρά κοπής, που προκύπτουν με προσθήκη και άλλων χημικών ουσιών (πολυγλυκόλες, βορικά άλατα κλπ.) και εμφανίζουν ταυτόχρονα και κάποια λιπαντική ικανότητα. 5. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΚΟΠΗΣ Η επιλογή του υγρού κοπής γίνεται με βάση: (α) Το είδος της κατεργασίας σε συνδυασμό με ορισμένα χαρακτηριστικά της (συνθήκες κατεργασίας, συνεχής ή διακοπτόμενη λειτουργία ΕΜ, ρυθμός αφαίρεσης υλικού κλπ.) και τη γεωμετρία του ΚΕ. (β) Αν η κοπή είναι κατεργασία εκχόνδρισης ή αποπεράτωσης. (γ) Το υλικό ΤΕ. (δ) Το υλικό ΚΕ. Σε γενικές γραμμές: Τα έλαια κοπής ασκούν λιπαντική δράση σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες κοπής (<30m/min). Τα απλά έλαια χρησιμοποιούνται σε ελαφρές κατεργασίες, ενώ τα έλαια με πρόσθετα υψηλής πίεσης εφαρμόζουν σε βαριές κατεργασίες. Σε υψηλότερες ταχύτητες κοπής ενδείκνυται η χρήση υδατικών υγρών κοπής (προτιμάται η ψυκτική δράση). 12

4 Στον Πίν. 2 επιχειρείται μια σύγκριση ελαίων κοπής και γαλακτωμάτων όσον αφορά τις διάφορες παραμέτρους της κοπής. Ισχύς κοπής Ταχύτητα κοπής ΔΖ κοπτικού εργαλείου Ποιότητα επιφάνειας Υλικό ΤΕ Υλικό ΚΕ Πίνακας 2: Σύγκριση ελαίων κοπής και γαλακτωμάτων Παράμετρος Έλαια κοπής Γαλακτώματα Μεσαίες/βαρειές κοπές Ελαφρές/μεσαίες κοπές Χαμηλές/μεσαίες ταχύτητες Υψηλές στροφές και προώσεις Καλλίτερη Χειρότερη Χρωματισμός Cu με θειωμένα Μη συμβατά με Mg έλαια Για όλα τα υλικά ΚΕ Εργαλειομηχανή Μηχανέλαια Επίδραση στον άνθρωπο Περιβάλλον Εύρος χρήσης Διάρκεια χρήσης Καθαριστική ικανότητα Αντοχή σε βακτηρίδια Προστασία σε διάβρωση Κατανάλωση Αναφλεξιμότητα Κόστος Δευτερεύοντα έξοδα συμπεριφορά συμβατότητα Λιγότερο επιβλαβή σε δερματοπάθειες, καπνογόνα Ρυπαίνει εύκολα το δάπεδο Για κάθε υλικό και κατεργασία Κακή Αναφλέξιμα Μεγαλύτερο Χαμηλά Στον Πίν. 3 προτείνεται η χρήση του κατάλληλου υγρού κοπής ανά κατεργασία. Σκληρομέταλλα εν μέρει, κεραμικά σε ορισμένες περιπτώσεις Συχνά προβληματικά Όχι καλή συμβατότητα Περισσότερο επιβλαβή, κακή οσμή λόγω βακτηριδίων συμβατότητα Ειδικές χρήσεις και εφαρμογές Μέτρια Μέτρια Μη αναφλέξιμα Μικρότερο Υψηλά Πίνακας 3: Είδος κοπτικού υγρού για διάφορες κατεργασίες Είδος κατεργασίας Έλαιο κοπής Γαλάκτωμα Εκχόνδριση Κοχλιοτόμηση Κοπή οδοντωτών τροχών Διάτρηση Φρεζάρισμα Τόρνευση Κοπή σε αυτόματες ΕΜ Πριόνισμα Λείανση, φινίρισμα Κοπή σφηνόδρομου Λείανση σπειρωμάτων Λείανση εργαλείων Λείανση οδόντων Περιφερική λείανση Μετωπική λείανση Πρώτη προτίμηση Δεύτερη επιλογή 13

5 Στον Πίν. 4 δίνονται οδηγίες σχετικά με το ενδεικνυόμενο ιξώδες του χρησιμοποιούμενου ελαίου κοπής. Πίνακας 4: Ενδεικνυόμενο ιξώδες ελαιου κοπής Χαμηλό ιξώδες Υψηλό ιξώδες Υλικά με καλή ποιότητα επιφάνειας Μεγάλη έκλυση θερμότητας Μικρά τεμάχια Μεγάλη παραγωγής Μεγάλα κοπτικά φορτία Μεγάλες διατομές αποβλίττων Διακοπτόμενη παραγωγή αποβλίττων 14