Aktualny stan wiedzy i techniki w zakresie chłodzenia i smarowania strefy obróbki w procesach szlifowania

STRESZCZENIE: W artykule scharakteryzowano rolę i rodzaje płynów chłodząco-smarujących (PCS) stosowanych w procesach szlifowania. Opisano konwencjonalne metody doprowadzania PCS do strefy szlifowania, takie jak metoda zalewowa, strumieniowo-ciśnieniowe doprowadzenie PCS, dysze trzewikowe oraz sposoby odśrodkowego podawania chłodziwa. Na tle tej charakterystyki przedstawiono metody umożliwiające zminimalizowanie wydatku PCS oraz chłodzenie strefy obróbki z użyciem dysz podających schłodzone sprężone powietrze. W podsumowaniu wskazano trendy rozwojowe wynikające z przedstawionej analizy.

SŁOWA KLUCZOWE: płyn chłodząco-smarujący, chłodzenie strefy szlifowania, smarowanie strefy szlifowania

ABSTRACT: The article describes the role and types of grinding fluid (GF) used in the grinding processes. Described the conventional method of supplying GF into the grinding zone, such as flood method, pressure nozzles, shoe nozzles, and methods of centrifugal coolant provision. On the basis of these characteristics were presented methods to minimize the expenditure of GF as well as cooling the machining zone using cold air guns. In summary the trends of development arising from presented analysis were indicated.

KEYWORDS: grinding fluid, cooling of the grinding zone, lubrication of the grinding zone

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Shen B., SHIH A. J., Minimum quantity lubrication (MQL) grinding using vitrified CBN wheels. Transactions of NAMRI/SME, 37, 129-136, 2009.
• Klocke F., Manufacturing processes 2, grinding, honing, lapping. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2009.
• Oczoś K., Porzycki J., Szlifowanie. Podstawy i technika. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1986.
• Peters J., Atrens S., An objective method for evaluating grinding coolants. Annals of the CIRP, 1, 247-250, 1976.
• Chudobin L. V., Osnovy vybora i primenenija SOŻ pri slifovanii. Vestnik Maśinostroenija, 7, 1980.
• König W., Fertigungsverfahren. Band 2: Schleifen, Honen, Läppen. VDI-Verlag, Düsseldorf, 1980.
• Tönshoff H. K., Schulze R., The effect of the coolant in the sawing of hard stone. Industrial Diamond Review, 40/4, 252-257, 1980.
• Zimmermann D., Kuhlschmierstoffe fur die Feinbearbeitung. TZ. prakt. Metall bearb, 4, 1982.
• Marinescu I., Handbook of Machining with Grinding Wheels. CRC Boca Raton, London, New York, 2007.
• Korff, J., Additive für Kühlschmierstoffe. Proc. “Kühlschmierstoffe in der spanenden Fertigung.“, Des Deutschen Industrieforums f. Techn., Frankfurt, 1991.
• König, W. et al., Kühlschmierstoff – Eine ökologische Herausforderung an die Fertigungstechnik. Wettbewerbsfaktor Produktionstechnik. Sonderausgabe für AWK, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1993.
• Heinzel C., Methoden zur Untersuchung und Optimierung der Kühlschmierung beim Schleifen, Ph.D. dissertation, Universität Bremen, 1999.
• Marinescu I., Rowe W.B., Dimitrov B., Inasaki I., Tribology of Abrasive Machining Processes. William Andrew Publishing, Norwich, NY, 2004.
• Brinksmeier E., Heinzel C., Wittmann M., Friction, cooling and lubrication in grinding. Annals of the CIRP, 48/2, 581-598, 1999.
• Babiarz R., Żyłka Ł., Płodzień M., Badania wpływu parametrów doprowadzenia chłodziwa na proces szlifowania CFG stopu Inconcel. Mechanik, 9, 1-3, 2014.
• Tawakoli T., Hochleistungs-Flachschleifen, Technologie. Verfah-rensplanung und wirtschaftlicher. VDI-Verlag, Einsatz 1990.
• Beck T., Kühlschmierstoffeinsatz beim Schleifen mit CBN, Ph.D. thesis, RWTH Aachen 2001.
• Klocke F., Schulz A., Gerschwiler K., Saubere Fertigungstechnologien – Ein Wettbewerbsvorteil von morgen? in Wettbewerbsfaktor Produktionstechnik – Aachener Perspektive, AWK Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloqium. VDI Verlag, Düsseldorf, 1996.
• Klocke F., Beck T., Gut geschmiert statt schlecht gekühlt. Kühlschmierstoffreduzierung beim CBN-Hochgeschwindigkeitsschleifen. Werkstattstechnik, 88/9-10, 400-404, 1998.
• Brinksmeier E., Walter A.:, Generation of Reaction Layers on Machined Surfaces. Annals of the CIRP, 49/1, 2000.
• Nguyen, T., Zhang L.C., Performance of a new segmented grinding wheel system. Int. J. Mach. Tool Manu., 49, 291-296, 2009.
• Nadolny K., Small-dimensional sandwich grinding wheels with a centrifugal coolant provision system for traverse internal cylindrical grinding of steel 100Cr6. Journal of Cleaner Production, 93, 354-363, 2015.
• Sieniawski J., Badania efektywności chłodzenia w procesie szlifowania płaszczyzn z użyciem ściernic z otworami technologicznymi i strefowym podawaniem płynu. Rozprawa Doktorska, Politechnika Koszalińska, Koszalin 2013.
• Oczoś E.K., Obróbka na sucho i ze zminimalizowanym smarowaniem. Mechanik, 5–6, 307–318, 1998.
• Schnell und trocken, Werkst. u. Betr., 1997, 130/5, 356–357.
• Rowe W. B., Principles of Modern Grinding Technology. William Andrew Publishing, Burlington, USA 2009.
• Sadeghi M.H., Hadad M.J., Tawakoli T., Vesali A., Emami M., An investigation on surface grinding of AISI 4140 hardened steel using minimum quantity lubrication-MQL technique. Int. J. Mater. 3, 241-251, 2010.
• Pusavec F., Krajnik P., Kopac J., Transitioning to sustainable production-Part I: Application on machining technologies. J. Clean. Prod. 18, 174-184, 2010.
• Oliveira D.J., Guermandi L.G., Bianchia E.C., Diniz A.E., Aguiar P.R., Canarim R.C., Improving minimum quantity lubrication in CBN grinding using compressed air. J. Mater. Process. Technol., 212, 2559-2568, 2012.
• Weinert K., Inasaki I., Sutherland, Wakabayashi T., Dry machining and minimum quantity lubrication. Annals of the CIRP, 53/2, 2004.
• Tönshoff H. K., Brunner G., Minimalmengenkühlschmierung bei Schleifprozessen, Maschinenmarkt, 101/45, 30-37,1995.
• Brinksmeier E., Walter A., Einsatzbeispiele für Minimalmengenkühlschmierung und Trockenbearbeitung, Proc. of the Conference on Tribology- Solving Friction and Wear Problems, Technische Akademie Esslingen. Ostfildern, Germany, 9-11, 23-43,1996.
• Brinksmeier E., Schneider C., Bausteine für einen umweltver-träglichen Feinbearbeitungsprozess, Proc. of the IWF, 7, 19.01-19.32, 1997.
• Tönshoff H. K., Karpuschewski B., Glatzel T., Particle Emission and Immission in Dry Grinding. Annals of the CIRP, 46/2, 693, 1997.
• Hafenbraedl D., Malkin S., Environmentally-Conscious Minimum Quantity Lubrication (MQL) for internal Cylindrical Grinding. Transactions of NAMRI/SME, 28, 149-154, 2000.
• Klocke F., Baus A., Beck T., Coolant induced forces in CBN high speed grinding with shoe nozzles. Annals of the CIRP, 49/1, 241-244, 2000.
• Pan Y., Sasaki T., Ito N., Ohmori H., Yamagata Y., Uehara Y., Lin W., An ELID Grinding System with a Minimum Quantity of Liquid. Key Engineering Materials, 23-28, 238-239, 2003.
• Silva L. R., et al, Analysis of surface integrity for minimum quantity lubricant-MQL in grinding. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 47/2, 412-418, 2007.
• Wójcik R., Nowe media i sposoby ich doprowadzania do strefy szlifowania. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 28/4, 137-145, 2008.
• Shen B., Shih A. J., Minimum quantity lubrication (MQL) grinding using vitrified CBN wheels. Transactions of NAMRI/SME, 37, 129-136, 2009.
• Tawakoli T., Hadad M., Sadeghi M. H., Daneshi A., Sadeghi B., Minimum quantity lubrication in grinding, effects of abrasive and coolant–lubricant types. Journal of Cleaner Production, 19/17-18, 2088-2099, 2011.
• Hadad M., Sadeghi B., Thermal analysis of minimum quantity lubrication-MQL grinding process. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 63/12, 1-15, 2012.
• Rosik R., Badanie wpływu glikolu propylenowego, jako cieczy obróbkowej podawanej z minimalnym wydatkiem, na wybrane właściwości warstwy wierzchniej w procesie szlifowania. Rozprawa Doktorska, Politechnika Łódzka, Łódź 2013.
• Nadolny K., Wojtewicz M., Sienicki W., Herman D., Analiza możliwości odśrodkowego chłodzenia metodą MQL w procesie szlifowania otworów. Mechanik 8-9, 299-310, 2013.
• Klocke F., Gerschwiler K., Minimalmengenschmierung – Systeme, Medien, Einsatzbeispiele und okonomische Aspekte der Trockenbearbeitung, Trockenbearbeitung von Metallen. Proc. of the VDI-Seminar, 18, 2.1-2.20, Stuttgart, 2003.
• Zhang S., Li J.F., Wang Y.W., Tool life and cutting forces in end milling Inconel 718 under dry and minimum quantity cooling lubrication cutting conditions. Journal of Cleaner Production, 32, 81-87, 2012.
• Chandrasekaran H., Thuvander A., Modelling Tool Stresses and Temperature Evaluation in Turning using FEM. Machining Science and Technology, ½, 355-367, 1988.
• Wójcik R., Wpływ sposobu mocowania i kierunku chłodzenia sprężonym powietrzem na odkształcenia cieplne przedmiotu w procesie szlifowania płaszczyzn. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 27/2, 33-40, 2007.
• Wójcik R., Odkształcenia termiczne w procesie szlifowania płaszczyzn z udziałem sprężonego powietrza, XXX Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej, Rzeszów 2007.
• Lee Pil-Ho, Sang Won Lee, Experimental characterization of micro-grinding process using compressed chilly air. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 51, 201–209, 2011.
• Vector – Technika Sprężonego Powietrza, http://www.dyszespecjalne.pl
• Choi H. Z., Lee S.W., Hae Do Jeong, The cooling effects of compressed cold air in cylindrical grinding with alumina and CBN wheels. Journal of Materials Processing Technology, 127, 155-158, 2002.
• Nguyen T., Zhang L.C., An assessment of the applicability of cold air and oil mist in surface grinding. Journal of Materials Processing Technology, 140, 224–230, 2003.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.371