DIN 69090-2-2011 MQL processing technology - Part 2 Machine《MQL加工工艺 第2部分 机械》.pdf

1、Dezember 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Werkzeugmaschinen (NWM) im DINNormenausschuss Werkzeuge und Spannzeuge (FWS) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin

2、, gestattet.ICS 21.260!$tO“1814429www.din.deDDIN 69090-2MMS-Bearbeitungstechnologie Teil 2: MaschineMQL processing technology Part 2: MachineTechnologie de lubrification quantit minimale MQL Partie 2: MachineAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 19 S

3、eitenDIN 69090-2:2011-12 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen4 3 Begriffe .4 4 Ausfhrung der Maschine 4 4.1 Allgemeines4 4.2 Arbeitsraumgestaltung .4 4.3 Spne 4 4.4 Absaugung .5 4.5 Brand- und Explosionsschutz5 4.6 Druckluftversorgung .5 5 Schmierstoff.6 6 Minimal

4、mengenschmierung (MMS) .6 6.1 Varianten des MMS-Systems6 6.1.1 1-kanaliges MMS-System mit innerer Zufhrung.7 6.1.2 2- und mehrkanalige MMS-Systeme mit innerer Zufhrung .7 6.1.3 uere MMS-Zufhrung7 7 Maschinenseitige Schnittstellen 8 7.1 Mediumbergabe in Richtung Werkzeughalter fr den automatischen We

5、rkzeugwechsel8 7.1.1 1-kanaliges MMS-System8 7.1.2 2- und mehrkanalige MMS-Systeme 9 7.2 Medienbergabe in Richtung Werkzeughalter fr den manuellen Werkzeugwechsel .9 7.2.1 Allgemeines9 7.2.2 Spannpatronendurchfhrung.10 7.3 Anbindung des MMS-Gerts an die Maschine10 7.3.1 Leitungsinstallation fr 1-kan

6、alige Systeme 10 7.3.2 Leitungsinstallation fr 2-und mehrkanalige Systeme10 8 Steuerung von Maschine und MMS-Gert 11 8.1 Allgemeines11 8.2 Steuerungskonzepte .11 8.2.1 Allgemeines11 8.3 Spannungsversorgung und Steckverbindungsausfhrung .12 8.4 Steuersignale des MMS-Gerts 12 8.4.1 Allgemeines12 9 Fun

7、ktionstest des MMS-Systems.14 9.1 Allgemeines14 9.2 Prfl.14 9.3 Primrdruckluftversorgung 15 9.4 MMS-Prfparameter.15 9.5 Prfmethoden.15 9.5.1 Frdermengenprfung 15 9.5.2 Kontinuitts- und Reaktionsprfung mittels Sprhtest.15 Anhang A (informativ) Prfwerkzeug (Beispiel).16 Anhang B (informativ) Steckverb

8、indung fr digitale Kommunikationsschnittstelle .17 Literaturhinweise 19 DIN 69090-2:2011-12 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Normenausschuss Werkzeuge und Spannzeuge (FWS) im Arbeitsausschuss NA 121-01-05 AA Werkzeuge und Werkzeugsysteme der MMS-Bearbeitungstechnologie“ und vom Normen-ausschuss Werkze

9、ugmaschinen (NWM) im Arbeitsausschuss NA 122-00-12-11 UA Maschinen und Maschi-nensysteme der MMS-Bearbeitungstechnologie“ erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokumentes Patenrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige

10、 oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Siehe Hinweis in 6.1.2. DIN 69090 MMS-Bearbeitungstechnologie besteht aus: Teil 1: Begriffe und Definitionen Teil 2: Maschine Teil 3: Werkzeuge und Werkzeugsysteme DIN 69090-2:2011-12 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm DIN 69090-2 gilt fr die t

11、echnischen Voraussetzungen und Anforderungen an Werkzeu-gmaschinen, die fr die MMS-Bearbeitung eingesetzt werden. Es werden ebenfalls Anforderungen fr die Schnittstellen der einzelnen Systemelemente im Gesamtsystem der Maschine zu den MMS-Gerten und zum Werkzeug hin festgelegt, mit dem Ziel der Aust

12、auschbarkeit und der modularen Weiterentwicklung. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Aus-gabe des in Bezug gen

13、ommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 69090-1, MMS-Bearbeitungstechnologie Teil 1: Begriffe DIN 69090-3, MMS-Bearbeitungstechnologie Teil 3: Werkzeuge und Werkzeugsysteme DIN 69895, Zentrale Khlschmierstoffzufuhr fr den HSK Khlschmierstoffrohr mit Gewindebuchse fr Kegel-Hohlschfte,

14、Form A nach DIN 69893-1 und Form E nach DIN 69893-5 Mae VDI 3802, Raumlufttechnische Anlagen fr Fertigungssttten 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe und Abkrzungen nach DIN 69090-1. 4 Ausfhrung der Maschine 4.1 Allgemeines Damit eine Werkzeugmaschine fr die MMS-Bearbeitu

15、ng eingesetzt werden kann, sollten die im Folgenden aufgefhrten Anforderungen erfllt sein. 4.2 Arbeitsraumgestaltung Bei der MMS-Bearbeitung sollten maschinenseitig Vorkehrungen getroffen werden, sodass Spneanhu-fungen im Maschinenbereich vermieden werden. Der Maschinenarbeitsraum und dessen Einrich

16、tungen sollten spneflussfreundlich gestaltet sein. Der Arbeitsraum sollte voll gekapselt sein und ber geeignete Nachstrmffungen verfgen, damit ber die Erfassung die entstehenden Emissionen vollstndig abgesaugt werden. Bei der Prozessauslegung ist auf die thermischen Spezifika der MMS-Bearbeitung zu

17、achten. 4.3 Spne Der Funktion der Maschine und ihrer Einrichtungen ist unter Bercksichtigung MMS-spezifischer Verschmutzungen Rechnung zu tragen. Es sollte eine kontinuierliche Spneabfuhr erfolgen, um Spneablagerungen mglichst auszuschlieen, z. B. aus thermischen Grnden. Bei sicherheitskritischen MM

18、S-Anwendungen (siehe 4.4) ist die Funktion der Spneabfuhr als Bedingung fr den Betrieb der Maschine sicherzustellen. DIN 69090-2:2011-12 5 4.4 Absaugung Durch eine wirksame Erfassung, Absaugung und Abscheidung der entstehenden Emissionen im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine wird Folgendes erreicht: a

19、) Einhaltung der Arbeitsplatzgrenzwerte fr Aerosole, Dmpfe und Stube (siehe auch Literaturhinweise), b) Minimierung der Brand- und Explosionsgefahr (siehe 4.4). Eine geeignete Absaugung erfllt folgende Kriterien: a) eine ausreichende Luftwechselrate im Maschineninnenraum (bei gekapselten Maschinen)

20、ist sicher-zustellen (siehe VDI 3802), b) der Abscheider muss geeignet sein um Stube, Rauche, Aerosole und lnebel abzuscheiden, c) die Erfassungsstelle sollte konstruktiv so gestaltet sein, dass bei einer reinen Absaugung der Emissionen mglichst keine Spne in das Absaugsystem eingetragen werden knne

21、n, d) die Strmungsgeschwindigkeit in den Absaugrohren sollte so gewhlt werden, dass sich keine Staub- und Spneansammlungen bilden knnen, e) bei sicherheitskritischen MMS-Anwendungen ist die Funktion der Absauganlage zu berwachen, f) die Absauganlage ist entsprechend der anfallenden MMS-Medien auszul

22、egen. 4.5 Brand- und Explosionsschutz Bei der Minimalmengenschmierung wird das Brand- und Explosionsrisiko in erster Linie von der Menge an vorhandenen brennbaren Metallspnen und -stuben bestimmt. Es sollte der Flammpunkt des eingesetzten Schmiermittels beachtet werden. Bleibt die Verbrauchsmenge un

23、ter 100 ml/(m3 Stunde), dann ist erfahrungsgem bei bestimmungsgemer Verwendung nicht mit einem gefhrlichen explosionsfhigen Dampf-/Luftgemisch zu rechnen. Eine erhhte Brandgefahr besteht in Bereichen, in denen groe Mengen an brennbaren Metallspnen und -stuben entstehen und sich ansammeln knnen. Das

24、Explosionsrisiko ist bei einer Ansammlung brennbarer Metallstube (Partikelgre kleiner 500 m) insbesondere bei Leichtmetallstuben, z. B. Aluminium und Magnesium, zu beachten. Abgelagerter brennbarer Staub kann durch Aufwirbeln zu einer gefhrlichen explosionsfhigen Atmosphre fhren. Neben dem Maschinen

25、innenraum und der Absaugung sind Stellen, an denen Staub abgelagert bzw. abgeschieden und aufgewirbelt werden kann, besonders zu bercksichtigen. Konstruktionsbedingt kann es zu Aufwirbelungen, z. B. bei der Abreinigung einer Absaugung oder auch bei Abblasen mit Druckluft in der Maschine, kommen. Die

26、 grundlegenden Anforderungen zum Brand- und Explosionsschutz in den europischen Sicherheitsnormen sind einzuhalten. Bei einem Ausfall der Spneentsorgung oder der Absaugung in gekapselten Maschinen muss die Bearbeitung gestoppt werden. 4.6 Druckluftversorgung Die Druckluftversorgung ist entsprechend

27、den Anforderungen des MMS-Gerts und der Werkzeugmaschine auszufhren. DIN 69090-2:2011-12 6 5 Schmierstoff Bei der Minimalmengenschmierung ist der eingesetzte Schmierstoff hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt und gelangt als l-Luftgemisch oder in flssiger Form in den Arbeitsberei

28、ch. blicherweise werden bei der MMS-Bearbeitung bis zu 50 ml/Prozessstunde an MMSSchmierstoff verbraucht, in Ausnahmefllen knnen auch bis zu 150 ml/Prozessstunde bentigt werden. Fr eine reibungslose und emissionsarme Metallbearbeitung haben sich Schmierstoffe mit hohem Schmiervermgen und hoher therm

29、ischen Belastbarkeit bewhrt. In der industriellen Fertigung kommen Schmierstoffe auf Basis synthetischer Esterle und Fettalkohole mit gnstigem Verdampfungsverhalten und einem hohen Flammpunkt zum Einsatz. Es sollte ein emissionsarmer Schmierstoff verwendet werden. Zu vermeiden sind: a) herkmmliche w

30、assergemischte Khlschmierstoffe und deren Konzentrate, b) Schmierstoffe mit organischen chlor- oder zinkhaltigen Additiven, c) nach Gefahrstoffverordnung gekennzeichnete Schmierstoffe, d) Minerallprodukte, e) hoch- und leichtentzndliche Schmierstoffe (z. B. Ethanol, Testbenzin), f) native Ester (Rap

31、sl, Rbl) um Alterung, Verharzung an Fhrungen und Bauteilen zu verhindern. Generell sollten MMS-System und Schmierstoff freinander geeignet (kompatibel) und nicht gesundheits-schdlich sein. Fr die MMS-Medien gelten die bestehenden Normen und Richtlinien fr Khlschmierstoffe, z. B. BGI 718 (siehe Liter

32、aturhinweise). Die verwendenden Medien im MMS-System sind: a) Fettalkohole, b) Esterl, c) pflanzliche le, d) Additive fr die Basisprodukte, e) Schmierstofffertigprodukte. 6 Minimalmengenschmierung (MMS) 6.1 Varianten des MMS-Systems Die Bereitstellung des MMS-Mediums am Werkzeug kann auf verschieden

33、en Wegen erfolgen. Die MMS-Systeme knnen jeweils als innere Zufhrung durch die Spindel oder als uere Zufhrung an die Bearbeitungsstelle ausgefhrt werden. Bei der inneren Zufhrung kann das l-Luftgemisch auerhalb der Maschine aufbereitet und zur Bearbeitungsstelle geleitet werden (1-kanaliges System)

34、oder Druckluft und Schmierstoff werden getrennt durch die Spindel hindurchgefhrt und gemischt (2- oder mehrkanalige Systeme). DIN 69090-2:2011-12 6.1.1 1-kanaliges MMS-System mit innerer Zufhrung Beim 1-kanaligen MMS-System erfolgt die Erzeugung eines schmierfhigen Aerosols in einem separaten, an de

35、r Werkzeugmaschine angebrachten MMS-Gert. Spezielle Dsensysteme innerhalb eines Behlters erzeugen mittels dosiert zugefhrter Druckluft ein schmierfhiges Aerosol, dessen lgehalt einstellbar sein kann und dann durch die MMS-Steuerung innerhalb der physikalischen Grenzen sichergestellt wird. Die Zufuhr

36、 des MMS-Mediums zur Bearbeitungsstelle erfolgt durch eine fr die Minimalmengenschmierung geeignete Drehdurchfhrung (vorzugsweise mit axialem Durchfluss), die Spindel, das Spannsystem und schlielich das Werkzeug. Unvermeidbare Querschnittsnderungen sollten strmungsgnstig ausgestaltet werden. Legende

37、 1 Druckluftversorgung 11 HSK-Werkzeughalter (siehe 2 MMS-Gert DIN 69893-1) 3 Vorratsbehlter MMS-Schmierstoff 12 Werkzeug 4 MMS-Medium (l-Luftgemisch) 5 Absperrventil 6 Drehdurchfhrung 7 Arbeitsspindel 8 bergabeelement 9 bernahmeeinheit 10 Axiale Einstellschraube (AES) Bild 1 1-kanaliges MMS-System

38、6.1.2 2- und mehrkanalige MMS-Systeme mit innerer Zufhrung Bei diesen MMS-Systemen werden Schmierstoff und Luft getrennt ber zwei Kanle durch die Werkzeug-spindel Richtung Werkzeug gefhrt und gemischt. Einzelheiten sind aus schutzrechtlichen Grnden nicht abgebildet. 6.1.3 uere MMS-Zufhrung Bei der u

39、eren MMS-Zufhrung (Auenschmierung) erfolgt die Zufuhr des MMS-Medium von auen auf das Werkzeug. 7 DIN 69090-2:2011-12 7 Maschinenseitige Schnittstellen 7.1 Mediumbergabe in Richtung Werkzeughalter fr den automatischen Werkzeugwechsel 7.1.1 1-kanaliges MMS-System Bei Maschinen mit 1-kanaligem MMS-Sys

40、tem wird zur strmungsgnstigeren Mediumbergabe vom Maschinenhersteller ein bergabeelement in die Arbeitsspindel eingebaut. Legende 1 bergabeelement (Konterschraube mit Verlngerung) 2 bernahmerohr (siehe Khlschmierstoffrohr nach DIN 69895) s Schlsselweite Bild 2 bergabeelement und bernahmerohr bei 1-k

41、analigem MMS-System Tabelle 1 Maschinenseitiges MMS-bergabeelement 1-kanalig Mae Mae in Millimeter Nenngre HSK 40 50 63 80 100 d1h8 4,7 6 7,5 9,5 11,5 d2H9 3,7 4,6 6 7,5 9,5 l1 0,5 3 l2min.a7 8 8 11 12 s 3 4 5 6 8 aMindestfreiraum fr den Arbeitshub abhngig von dem HSK-Spannsatz8 DIN 69090-2:2011-12

42、7.1.2 2- und mehrkanalige MMS-Systeme Der Werkzeughalter ist identisch zum 1-kanaligen MMS-System. Abweichungen gibt es nur bei folgenden Bauteilen: a) Innenkontur der bernahmeeinheit b) Axiale Einstellschraube (AES) c) Konterschraube fr Spanner (spindelseitig) Die Auslegung der bernahmeeinheit im W

43、erkzeughalter bei 2- und mehrkanaligen MMS-Systemen muss so erfolgen, dass jede Kombination mit dem bergabeelement nach dieser Norm auch bei Verwechselungen nicht zur Kollision fhrt. Einzelheiten sind aus schutzrechtlichen Grnden nicht abgebildet. 7.2 Medienbergabe in Richtung Werkzeughalter fr den

44、manuellen Werkzeugwechsel 7.2.1 Allgemeines Bei Maschinen mit manuellem Werkzeugwechsel wird eine zentrische Spannpatronendurchfhrung und ein geeignetes Fllstck bentigt. Legende 1 Spannpatronendurchfhrung 2 Spannpatrone 3 Fllstck (siehe DIN 69090-3) 4 HSK-Werkzeughalter (siehe DIN 69893-1) Bild 3 Ge

45、staltung der bergabestelle bei MMS-Anwendungen 9 DIN 69090-2:2011-12 7.2.2 Spannpatronendurchfhrung Bild 4 Spannpatronendurchfhrung Tabelle 2 Mae der Spannpatronendurchfhrung Mae in Millimeter HSK 32 40 50 63 80 100 Rohrinnendurchmesser d13 4 5 6 8 10 Oberflchengte d1Rz 6,3 m Bei Werkzeugen zur Aufn

46、ahme von Schneiden kann die Anbindung direkt von der Spannpatronen-durchfhrung in die weiterfhrende Bohrung erfolgen. Die bergabestellen zwischen Spindel und Spannpatrone und zwischen Spannpatronendurchfhrung und Fllstck sind leckagefrei auszufhren. Die Abdichtung zwischen werkzeugseitiger Stirnflch

47、e der Spannpatrone und Fllstck muss sichergestellt sein. 7.3 Anbindung des MMS-Gerts an die Maschine 7.3.1 Leitungsinstallation fr 1-kanalige Systeme Die Zufhrungsleitung zwischen dem MMS-Gert und der Drehdurchfhrung sollte mglichst kurz gehalten werden. Verzweigungen in der Zuleitung sind durch den

48、 Einsatz von strmungsgnstigen Verteilern (z. B. Y-Verteiler anstatt T-Verteiler) zu realisieren. Die Summe der verteilten Querschnitte muss dem Zufhrungsquerschnitt sein. Die Verteilung der Zuleitung zu mehreren Spindeln von einem MMS-Gert ist symmetrisch auszufhren. Vergrerungen des Querschnitts bzw. Innendurchmessers in der gesamten MMS-Zuleitung sind zu vermeiden. Bei unvermeidbaren Verringerungen des Querschnitts bzw. Innendurchmessers wird am bergang eine Trichterform empfohlen. Die Zuleitung sollte keine engen Bgen aufweisen. ANMERKUNG Es wird ein Biegeradius 200 mm empfohlen