Fluidi per la rettifica: Tipi, applicazioni e buone pratiche

I. Requisiti dei fluidi di rettifica

I fluidi per rettifica sono utilizzati principalmente per ridurre la temperatura di rettifica, migliorare la qualità della superficie di lavorazione, aumentare l'efficienza di rettifica, prolungare la durata della mola ed evitare bruciature, cricche e deformazioni termiche del pezzo. Dal punto di vista del miglioramento degli effetti di rettifica, i fluidi di rettifica devono svolgere le seguenti funzioni:

1. Effetto di raffreddamento

L'effetto di raffreddamento dei fluidi di macinazione rimuove principalmente il calore di macinazione dalla zona di macinazione, riducendo la temperatura di macinazione.

2. Effetto lubrificante

I fluidi per rettifica possono penetrare tra i grani abrasivi e la superficie del pezzo, aderendo alla superficie metallica per formare un film lubrificante, riducendo l'attrito tra i grani abrasivi e la superficie del pezzo, migliorando le prestazioni di taglio della mola per ottenere un valore di rugosità superficiale inferiore.

3. Effetto di pulizia e lavaggio dei trucioli

I fluidi di rettifica hanno un'elevata fluidità e possono lavare via rapidamente i trucioli e i grani abrasivi caduti attraverso la scanalatura di rimozione dei trucioli.

4. Effetto di prevenzione della ruggine

L'aggiunta di inibitori di ruggine ai liquidi di rettifica può formare una pellicola protettiva sulla superficie metallica, proteggendo il pezzo e la macchina dalla ruggine per un certo periodo.

Oltre agli effetti sopra descritti, i fluidi di macinazione devono essere atossici, inodori, non irritanti per la pelle, non corrosivi, chimicamente stabili, resistenti al deterioramento e al deterioramento, non schiumosi, facili da trattare e da riciclare ed evitare l'inquinamento ambientale.

Gli additivi sono comunemente utilizzati per migliorare le prestazioni dei fluidi di rettifica, tra cui additivi per l'oleosità, additivi per pressioni estreme, inibitori della ruggine, additivi antischiuma ed emulsionanti.

Alcuni metodi comuni di alimentazione del fluido includono: metodo di versamento, metodo di raffreddamento ad alta pressione, metodo di alimentazione con raffreddamento interno, metodo di alimentazione a ultrasuoni e metodo di impregnazione a ruota.

II. Tipi e applicazioni dei fluidi di rettifica

Esistono molti tipi di fluidi di rettifica, generalmente suddivisi in due categorie principali: fluidi di rettifica solubili in acqua e fluidi di rettifica solubili in olio. I fluidi di rettifica solubili in acqua possono essere ulteriormente suddivisi in: emulsioni, soluzioni acquose trasparenti e soluzioni acquose elettrolitiche.

Il componente principale dei fluidi di macinazione idrosolubili è l'acqua, con l'aggiunta di altri additivi. Hanno un eccellente effetto refrigerante, sono facili da preparare, economici e meno inquinanti.

I componenti principali dei fluidi di rettifica solubili in olio sono per lo più oli minerali. Gli oli minerali comuni sono oli minerali a bassa o media viscosità con l'aggiunta di inibitori di ruggine. Ad esempio, gli acidi grassi vengono aggiunti all'olio per macchinari, al gasolio leggero o al cherosene per migliorare la lubrificazione.

Inoltre, ai fluidi di rettifica vengono aggiunti additivi per pressioni estreme contenenti elementi come zolfo, cloro e fosforo per formare oli per pressioni estreme, che hanno una migliore capacità di penetrazione e lubrificazione, adatti ai processi che richiedono piccoli valori di rugosità superficiale.

I fluidi per rettifica solubili in olio hanno una buona adesione, possono isolare l'aria e prevenire reazioni chimiche indesiderate come l'ossidazione e l'idrolisi nella zona di rettifica. Ad esempio, le mole in CBN tendono a reagire con l'acqua ad alte temperature, quindi per la rettifica ad alta velocità con mole in CBN si dovrebbero usare fluidi per rettifica solubili in olio.

I fluidi per rettifica solubili in olio sono utilizzati per aumentare la velocità e la velocità di rettifica, in particolare per la rettifica di mole CBN. I fluidi di rettifica oleosolubili a base di oli minerali residui sono tipicamente utilizzati come refrigeranti e lubrificanti, che invecchiano rapidamente in condizioni di caldo. Con un'adeguata selezione della qualità della mola, i fluidi per rettifica solubili in olio possono adattarsi alla maggior parte delle operazioni di rettifica.

I fluidi di rettifica sintetici solubili in olio hanno buone caratteristiche e stabilità all'invecchiamento, con punti di infiammabilità più elevati a basse viscosità, adatti a processi di rettifica ad alta produttività. Rispetto ai tradizionali fluidi di rettifica solubili in olio, il costo dei fluidi di rettifica sintetici è circa raddoppiato.

1. Vantaggi dei fluidi di macinazione solubili in olio

• Grazie alle buone prestazioni di lubrificazione, richiedono una minore potenza.
• Raddoppia la velocità di macinazione a parità di potenza.
• Minore usura delle ruote, intervalli di medicazione più lunghi.
• Alta qualità della superficie.
• Può essere mantenuto pulito regolarmente con un adeguato trattamento della macchina.
• Sostanzialmente priva di manutenzione.
• Non contiene biocidi, non è suscettibile di invasione batterica o fungina.

2. Svantaggi dei fluidi di rettifica solubili in olio

• Infiammabile ed esplosivo (se miscelato con aria in frazioni di volume comprese tra 0,6% e 7%).
• Le macchine devono essere completamente chiuse.
• Devono essere dotati di dispositivi di estrazione della nebbia d'olio e di porte a prova di esplosione.
• Devono essere dotati di sistemi di estinzione ad anidride carbonica.
• A causa della scarsa dissipazione del calore, è necessaria una quantità doppia di lubrificante refrigerante.
• Le guarnizioni, i tubi e i cavi devono essere resistenti all'olio.

La Tabella 1 mostra un confronto delle prestazioni di vari fluidi per la rettifica; la Tabella 2 mostra la composizione, le proprietà e le istruzioni d'uso dei più comuni fluidi per la rettifica, come riferimento per la scelta.

Tabella 1 Confronto delle prestazioni dei vari fluidi di rettifica

Tabella 2 Composizione, prestazioni e istruzioni per i comuni fluidi di rettifica

III. Agenti macinanti solidi

Oltre ai fluidi di rettifica di cui sopra, gli agenti di rettifica solidi sono talvolta utilizzati come supplementi per la rettifica di materiali difficili da lavorare. Gli agenti di rettifica solidi servono principalmente come riempitivi per le mole. Ad esempio, l'uso della criolite come riempitivo per le mole produce buoni risultati nella rettifica dell'acciaio inossidabile. Anche la grafite, il bisolfuro di tungsteno e il bisolfuro di molibdeno possono essere utilizzati come agenti di rettifica solidi.

Ad esempio, quando si affilano acciai da utensili con un elevato contenuto di leghe, la rettifica diventa più difficile, soprattutto quella a secco, dove il pezzo è soggetto a bruciature e cricche. Per risolvere questo problema, si può usare una miscela di bisolfuro di molibdeno e alcool per impregnare la mola prima della rettifica a secco. In questo modo si può migliorare la qualità della superficie del pezzo lavorato e aumentare l'efficienza della rettifica di 2 volte. In generale, il processo di ammollo è semplice, poco costoso e facile da promuovere.

Il bisolfuro di molibdeno può essere utilizzato anche come additivo nel taglio per migliorare la capacità lubrificante dei fluidi di rettifica. Può essere aggiunto all'olio per macchinari o al cherosene in una frazione di massa pari a 10% di bisolfuro di molibdeno e da 4% a 5% di sapone neutro.

IV. Uso corretto dei fluidi di rettifica

• Il liquido di rettifica deve essere versato direttamente sull'area di contatto tra la mola e il pezzo.
• Il flusso del liquido di rettifica deve essere sufficiente e spruzzato uniformemente su tutta la larghezza della mola per ottenere un effetto di raffreddamento.
• Il liquido di rettifica deve essere iniettato nell'area di rettifica con una pressione adeguata per ottenere una buona azione pulente ed evitare che i detriti di rettifica intasino la superficie della mola nell'area di rettifica.
• Configurare correttamente i paraspruzzi per evitare che il fluido di rettifica fuoriesca dalla rettificatrice.
• Mantenere un certo livello di fluido nel fluido da taglio serbatoio.
• Il fluido di rettifica deve essere mantenuto pulito regolarmente, riducendo al minimo il contenuto di detriti di rettifica e particelle abrasive nel fluido di taglio. Il fluido da taglio deteriorato deve essere sostituito tempestivamente. Per la rettifica ultraprecisa, è possibile utilizzare dispositivi di filtraggio specializzati.
• Assicurare un flusso regolare del fluido di macinazione e prevenire le ostruzioni nei passaggi del fluido causate dai detriti di macinazione. Rimuovere tempestivamente eventuali detriti intasati.
• Non introdurre altri oggetti estranei nel serbatoio del fluido.
• In estate, prestare particolare attenzione per evitare che l'emulsione corroda i pezzi e le superfici della tavola della macchina. La concentrazione di emulsione può essere più elevata.
• Evitare che il liquido di macinazione schizzi negli occhi e soprattutto evitare di ingerire o inalare il nitrito di sodio contenuto nel liquido di taglio. Fate attenzione a proteggere la vostra salute.
• Coltivare la consapevolezza ambientale.

V. Metodi di alimentazione del fluido di macinazione

Durante la rettifica, il fluido di rettifica ha spesso difficoltà ad entrare nella zona di rettifica. Il motivo principale è che quando la mola ruota, produce anche un flusso d'aria rotante intorno alla mola. Maggiore è la velocità, maggiore è l'influenza del flusso d'aria. Inoltre, l'ostruzione della protezione della mola aumenta la pressione dinamica del flusso d'aria.

1) Il metodo generale di alimentazione del fluido di rettifica è il versamento. Per migliorare l'efficacia del metodo di versamento, spesso si adottano le seguenti misure:

• Posizionare l'ugello il più vicino possibile alla zona di macinazione.
• Installare una protezione per le ruote o dei deflettori del flusso d'aria sull'ugello.
• Aumentare la portata del fluido di macinazione. In genere, la portata non dovrebbe essere inferiore a 0,5 l/min per 1 mm di larghezza. Per la rettifica ad alta velocità, all'aumentare della velocità della mola deve aumentare di conseguenza anche la portata, che non deve essere inferiore a 2-3L/min.
• Le protezioni delle ruote spesso riducono l'efficacia dell'erogazione del fluido, pertanto la posizione dell'ugello dovrebbe essere il più lontano possibile dall'apertura della protezione, oppure la struttura della protezione dovrebbe essere migliorata.

2) Durante la rettifica ad alta velocità, aumenta anche il flusso d'aria intorno alla mola. Per migliorare l'efficacia dell'alimentazione del fluido, spesso si adottano le seguenti misure:

• Aumentare il volume di alimentazione del liquido di rettifica e la pressione di spruzzatura.
• Ridurre l'area di contatto dell'uscita dell'ugello aumentando opportunamente la larghezza dell'uscita. In questo modo è possibile migliorare la velocità di spruzzatura e l'intervallo di raffreddamento, oltre a ridurre gli schizzi di fluido causati dal flusso d'aria ad alta velocità.
• Regolare la direzione del getto.

VI. Metodi di filtraggio per i fluidi di macinazione

I fluidi di rettifica devono essere mantenuti puliti regolarmente. Le impurità, come i trucioli e le particelle abrasive sciolte prodotte durante la macinazione, devono essere pulite. processo di macinazione causano il deterioramento del fluido di rettifica, che non solo influisce sulla qualità del pezzo e graffia la superficie lavorata, ma ha anche un impatto sull'igiene ambientale.

Soprattutto per la rettifica che richiede alta precisione e bassa rugosità superficiale, i requisiti per la filtrazione e la purificazione dei fluidi di rettifica stanno diventando sempre più stringenti. I dispositivi di filtraggio e purificazione più comuni includono filtri di sedimentazione a maglia metallica, filtri centrifughi, filtri magnetici, filtri di carta e separatori a ciclone. La Tabella 3 mostra i vari dispositivi di purificazione dei fluidi di rettifica.

Tabella 3 Vari dispositivi di purificazione del liquido di macinazione

Tipo di filtro		Separatore a ciclone	Filtro magnetico	Filtro di carta	Filtro centrifugo	Filtro di sedimentazione a maglia metallica
Prestazioni di purificazione	Capacità di depurazione/(L/min)	12.5～100	25～100	<25	<50
	Tasso di purificazione (%)	95	Agitato 99, Non agitato 87
	Dimensione delle particelle/μm	3～40	<74	2～10		>100
Effetto economico	Consumo di potenza/kW	0.6～1.1	0.12	0.12	0.17
	Durata dell'uso del fluido da taglio	Lungo	Relativamente lungo	Lungo	Breve	Il più breve
	Materiale del filtro	Nessun consumo		Alto consumo
	Costo dell'attrezzatura	Relativamente basso	Relativamente alto	Relativamente alto	Relativamente alto	Basso
Spazio sul pavimento		Non è richiesto spazio	Non è richiesto spazio	Relativamente poco	Relativamente poco	Relativamente poco
Rumore		Nessuno	Leggero	Nessuno	Relativamente alto	Nessuno
Possibilità di filtrare le impurità non magnetiche		Possibile	Non è possibile	Possibile	Possibile
Possibilità di filtrazione quando la viscosità del mezzo è estremamente elevata		Non è possibile	Possibile	Possibile	Possibile
Continuità		Possibile	Possibile	Non è possibile	Pulire una volta per turno	Pulire una volta per turno
Complessità strutturale		Semplice	Complesso	Relativamente complesso	Complesso
Perdita di flusso		Relativamente grande	Relativamente grande	Grande	Relativamente piccolo

VII. Problemi incontrati nell'uso dei fluidi di macinazione e loro soluzioni

Durante l'uso dei fluidi di rettifica, spesso non si ottengono i risultati attesi o si verificano problemi inaspettati, come valori elevati di rugosità superficiale, breve durata delle mole, bassa efficienza di lavorazione, ecc. Quando si verificano questi problemi, fare riferimento alla Tabella 4 per analizzare le cause e adottare le misure corrispondenti.

Tabella 4 Problemi riscontrati nell'uso dei fluidi di rettifica e relative misure