Dung dịch cắt gọt

1.Chức năng của dung dịch cắt gọt
Chức năng chính của dung dịch cắt gọt là làm nguội và bôi trơn cho chi tiết và dụng cụ cắt. Ngoài ra dung dịch cắt gọt còn thực hiện các nhiệm vụ khác (Hình 1).

Phoi và mạt sắt (chất mài mòn vì ma sát) được rửa sạch và loại bỏ ra ngoài vị trí tác động cắt gọt, thí dụ như lỗ khoan và khu vực làm việc của thiết bị (Hình 2).

Vị trí gia công cắt gọt được làm sạch và chi tiết có được tác động chống gỉ sét (ăn mòn) trong thời gian ngắn. Bên cạnh việc
làm nguội nhanh, một chức năng cũng quan trọng khác là sự kết nối bụi ở gia công mài. Dung dịch cắt gọt làm giảm nhiệt ở dụng cụ cắt, chi tiết và thiết bị. Dung dịch cắt gọt làm tăng tuổi thọ của dụng cụ cắt và độ bóng bề mặt của chi tiết.
Các loại dung dịch cắt gọt
Dung dịch cắt gọt có thể được chia thành hai nhóm chính:
• Dầu cắt gọt nguyên chất
• Dầu cắt gọt trộn lẫn với nước
Dầu cắt gọt nguyên chất chủ yếu là dầu khoáng,trong đó một phần chất phụ gia được pha trộn vào. Dầu này có khả năng bôi trơn cao và chống ăn mòn (gỉ, sét) tốt. Khả năng dẫn nhiệt của dầu cắt gọt thấp cho nên tác dụng làm nguội không cao lắm so với dầu cắt gọt trộn lẫn với nước (Hình 3).

Dung dịch cắt gọt trộn lẫn với nước kết hợp được tác dụng làm nguội của nước và tác dụng bôi trơn của dầu. Để dầu có thể phân tán mịn trong nước, nước phải được cho vào khuấy liên tục. Qua đó hình thành dầu nhũ (dầu hòa tan, nhũ tương, emulsi), một hỗn hợp của hai chất lỏng. Thời gian sử dụng của dầu nhũ so với dầu cắt gọt thì ngắn hơn, bởi vì dầu nhũ dễ bị vi khuẩn tấn công. Dầu nhũ luôn luôn có chứa phụ gia để giữ nguyên đặc tính. Dầu cắt gọt tổng hợp gồm dung môi được nhũ tương hóa trong nước hay tan ra trong nước, qua đó hình thành một dung dịch cắt gọt trong suốt có thể giúp cho quan sát được quá trình gia công. Trong một vài trường hợp, thí dụ như gia công chất dẻo, người ta sử dụng khí, trước hết là không khí để loại bỏ phoi.

Sự lựa chọn dung dịch cắt gọt
Sự lựa chọn dung dịch cắt gọt được xác định qua phương pháp gia công, vật liệu của chi tiết, vật liệu cắt gọt cũng như chế độ cắt gọt
(Bảng 1).

Tác dụng của chất phụ thêm vào trong dung dịch cắt gọt
Chất phụ thêm vào còn gọi là chất phụ gia, có thể ảnh hưởng đến dung dịch cắt (Bảng 2).

Ở dung dịch cắt gọt trộn lẫn với nước đều có chứa chất phụ gia. Chất xúc tác nhũ tương cần thiết để những giọt dầu nhỏ tan đều trong nước. Để nước không dẫn đến sự gỉ sét, bắt buộc dung dịch cắt phải có chất chống gỉ sét. Dung dịch cắt trộn nước có thể bị vi khuẩn và nấm tấn công, đặc biệt ở nhiệt độ cao và môi trường đầy chất bẩn. Để ngăn ngừa điều này, người ta thêm vào chất bảo quản. Chất phụ gia áp lực cao (chất phụ gia epoxy chứa trong dầu cắt sử dụng trong gia công cắt gọt với lực cắt lớn) (Hình 1).

Chất phụ gia phần lớn là lưu huỳnh và phốt pho tạo thành ở chi tiết một lớp phản ứng. Chất này ngăn chặn phản ứng hàn kim loại xảy ra khi gia công tạo phoi ở nhiệt độ cao và áp lực cao. Dung dịch cắt bôi trơn làm nguội còn có thể được bổ sung thêm chất chống tạo bọt (chất khử bọt).
Xử lý với dung dịch cắt gọt
Việc xử lý với dung dịch cắt gọt phải chú ý đến các biện pháp bảo vệ để không xảy ra nguy hiểm đến sức khỏe và tác động đến
môi trường. Trước nhất các chất phụ gia trong dung dịch cắt gọt có thể gây thiệt hại đến sức khỏe. Đậy kín thiết bị hoàn toàn và hút hơi bốc từ dung dịch cắt có thể ngăn cản các chất nguy hại với nhân viên làm việc. Sự đậm đặc của dầu nhũ emulsi phải được thường xuyên giám sát để bảo đảm tác dụng của dung dịch cắt gọt. Trong dầu nhũ emulsi chứa chất diệt có thể gây ra dị ứng, ngoài ra còn tẩy chất nhờn trong nước và dầu cho da. Nên tránh để da tiếp xúc lâu dài với dung dịch cắt gọt. Để phòng ngừa điều này nên thoa kem dưỡng da. Dung dịch cắt gọt là một loại chất thải đặc biệt do vậy việc xử lý chỉ được phép thực hiện bởi các xí nghiệp có chức năng. Việc xử lý phải được cập nhật vào sổ nhật ký.

Gia công khô
Tổng chi phí cho việc sử dụng dung dịch cắt gọt (bao gồm bảo dưỡng và xử lý) trong chi phí sản xuất có phần cao hơn chi phí của dụng cụ cắt gọt (Hình 1).

Nếu xử lý không hợp lý với dung dịch cắt gọt thì có thể làm hại đến với sức khỏe và ảnh hưởng đến môi trường. Bởi lý do đó người ta tìm cách loại trừ việc sử dụng dung dịch cắt gọt. Do thiếu làm nguội vật liệu cắt phải có độ cứng nóng hơn ở gia công khô. Lớp phủ làm giảm áp lực của nhiệt và sự mài mòn do ma sát của vật liệu cắt gọt. Phoi không được phép tích lũy ở chỗ làm việc (phạm vi gia công), để sự chính xác gia công không bị suy giảm bởi sự truyền nhiệt của thiết bị. Đối với phương pháp gia công có lực xoắn hay lực ma sát lớn, thí dụ như ven răng thì gia công khô không thích hợp.
Bôi trơn với lượng tối thiểu
Bôi trơn với lượng tối thiểu là sự cung cấp rất ít dung dịch bôi trơn đến vị trí cắt tạo phoi. Trong một thiết bị định lượng với sự trợ giúp của khí nén, một hỗn hợp dầu - không khí được hình thành và dẫn đến mũi cắt. Với sự điều chỉnh phù hợp của hệ thống thì lượng cần thiết để hình thành một màng mỏng bôi trơn đầy đủ giữa dụng cụ và chi tiết có thể ít hơn 20ml dung dịch bôi trơn mỗi giờ. Vì lượng dung dịch bôi trơn ít nên chi tiết, máy và phoi luôn ở trong tình trạng khô (Hình 2).

Tính chất quyết định hiệu quả của sự bôi trơn với lượng tối thiểu là tác động chính xác hỗn hợp dầu - không khí lên trên mặt phoi và mặt thoát của dụng cụ. Việc cung cấp hỗn hợp từ bên trong được dẫn qua các kênh trong dụng cụ (Hình 3), còn cung cấp hỗn hợp từ bên ngoài được thực

hiện qua các ống có khớp và vòi phun (Hình 4)