Kühlen und Schmieren beim Zerspanen: Mittel und Verfahren im Überblick

Warum gekühlt und geschmiert wird

Beim Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen entsteht an der Schneide viel Wärme, zum einen durch die Verformung des Spans, zum anderen durch die Reibung zwischen Werkzeug, Span und Werkstück. Zu viel Wärme lässt Werkzeuge schneller verschleißen, verzieht das Werkstück und verschlechtert die Oberfläche. Kühl- und Schmiermittel wirken dem entgegen: Sie führen Wärme ab, verringern die Reibung und spülen Späne aus der Schnittzone. In diesem Ratgeber erklären wir Ihnen, wann eher gekühlt und wann eher geschmiert wird, welche Mittel es gibt und welche Vor- und Nachteile sie haben.

Kühlen oder Schmieren: was wann sinnvoll ist

Kühlen

Beim Kühlen steht im Vordergrund, die Wärme schnell abzuführen. Das schont die Schneide und verhindert, dass sich das Werkstück durch Wärme ausdehnt oder verzieht. Kühlen ist vor allem wichtig:

• bei hohen Schnittgeschwindigkeiten, weil dabei viel Wärme entsteht
• bei schwer zerspanbaren Werkstoffen wie Edelstahl, Titan oder gehärtetem Stahl
• bei eng tolerierten Teilen, die sich durch Wärme nicht ausdehnen dürfen
• beim Schleifen, damit die Oberfläche nicht überhitzt und keine Schleifbrand-Stellen entstehen

Schmieren

Beim Schmieren steht im Vordergrund, die Reibung zu senken. Das verringert die Schnittkräfte, verbessert die Oberfläche und verhindert, dass Material an der Schneide kleben bleibt. Schmieren ist vor allem wichtig:

• bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten, bei denen wenig Wärme, aber viel Reibung entsteht
• bei Aluminium und Kupfer, die zum Verkleben an der Schneide neigen
• beim Gewindeschneiden, Reiben und Tiefbohren, wo das Werkzeug großflächig am Werkstück anliegt

Trocken bearbeiten

Nicht jede Bearbeitung braucht ein flüssiges Mittel. Grauguss, Messing, viele Kunststoffe und Holz werden meist trocken bearbeitet, oft nur mit Druckluft, die die Späne wegbläst. Auch Hartmetallfräser vertragen ständig wechselndes Erhitzen und Abschrecken schlecht. Wenn Kühlmittel nur ab und zu oder ungleichmäßig an die Schneide kommt, ist es daher oft besser, trocken zu fräsen oder durchgehend reichlich zu kühlen.

Die Mittel im Überblick

Druckluft

• Rückstandsfrei, keine Pflege und keine Entsorgung
• Bläst Späne aus der Schnittzone, sodass sie nicht erneut zerspant werden

• Nur geringe Kühlwirkung, keine Schmierwirkung
• Wirbelt Staub und Späne auf

Wassermischbare Kühlschmierstoffe (Emulsionen)

Der häufigste Kühlschmierstoff (KSS) ist ein Konzentrat, das mit Wasser zu einer Emulsion angemischt wird. Das Wasser kühlt, der Ölanteil schmiert und schützt vor Korrosion. Reines Wasser wird dagegen kaum verwendet, weil es Werkstück und Maschine rosten lässt.

• Sehr gute Kühlwirkung bei ausreichender Schmierwirkung
• Universell für Drehen, Fräsen und Bohren einsetzbar

• Muss gepflegt werden: Konzentration und Zustand regelmäßig prüfen, sonst verkeimt die Emulsion, riecht und schützt nicht mehr vor Korrosion
• Altemulsion muss fachgerecht entsorgt werden
• Die Maschine muss für Flüssigkeit ausgelegt sein, mit Abdeckung, Auffangwanne und Rücklauf

Schneidöle (nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe)

• Sehr gute Schmierwirkung, längere Standzeit und bessere Oberflächen, besonders beim Gewindeschneiden und Reiben
• Schützen Werkstück und Maschine vor Korrosion

• Kühlen deutlich schlechter als Emulsionen
• Ölrückstände am Werkstück, Ölnebel in der Luft

Minimalmengenschmierung (MMS)

Bei der MMS wird eine sehr kleine Menge Schmierstoff mit Druckluft als feiner Nebel direkt an die Schneide gesprüht.

• Sehr geringer Verbrauch, die Späne bleiben nahezu trocken
• Kaum Reinigungs- und Entsorgungsaufwand
• Bewährt beim Fräsen von Aluminium

• Kühlt nur wenig, für sehr wärmeintensive Bearbeitungen nicht ausreichend
• Der Nebel sollte abgesaugt werden

Schneidpasten und Fette

• Haften gut am Werkzeug, ideal beim Gewindeschneiden und Bohren von Hand

• Praktisch keine Kühlwirkung, nur für langsame Bearbeitungen geeignet

Die Verfahren im Vergleich