Technika a prostředky chlazení při obrábění

Z rozboru požadavků na složení obráběných materiálů, využití progresivních řezných nástrojů, rychlostních možností obráběcích strojů a dalších faktorů vyplynuly specifické požadavky na množství a tlak chladicích kapalin, pro které společnost LNS America vyvinula novou řadu vysokotlakých chladicích systémů. Modely s označením PowerStream BF jsou určeny především pro zvýšení efektivnosti a přesnosti obrábění na strojích typu Swiss. Uvedené chladicí zařízení zajistí dodávku kapaliny v množství asi 16 až 40 l .min-1 o tlaku 7 až 14 MPa. Systém je vhodný pro novou instalaci i modernizaci stávajících strojů. Kompaktní tvar a velikost zařízení jsou nenáročné na velikost úložné plochy. Předností v současném konkurenčním prostředí je to, že novinka vybavená PLC řízením má široké možnosti uplatnění. K zařízení je nabízeno bohaté příslušenství, jako např. velkokapacitní chladicí nádrže či výměníky tepla, a dále spolupráce při stanovení vhodného množství a tlaku chladicího média pro konkrétní aplikace.

Univerzální systém čistění chladicí kapaliny VacuFilter firmy Mayfran International je využitelný prakticky pro všechny druhy řezných kapalin a mazacích olejů, bez ohledu na typ operace obrábění. Efektivní je zejména nasazení při broušení, honování, lapování, leštění, vrtání dělovými vrtáky i umývání součástí - obecně všude tam, kde je požadováno odstranění jemných částic. VacuFiletr je kompaktní systém pro jeden nebo více strojů, s využitím přídavných čerpadel. Je připraven k samostatné instalaci nebo k zabudování do stroje. Čisticí jednotka je osazena filtry (permanentními, na jedno použití, nebo kombinací obou), které postupně oddělují nečistoty od největších po nejmenší a které je potom s využitím jednoduchého transportéru odvádí do odpadu. Automatické spouštění VacuFilteru obstarává senzor, který monitoruje tlak vakuového boxu, tj. rozdíl tlaku mezi čistou a kontaminovanou kapalinou (stoupající množství zachycených nečistot zvyšuje tlak). Důležité je, že během cyklu čistění není přerušena dodávka chladicí kapaliny nebo maziva do požadovaných míst. Jednoduchá konstrukce nového systému využívá jen jedno čerpadlo, což při menším počtu částí zvyšuje životnost zařízení a zmenšuje nároky na údržbu. K zařízení je připraven široký výběr nestandardního a přídavného příslušenství, např. tkané polyesterové filtry, u kterých je změnou napnutí vazby regulována úroveň filtrace.

Mimo rozsáhlý sortiment filtrů jsou k dispozici i chladicí jednotky s regulací teploty, filtrační systém AT-Cleaner pro odstranění velmi jemných částic, které vznikají například při leštění, jednotka ConSep, kombinující dopravník třísek s čistěním chladicí kapaliny, systém Viavent určený pro "obsluhu" více strojů atd. Za ekonomicky velmi výhodnou označuje výrobce Mayfran další představenou novinku s typovým označením VBU Chip Wringer. Principem uvedeného zařízení je důsledné oddělení zbytků řezné kapaliny od třísek vzniklých při obrábění. Toho je docíleno působením odstředivých sil na třísky v rotujícím bubnu. Kapalina se odvádí z obvodu bubnu k dalšímu využití a suché třísky přichází na dopravník nebo do odpadní nádoby. Celý proces je automatický. Úspory získané zmenšením ztrát řezných kapalin lze výhodně uplatnit i na jednotlivých obráběcích strojích. Zařízení je připraveno zpracovat až 1000 kg odpadních materiálů za hodinu.Řídicí středisko chlazení Mayfran CCC (Coolant Control Center) je určeno pro monitorování a regulaci množství i směsných poměrů chladicích médií při obrábění. Optimalizací vlastností a výkonů uvedených prostředků má zařízení přispět k vyšší produktivitě obráběcích strojů, k výstupní kvalitě výrobků a k trvanlivosti řezných nástrojů. CCC lépe zajistí plynulou regulaci řezné kapaliny v porovnání s ručním řízením, zejména v delším časovém intervalu, v návaznosti na postupující degradaci fyzikálních vlastností kapalin a změn její koncentrace. Velikost jednotky CCC (430 x 988 x 303 mm) umožní její montáž na libovolnou nádrž. CCC zajistí regulaci koncentrace, PH, vodivosti, teploty a množství chladicí kapaliny. Zabránit znečišťování ovzduší v kovozpracujících provozech má za úkol rozšířená řada sběračů Filtermist, nově nabídnutá firmou Royal Products. Uvedené zařízení má odstraňovat olejovou mlhu, případně kouř vznikající např. při soustružení, frézování a broušení.

Funkční předností je zajištění bezpečného prostředí v provozu (splnění standardů na čistotu vzduchu OSHA a NIOSH), snížení ztrátových časů stroje i možnosti zvýšení produktivity využitím vyšších rychlostí a posuvů obráběcích strojů. Série FX Royal Filtermist představuje řadu zlepšení, mezi které patří vyšší efektivnost, zlepšené proudění vzduchu, menší hmotnost a minimální údržba. Připraveno je i provedení z korozivzdorné oceli pro mokré prostředí a potravinářský průmysl. Průmyslový magnetický filtr CoolMag, uvedený na trh společností Cool Jet Systems, má zbavit chladicí média nečistot až do velikosti 5 µm. Výkonné přírodní magnety zajišťují o 70 - 80 % vyšší efektivitu filtrování než keramické separátory. Zařízení je určeno především pro čistění kapalin při obrábění litin. Patentovaná konstrukce nepoužívá stěrky nebo pohyblivé části, které by vyžadovaly pravidelnou údržbu. Seřiditelný čisticí cyklus je plně automatický. CoolMag lze použít jako samostatnou jednotku, nebo je ho možné zabudovat do systému. V tom případě není třeba přídavné čerpadlo nebo nádrže. Filtr je vybaven pneumaticky regulovaným čisticím ventilem a magnetickým člunkem, který přitahuje magnetické částice. Zachycené pevné částice jsou z člunku automaticky vyplavovány a odváděny do odpadu. Novinka je nabízena ve dvou provedeních: CoolMag-12 menší velikost k zabudování a CoolMag-30 jako samostatný celek. Snadno použitelné systémy FEOL k oddělení mazacích olejů od vodních emulzí, které se mísí na funkčních vodicích plochách CNC obráběcích strojů apod., dodává firma FE-OL. Smíchání provozních kapalin přináší řadu problémů (degradaci znečistěných emulzí, zdravotní riziko pro obsluhu, zápach apod.), které si vynucují častější zastavení strojů a výměnu emulzí, což zvyšuje operační náklady. Olejový separátor FEOL s polyuretanovým pásem šířky 25 mm je vhodný pro soustruhy a pracovní prostory s nádržemi o objemu asi 2000 l emulgovatelného oleje.

Rychlost separace je 1,5 l.hod-1 při teplotě až 50 0C. Více velikostí a využití nových technologií je základem inovovaného programu ponorných čerpadel MTR, které představila firma Grundfos Pumps Corporation. Laserem svařované rotory a speciální kazetová těsnění zajišťují vysokou efektivnost čerpadel MTR, která se promítne do snížení nákladů uživatele. Předností jsou i nízké pořizovací náklady. Kdispozici je výběr z řady materiálů, konstrukčních provedení a výkonnostních parametrů, což vše umožní vytvoření přesného typu podle potřeby uživatele. Řada čerpadel MTR je určena pro operace vyvrtávání, frézování, soustružení, broušení, obecně pro chladicí systémy nebo zajištění cirkulace kapalin. Nový filtrační systém Hennig CDF (Chip Disc Filrace) zajistí filtraci chladicí kapaliny a odstranění třísek i jemných částic, které vznikají při zpracování litiny, a to způsobem spolehlivějším a ekonomičtějším než u dosud používaných zařízení. Nová patentovaná technologie filtrace CDF je funkčně efektivnější než dražší vakuové nebo vyměnitelné papírové filtry, které se k filtraci litiny běžně používají. Filtrace Hennig především sníží náklady na filtraci a zadržením částic až do velikosti 25 µm výrazně prodlouží životnost chladicí kapaliny.

Nezanedbatelné je i snížení požadavků na údržbu v důsledku snížení doby potřebné na čistění nádrží a zmenšení nebezpečí zanášení vedení chladicí kapaliny. Výrobce nabízí zařízení v širokém rozsahu velikostí a kapacity pro jednotlivé stroje nebo jejich sestavy, s možností dodávky 40 až 1200 l.min-1.MicroScraper 500 II je typové označení nového zařízení firmy LNS America, tvořeného filtrační jednotkou a dopravníkem třísek a určeného pro víceúčelové soustruhy a obráběcí centra. Dopravník využívá horní závěsný pás k odstranění rozměrnějších, vláknitých a hustých třísek mědi, oceli a jiných kovů. Dolní pás se stíračem odstraňuje menší částice, které propadnou horním pásem. Ve filtračních nádobách, které jsou plynule automaticky čištěny, se z chladicího média odstraňují nečistoty až do velikosti 500 µm. Předností MicroScraperu je levný dopravník a účinný systém filtrace, který zvyšuje životnost chladicí kapaliny a omezuje rozsah údržby nádrží systému.

Mimořádně výkonnou univerzální řeznou pěnu nazvanou Tap Magic XTRA-Foamy uvedla na trh společnost Tap Magic. Novinka má být velmi účinná především při řezání těžkoobrobitelných materiálů - slitin s vysokým obsahem niklu, titanu, korozivzdorných ocelí, slitin typu Inconel a dalších kovů s tvrdostí do 45 HRC. Pěnu lze používat buď samostatně, nebo jako podpůrný prostředek, např. při CNC operacích, kdy je požadován mimořádný řezný výkon. Konzistence a vzhled pěny umožní snadnou kontrolu při aplikaci i sledování úbytku při řezání. Přípravek XTRA obsahuje patentované aditivum EP-X3, které zvyšuje výkon. Pěna se vyznačuje vysokou přilnavostí k povrchu nástroje i obrobku a zamezuje vytvrzování materiálu obrobku.

Sortiment výkonných řezných kapalin plynule doplňuje i firma Mobil, tradiční výrobce kvalitních chladicích a mazacích prostředků pro obrábění. Ve skupině vodou ředitelných kapalin pro obrábění výrobce doporučuje následující dva produkty: Mobilcut 242 - jedná se o výkonnou kapalinu s vysokou únosností mazacího filmu a s dlouhou životností. Je doporučována pro obrábění slitin hliníku a těžkoobrobitelných ocelí. Nezpůsobuje korozi materiálu obrobku nebo zabarvení povrchu citlivých materiálů, a proto je vhodná i pro obrábění v leteckém průmyslu. Aplikace: frézování, vrtání, protahování i broušení. Mobilcut 232 - víceúčelová biostabilní kapalina s dlouhou provozní životností. Obsahuje aditiva pro vyšší výkonnost. Má všestranné použití - uhlíkové a legované oceli, slitiny mědi - při minimální údržbě, vyznačuje se malou pěnivostí i při vyšších tlacích, a je proto vhodná pro systémy s centrálním chlazením. Mezi výkonné řezné oleje výrobce řadí především Mobilmet 763 - bezchlórový olej odolný proti tvorbě aerosolů a určený pro náročné operace řezání, včetně obrábění žáruvzdorných a korozivzdorných ocelí, ale i hliníku. Není vhodný pro slitiny mědi, u kterých způsobuje korozi. Dalším je Vacmul 925 - řezný olej s vysokým obsahem EP aditiv, určený pro náročné operace na tvrdých a houževnatých materiálech, např. vrtání hlubokých otvorů, řezání závitů, protahování apod.

Ing. Zdeněk Novák

znovak@upcmail.cz