1.4. Методы подачи СОЖ в зону резания: СОЖ могут по-разному подаваться в зону резания. Наиболее

Влияние СОЖ на процесс резания и качество поверхности

1.4. Методы подачи СОЖ в зону резания:  СОЖ могут по-разному подаваться в зону резания. Наиболее

Практикой установлено. что смазочно-охлаждающие жидкости оказывают существенное влияние на процесс резания и на качество обработанной поверхности. При различных видах механической обработки находят применение следующие виды смазочно-охлаждающих сред: 1. Жидкости: 1.1 вода с небольшой добавкой веществ, препятствующих коррозии станка и детали, например соды; 1.

2 эмульсии, представлявшие собой растворы в воде специальных эмульсолов или паст, т.е. раствор специальных мыл в воде; 1.3 масла растительные (льняное, сурепное, касторовое) ,минеральный (индустриальное ) и осерненные (сульфофрезол — индустриальное масло с добавкой 2-3% серы); 1.4 специальные (смесь керосина я масла). 2. Распыленные жидкости.

3. Газообразная среда.

Наибольшее применение на практике получили смазочно-охлаждающие жидкости. Роль СОЖ в процессе резания обусловлена тремя физико-химическими действиями:

  • смазывающим действием, и прямым облегчением деформации поверхностных слоев обрабатываемого материала;
  • охлаждающим;
  • смывающим.
  • Смазывающее действие жидкости заключается в том, что на трущихся поверхностях стружки детали и инструмента образуются весьма стойкие пленки, препятствующие непосредственному контакту этих поверхностей и вызывающих снижение сил трения.

    Пленки состоят из поверхностно-активных веществ содержащихся в жидкости, т.е. таких веществ, которые уменьшают поверхностной натяжение жидкости и вследствие этого обладают сильным молекулярным сцеплением с металлической поверхностью. К таким веществам относятся органические кислоты: олеиновая, стеариновая и др., их соли, а также соединения серы, хлора и других элементов.

    Исследования показывают, что жидкость не только уменьшает внешнее трение, но, кроме того, вызывает облегчение деформирования срезаемого металла. Объясняется это тем, что на поверхности металла в зоне предразрушения всегда имеются микротрещины. Активная жидкость проникает в них, оказывая расклинивающее давление на их стенки.

    Опыты показали, что добавки к чистой воде около 1% поверхностно — активных веществ (стеариновой кислоты, натриевого мыла) примерно в 2 раза облегчают процесс резания.

    При попадании поверхностно-активных компонентов жидкости в зону предельно деформированного срезаемого слоя возможно распадение ее на атомы, которые внедряются в кристаллическую решетку наиболее сильно деформированных зерен металла. В результате этого металл упрочняется и переходит в хрупкое состояние. При этом уменьшается величина предельной пластической деформации перед разрушением и удельная работа резания.

    Таким образом, смазывающее действие жидкости выражается в уменьшении трения на контактных поверхностях; развитии микротрещин в зоне деформации срезаемого слоя, т.е. в увеличении зоны предразрушения; уменьшении пластического течения металла из-за внедрения атомов в кристаллическую решетку в охрупчивания.

    Охлаждающее действие СОЖ заключается в поглощении тепла в зоне резания, охлаждении стружки, детали и инструмента. Оно зависит от теплоемкости, теплопроводности и скрытой теплоты парообразования СОЖ.

    Смывающее действие жидкости сводится к механическому удалению мелкой стружки и предотвращению прилипания ее к поверхности станка, инструмента и детали.

    Все современные смазочно-охлаждающие жидкости разделяются на три основные группы.

    К первой группе относятся минеральные масла различной вязкости. К маслам в зависимости от их назначения обычно добавляют в различных комбинациях специальные присадки: антифрикционные, противоизносные, противозадирные, смачивающие, моющие, антикоррозионные и т.д. В отдельных случаях в масла животные и растительные жиры.

    Во вторую группу входят масляные эмульсии, представляющие собой раствор эмульсола в воде. Эмульсолы состоят из следующих компонентов: базовое масло, эмульгатор, антифрикционные и противозадирные присадки, смачивающие присадки, ингибитор, или пассиватор коррозии, бактерицидная присадка, активспениватель.

    Третью группу составляют синтетические или химические жидкости, не имеющие в своем составе масла. Они содержат, как правило, вещества, которые пассивируют поверхность обрабатываемой детали, смачивающие средства, некоторые вида мыл.

    Улучшение их эксплуатационных свойств достигается за счет введения присадок, обеспечивающих повышение противозадирных и антифрикционных свойств растворов и повышение их моющих и смачивающих свойств.

    По сравнению с маслами и водомасляными эмульсиями третья группа жидкостей характеризуется отсутствием разложения, прозрачности, обладает более высокими охлаждающими и другими свойствами, что делает их более прогрессивными видами СОЖ.

    Однако, как правило, синтетические жидкости являются пока более дорогими, а некоторое теряют свои свойства при попадании в них масла из гидросистемы станка.

    Результаты, получаемые при применении смазочно-охлаждающих средств, зависят также и от способа подвода жидкости в зону резания.

    При охлаждении режущего инструмента свободно падающей струей жидкости необходимо соблюдать следующие требования:

  • жидкость должна подводиться непрерывной струей, начиная с первого момента резания;
  • количество жидкости должно быть достаточно большим, но не больше 15 л/мин, так как дальнейшее увеличение количества подаваемой жидкости нецелесообразно. При различных видах обработки требуется разное количество охлаждающей жидкости;
  • характер подвода, направление и форма струи должны быть отрегулированы в соответствии с проводимой обработкой;
  • необходимо следить за состоянием и количеством CОЖ своевременно менять и доливать ее в баки.
  • Особенности внутреннего охлаждения. Для достижения большого эффекта по повешению стойкости инструмента используют внутреннее охлаждение. Жидкость подается по каналам оправки и корпуса инструмента к твердосплавной пластине и непрерывно циркулирует в ней.

    Такой способ охлаждения даже при обработке высокопрочных сталей позволяет увеличить скорость резания на 25-40%. Для подачи жидкости через внутренние каналы сверла применяется специальный патрон. Стойкость сверл с внутренним подводом СОЖ повышается в 3-10 раз.

    Высоконапорное, или напорно-струйное, охлаждение. В этом случае СОЖ направляется под высоким давлением к режущему лезвию со стороны задней поверхности.

    Подача жидкости осуществляется с помощью насосов через фильтр и гибкий шланг с насадкой, имеющей отверстие диаметром 0,4-0,6 мм.

    Расстояние от выходного отверстия до режущего лезвия должно быть как можно меньше, чтобы уменьшить рассеивание струи.

    При таком виде охлаждения стойкость резцов из быстрорежушей стали Р9 и P18 возрастает в 3-7 раз по сравнению со стойкостью при обычном охлаждении и в 10-20 раз — при сухом точении.

    Охлаждение распыленной падкостью. В этом случае СОЖ с помощью сжатого воздуха распыляется па мельчайшие капли и вместе с воздухом в виде тумана с большой скоростью подается в зону резания. Расход жидкости очень мал. Стойкость же инструмента повышается от 2 до 4 раз по сравнению со стойкостью при обычном охлаждении свободно падающей струей.

    Распыленная жидкость оказывает самый большой охлаждающий эффект, чем все остальные способы охлаждения, так как:

  • смесь жидкости и воздуха расширяется при выходе из сопла и при этом ее температура снижается до 4-12°С;
  • распыленные частицы жидкости очень малы и, попадал на разогретую поверхность стружки и инструмента, легко испаряются, интенсивно поглощая дополнительное тепло;
  • имея меньшую вязкость, распыленная смесь легче проникает в микротрещины.
  • При выборе смазочно-охлаждающей жидкости учитываются режимы резания, свойства обрабатываемого металла, требования к чистоте и точности обработки и т.д.

    Источник: http://texinfo.inf.ua/razdeli/texn_obr/stati/vlijanie_sog.html

    ������� � ������� ���������� ��������������� ���� ��� ������� �������� — ���������� �����������������

    1.4. Методы подачи СОЖ в зону резания:  СОЖ могут по-разному подаваться в зону резания. Наиболее

    ��������-����������� �������� � ������ �������� ����� ���������� � ���� ������� ���������� ���������, ���������� ������������ � ������ ����� ���������� ���������: �������� ����, �������� ��� ����.

    1. ������ ��������-����������� �������� � ���� ������� ������� �������� �������� ������

    � �������� �������������� �������� ����� ��� �������� � ���� ������� ������� � ���� �������� �������� �����. �� ���. 1 ����������� ������ ������������ ���������� ����� ������ ��� �� �������� ������ (��� �����)

    ���. 1. ������� ������ ��� �� �������� ������

    ��������-����������� �������� �� ������� � ����� ����� ������ ������� ����� ������ ����� �������� � ����������� � ��������� ������ � �������� ��������. �� ��������� ������� ��� �������� �������� �������� ������ �� ������� ���������� � �������������� ������.

    ���������� ���������� � ���� ������� ��� ������������ � ������� ���������� �����. �������������� ��� ������� � ������ � ��������� � �������, � ������. �������� �������� � ���������� �� ������ ������ ���� ����������� ��� ������� �������� �� ������ ��������� ��������� �������.

    ������ ��� ��������� � �������� �� 0,02 �� 0,05 ��� � �������������� �������. ���������� ���������� � ���� ������� ��� ������� �� ���� �� ������ (������ ��� ��������), ���� ����������� �������� � ������������� ������ �������.

    �� ������������� ������� ����� �� 10 � �������� �������� � ���������� �� 2 �� 20 �/���. � ��������� ������� ������������ ��������� (�� ���������������� ���������, ������������������ ������� � ������) ����� ��� ������������ ������������ � ��� ����� �������.

    ���������� ��� ��� ���� ������� �������������� �� ������-�������������� ��������.

    ���. 2. �������� ������� ��� ������ ��� �������

    �� ������ ��������������� ��������� � ����������� �� ����, �������� � ����������� ������������� ����������� � �������� ������ ������ ���� ������� ������ ��� ����������� �������� ������� ���������� ����. ����������� �� ����������� �������� �� ���. 2.

    �������� ������� ������� ������ ��� �� �������� ������� ������������ ����� ������������� ������ � �������� ������ �� ������ ��� ������������ ����� ��� � ���������� �� ��������������. ������� ��� ����������� ������� (���. 2,�) ����� ���������� � ������� �������� ����������� ����� ����, �������������� ������ ��� �� ���������� ����� ��� ���.

    ������� ��� ��������� � ������������������ ������� (���. 2,� � �) ������������ ������ ��� ������� ������� ������. ��� ���������������� ��������� ����������� �������� ������� (���. 2,�) � ������ ������ ��� ����������� �������� ��������� ������� � ����������� ����� ��� ������������ �������� �����������.

    ��� ������ ��� � ���� ��������� ������� ����� 100 �� ����������� �������� ������� (���. 2,�) � ���� ������ � �������������� �� ����� ����� �������� ����������� ��������� 5�6 ��.

    ��� ������������� ����� ������������ ���������� ������� ������������ ����������� �� ���������� ����������, ������������� � ����������� ��� �� ���������� ������� � ���� �����������.

    �������� ����� ���������� ���������� ����������� � ������ ������������ ���� �����, ��������, ���������, ��������, �������� � ���� �������� ������������, �� ����� ����������� � � ����� ������ ������������. �� ���. 3 �������� ����� � ���������� �����������.

    � ���� 1 ����� ������� �������, ����������� ������� ������� �������� ���������� (���. 3,�), ��������� ����������� ���������.

    ���. 3. ����� � ���������� �����������

    ��� ������� �������� � ������� ����� ����� ���������� � �������������� � ��������� �������� ����� �����. �� ��������� ��������� 2 ��� ����� ��������� � ������� �����. ����� ����� ����� ��������� (���. 3, �) � ��������� (���. 3,�) �������.

    2. ������� ��������� ���

    ������������� �������� ��� ������� �� �� ����������� �������, ����� ��������� �������� ����� ������������ �������������� ��� � ���������������� � �������������� �����������.

    � ���������� ������� ���������� ��������� �������� ���, ���������� ����������� ��� ������� ��������� ����� �������� � ����������.

    ������ ����� ��������� ������������� �������� ���������� ������� ��� �������� �� ��������� �������� ��������������� �������������.

    ������������ ��������� ����� �������������� ����� ������������ ������������� ��� � ������� �������������� ������� ��� ����� ����������� �� ����� �������������� ���������.

    ����������� ��������� ����������� � ���������� �������� �� ����������� ������� � ����������� �� �������, � ���������� �������� ����������� �������� �������� � ������������� �� ����������� � ����������� �����������.

    ����������� ����� ������� �������� ������������� ���������� ��� � ���� ���������� ��������������� ��������, ��������������� �� ������� �����, ��� ������� ���������� ��� ���������������� � �������� ���������-������������� ������� ������ ���������.

    ��������� ��� ����������������� ������ ������������ ��� ������-���������� �������, � ������ ���� ��������, ��������� �� �����. � ���������� ��������� ��� ���������� �� ����������� ��������, ����������� �� ����������� � ����������� ������� ��������� ����� �� ������������ ������.

    ��������� ��������� ���������� ��� ���������� ��� ����� ��������� ���� ���������� �������� ��� ���������������. ������ ���� ��������� ������������ �������� �� ������ ������.

    ����������������� ��������� ������������������������� �������������� � ������� ������������ ��������� �������, ���������������� �� ������ ��� �� ������� �� ������. ������� ������������ ����� ������ � �������������� � ��� ���������������� ������� �� ����������� ��������.

    ������ ���� ��������� ����� ������������ �������� �� ������ ������, ���������� ���������� �����������. ������ �� ������� ������� �������������� � ��������� ������� ������ ���. ������� ����� �� ������ ���������� � ����� ��������������� �� ������.

    ��������� ��� ���������� � ���������� ����������� � ��� �������� �������� ��� �������� ������������������ ��������� ��������� �� ���� � ��������� �� ������ ������� �����.

    ����������� �������������� ���� ����� �������� �������� � �� ���������� � ����������� ���������, ��������� �� ���������� � ������ ������� �����. ������������ � �������� ������� � ����� ��� ����������� ������ ����������.

    3. �������������� ������� ������ ��� � ���� ������� � ����� ��������������� �����

    ������ ������ ��� ������� �������� �������� ������ ����� � ������, �������� � ����������� ������ ����������� ��� ��������� ���������� �� �������������� �������. ������, � �������� ������������������� ������������ ���� ����� ������� ��� ���������� ��� ������� �������� ��� ������������ ���������� � ��������� �������� ������� ��������.

    ���, ��������, ����� ��� �� ����������� �� ������� ���������-�����������, �����������, ���������-��������� � ������ ������� ��-�� ��������� ������ � �� ������������. ��� ��������� �� �������� ����� �� �����������, ��� ��� ����� ��� ��������� ��������. ��� ��������� �������� ��������� ������������ ������� ������ ���������� ������� ����� � ���������� ���������� �� ������.

    ������ ������ ������������������ ����������� ����������, ��� ����� ��������, ��� ������� ������� ��������, � �������� ������������ ���������� 10�30%, � �������� ������������ 30�40%, � �������������� � 40�60%, � �� ������������ �������� �������������� � �� 90% �� ������ ����� �������� ������������ ���������.

    ������ ����� ��������� ������������� ������������ ��������� ������� � ���������� ����� ����� ����������� ��� ������� �������� ������ ��� � ����� ��������������� ����.

    � 1952 ���� ���������� ������ ��� � ���� ����, ������� ���������� � ���������� ���������� ������ ��� ������ �������� � �������� � ���� ��������� ��� �� �����, ��� � �������� ��� �� ������. ���� ��������� � ���� ������� ����� ����������, ��� ����� ���, ����������� ��������� ��������� ��������� � �������� 1,2 � 1,5.

    ���� �� ����������� ��� �������� �� ������������ �������������� ��������� � ������� ������, �� ��������������� � ������ ������ ���������� ������� �����.

    ���� ����� ������������� ��������� ��� ��������� �������������� �������, ����������� ����� ������� ����������� ��� ������� ���������� ������� ����� ���, ��� � ������ �������, ��� ���������� ����� ����������� �������� ������ ��� �������� ��� ���������� �� �����-���� ��������.

    � ������ 50-� ����� ���������� � ���������� ������ ���������� � ������ ���� ������� �������������� ������ ��������. ��� ���� ������� ��� �������� � ���� ������� �� ������� ������ ����������� ����� � ���� ������ ����� ��� ��������� 20 � 30 ��������.

    ������ ������ �� ������������ ������������� ����� ������ ��������, ��� �� ��������� ����������� �������� ��������� �������� ����������� �� ��������� � �������� ��� ������ ���.

    ���������� ������������ ����� ������ ���� ��������� �������� ������� �������� ��������� �����, ������� ��������, �� ����������� � ������ ����������, �� ��������� �������� �����������.

    ���� ����������� ����������� �������� �����, ������� �������� � ��������� �������� ����������� �� �������� ��������� ����� � �������� � ���������� �������. ����� ���������� �������������� ������ ��� ����������� �������� ����������� ��� ������� ������ �������������� ���������� � �������.

    ���, ����������� ��������� ��������, ��� ��� ����������� ������� ������ ��437 ��������� ������������� ������ ��� ������ � ���� ������� �������������� ����� ��� ������������� ����� ��� � 6 ��� �� ��������� � �������� ��� ������ ���; ����������� ���������� ���� �������� ��� ����������� ������� ������ ��766.

    ����� ���������� � ������ �������������� ������ �������� �������� ������ �����������, ���������� ��������� � ������������� �������, ������ �� �� ���������� ������� �� ������� �������� ���������� � �������������� ��-�� ������ ��������� �������� ��� �����������.

    ����� �� ������, ������������ ���������� ������, �������� ������� �������������� ������� � ������� ����� ��������, ��������� �� ����� ��� ������� ��������� �� ��������� 50 � 80 �/�. ������ �������� �������� ��������� ����������� ������������� ��������� ���������� ����������� ��� ������� ��������, ���������� ��� ��������� 20 � 30 ��������. �� ���� �������� ����� ����������� � ��������� ����� ������ ��� ��������� ������ �������������� ���������� � � ������ �������, ��� ������ ���������� ��������� ��������� ����������� ������ ������������ ����������.

    ����� ����������� �� ��������� � �������������� �������� ������� ����������, �� ����� �������, ������������� � ������������� �������� ���������������� � ������ ���� ������������������ ���������. �� ��� ������� ��������� � 1944 ���� ������������� ��������� �.�. ����������.

    � ����� ������ �����, �������, ��� ���� ������ �� ����������, ����������� �������� ���������.

    ������, � �� ������� ������� ����� ������ �� ���� ������� �������� �������� � ������ ���� ������ ����������� �� ��� ����� ������, ���������� � ���� � ������� ������� ��������� ������������� ������� ��������.

    �������� ������ ���������� � ������ ����������� ��������� ����������� � ���, ��� ��� ������������� � ����������� ������������� ���������� ������ �������� � �������� � ���� ������� � ���� �������-���������� �����. ��� ����������� �������-���������� ����� ������������ ����������� �������������� ��������� ������ �����������.

    �������� ������� � ��������������� ��������� ��������� ���� ��-3 (���. 4) � ������� ����������� �������� � ��������, ��������������� ��� ������������ ��������-����������� ��������� �� ������ ������.

    ������ ������ �� ��������� ����, ������ ��������� ���� ��� �������, ��������� ����� ������ 1 � ������������ ������ 2, ��������������� ��� �������� �������� ������� � ������������� ��� �� ���������� ������ �� ����� ������.

    ���. 4. ��������� ��-3 � ������� ����������� �������� � ��������

    �� ������������� ������� 2 ������ ������ ����� ���������������� ������ 3 ������������ � �������������� (��������� ���������) 4. � �������������� ���������� ������� ��������� ����� �� � ��������. ��� ����� �������� �� ��������� ��������� 6, ��� ����������� � ����� �������� � ����� �� ������ 7 ����� ����� 8 ������������ � ���� �������.

    �������-���������� ����� ������� �� ����� � ������� ���������. �������� �������-���������� ����� ������������ ����������� ������������ � ����� ������� ��������� ��������������� ������������� �������� � ���� �������. ����� �������� ����������� ������������ ����� � ��, ��� ����������� �������-���������� ����� ��� ������ �� �� ����� ���������� �� 4�10 0�.

    ��������� ��������� �������� ��� �������������� ����� ������������� �� ����������� ������ ���������� ������ � ����� ��������, ������������ ��� ������ �� ����� �������������� � ���������� ����� ��������.

    ��� ������������ ����������� ��������� ���������� ��� (����� 300 �/���), �������� �� ��������������� � �� ������� ��������� ��� �� �����, � ���� ������� �������� ������ �������� ��� ����������.

    ����������� �������� ��������� � ���� ������� ����� ����������, ��� ���������� ������� �������� ��������� ������ � ���� ������� ��������� ������� ������� � ������������ ������ ����������� ��������.

    ��������� �������������� ��������� ����������������.

    ������������� ����������� � ���������� �� ���� ���������� ���������, ������������� ���������� ������ � ���� ������� ����������� �������� �� ����� �������� ���� ������ � ������������ ������ �� � ������������ ������ ������.

    ���������������� ����� ������������� ����������� � ���������.

    ����������� ������ ������� ������� � ������, ����� �� ������������ �������.

    1. ��������� ������� ������������������� ����������� �� �������� �������������� ������ ������� �� �� ������������, � ���������, �� ��������� � ���������� ������ ����������� �������� �� ����� �������� �����, ��������, ������� �����������, ����� ������� � ���������� ������ ������� �������. ����� ����, ��������� ������� ������������������� ����������� �� ����������� ��������������� �������� �� ��������.

    2. ��������, ��� ����������� ������ �������� ���, ����������� ��������� ������, ������� �������� �������, ����� ������ �� ��������. �������������� ���������� ��������� � ������ �������� ������ � ��������� ���� ��������� ���� ����������. ��� ������������� ������ ������ ������ � ��������� ��� �� ������ ��������� ���������� ����� ��������.

    3. ����������� ���������� ���������� � ������ ���� ������� ������������ ���������� �� ��������� � �������������, ������ ������������� ������ ��������� ������ ��� ����� �����, ��� ��� ��������� ����������� ��������� �������������� ������� ������������, ���������� ������� ������������.

    ����������� �������� ����� ���� ������� ��������� �� ����������� ��� ��������������� ��������, ��� ����� � ���� �������� ��� ����������� �� ����������� � ��������� ������������ ������.

    ����� ���������� � ������ ����������� ��������� ������� ������������� ��� ���������� � ������������ �������, ��� ��������, ����������� ����������� ���������� ��������-����������� ���������, ����������� ����������� ��������� ����� ��������������� ��������, ������������� ������.

    ������ ������ ������������ ������� ������ ��� ��� ����������.

    ��� ������������ ������� ������ ������������ ����������� ������� ������ ��� ����� ���� ����������� �����, ��������� � ��������������������� ���������, ����� ���������� ��� � ������������ ��������� � ���� ������� ������� ����, ����������� ����������� ����� � �������������� ����������� ���������. ������������� � ��������� ����������� ������ ������������ ��� ���������� � �������� ������ ��������, ������� � ������������ ��������-����������� �������� � ���� �������.

    ������ ����� ��������� ������������� �������� ������� ���� ������� � �������� �����, �� ������ ������ ���������� �����������, � ������ ��������������� ����������� �������, ���, ��������, ������� � ����� �������������� ������� � � ����������� ������������ ���., � ����� �������� ����������� ����� � � ����� ���, �������� �� ������������� ���������.

    � ����� � ���, ��� ��������� ����������� ���������� ��������, ���� ����������������� ��������, ��� ��������� ������� ����������� �������� ������������ �������� ������� ��� ������� ��� �������� ��������, ���� ���������� �������� �� � ���� ������� � ��������������� ����.

    ������� ���� ������ ��� ���������������� ����� �������� � �������� ������ ��������� � �������� �� �� ���� ����� �������� ����������������������, ��������������� �������� ����������� � ���� ������� ��� ��������� ������������� ���������� ����.

    ������� ����� ��������� � ���� ����������� �����, �������� �������� ��� �������� ����.

    ����� ������� ������ ��� ������� � ����������� ����� ��������������� ����, ������� ��������� ���������� ���� ������� � ��������� �� �� ����������� ������������ �������. ������� ��� ���� ������� � ����� ��������������� �����.

    ������ �������� ������� �� ������� ���������� ��������� ����������� (�.�.�., ����. ������� ���, ���������� ��������������� �������������� �����������)

    Источник: http://www.info.instrumentmr.ru/rezanie/prim_sred.shtml

    Глава 7. Смазочно-охлаждающие технологические среды (СОТС)

    1.4. Методы подачи СОЖ в зону резания:  СОЖ могут по-разному подаваться в зону резания. Наиболее

    Глава 7. СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

    СРЕДЫ (СОТС)

    Смазочно-охлаждающие технологические среды, подводимые в зону резания для снижения трения, улучшения теплоотвода и удаления стружки, по своему агрегатному состоянию подразделяются на смазочно-охлаждаю-щие жидкости, газообразные охлаждающие среды и твердые смазки.

    В силу наилучшего сочетания эксплуатационных свойств наибольшее распространение в обычных условиях получили смазочно-охлаждающие жидкости.

    7.1. Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ)

    Большинство операций механической обработки осуществляется с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. При резании СОЖ должны оказывать смазочное, охлаждающее и моющее действие.

    Под смазочным действием понимают способность СОЖ образовывать на контактных поверхностях инструмента, на стружке и детали прочные поверхностно-активные пленки, предотвращающие соприкосновение передней поверхности инструмента со стружкой и задней поверхности с поверхностью резания.

    Поверхностно-активные вещества (стеариновая кислота, натриевое мыло) образуют на поверхностях заготовки и инструмента стойкие пленки. Попадая в микротрещины со стороны свободной поверхности стружки, эти пленки производят расклинивающее действие, охрупчивая обрабатываемый материал и снижая тем самым удельную работу резания.

    Пленки на контактных поверхностях инструмента, создаваемые маслами, а также химическими соединениями на основе серы и хлора, способны выдерживать высокие контактные давления и не разрушаться при достаточно высоких температурах. Благодаря этим пленкам в зоне контакта имеет место гидродинамическое трение, что также приводит к снижению тепловыделения на площадках контакта.

    Охлаждающее действие СОЖ заключается в том, что, обладая большей теплопроводностью и теплостойкостью, чем деталь, инструмент и стружка, СОЖ позволяет перераспределить тепловые потоки в зоне резания, уменьшить температуру резания. Теплообмен происходит тем интенсивнее, чем холоднее СОЖ и выше скорость ее относительного движения.

    Под моющим действием СОЖ понимают способность жидкостей удалять продукты изнашивания с поверхности резания и контактных поверхностей инструмента. Моющее действие проявляется в уменьшении абразивного износа инструмента и снижении высоты микронеровностей на чистовых операциях.

    Помимо рассмотренных действий, определенные вещества, входящие в состав СОЖ, способны образовывать с инструментальным материалом соединения на контактных поверхностях, играющие роль защитных покрытий и снижающие интенсивность адгезии и диффузии. Тем самым уменьшается износ режущего инструмента как результат контактных взаимодействий.

    Способность в той или иной степени выполнять указанные функции зависит от состава СОЖ. Кроме того, к СОЖ предъявляется целый ряд технических и гигиенических требований, без выполнения которых СОЖ не может быть рекомендована к применению. Прежде всего, СОЖ не должна содержать веществ, оказывающих вредное действие на организм человека, не должна иметь неприятного запаха и образовывать тумана.

    СОЖ не должна вызывать коррозии обрабатываемого материала, деталей станка и инструментов. СОЖ должна быть по возможности более стабильной, т. е.

    с течением времени и под действием различных загрязнений не подвергаться химическому и бактериологическому разложению. Желательно, чтобы СОЖ была прозрачной.

    Кроме того, важным требованием является возможность последующей утилизации СОЖ без ущерба для окружающей среды.

    Выполнение всех указанных требований обеспечивается введением в СОЖ соответствующих антикоррозионных, бактерицидных, антивспенивающих и других присадок. Поэтому, как правило, состав современных марок СОЖ очень сложен, а выбор оптимальной марки СОЖ для конкретных условий обработки представляет собой не менее трудную задачу, чем выбор инструментального материала.

    Все современные СОЖ можно разделить на три группы. К первой группе относятся минеральные масла различной вязкости. Для улучшения смазывающих свойств к ним добавляют до 30% растительных и животных жиров, а также до 1,7% серы, способствующей сохранению смазочных свойств при высоких контактных давлениях и температурах.

    Масла в качестве СОЖ применяют при сравнительно невысоких скоростях резания и повышенных требованиях к шероховатости поверхности (протягивание, зубообработка, нарезание резьбы, фасонное точение и т. п.).

    Во вторую группу входят масляные эмульсии («водорастворимые» масла). Они представляют собой сложную систему, состоящую из двух нерастворимых жидкостей – воды и масла.

    Масло находится в виде отдельных мелких капель, для предотвращения слияния которых в жидкость вводится эмульгатор – поверхностно-активное вещество (растворимое в воде мыло).

    Мыло в эмульсии играет в основном антикоррозионную роль, а снижение трения на контактных поверхностях обеспечивается за счет пленок, образуемых мылом.

    Основным достоинством эмульсий является их высокая охлаждающая способность, поэтому эмульсии применяются на операциях, проводимых с высокими скоростями резания в условиях интенсивного тепловыделения (черновое точение, сверление, фрезерование).

    Третью группу СОЖ составляют синтетические жидкости, не имеющие в своем составе масел. Они содержат, как правило, смачивающие средства, некоторые виды мыл, антифрикционные и моющие присадки.

    Эти виды СОЖ менее склонны к разложению, чем масла и эмульсии, обладают повышенными охлаждающими свойствами.

    Однако, как правило, синтетические СОЖ более дорогие, а некоторые из них теряют свои свойства при попадании в них масла из гидросистемы станка.

    7.2. Способы подвода СОЖ в зону резания

    Эффективность влияния СОЖ на процесс резания зависит не только от ее свойств, но и от способа подвода СОЖ к зоне обработки.

    Полив свободно падающей струей является старым, универсальным и достаточно надежным способом подачи СОЖ в зону резания (рис. 44, а).

    При охлаждении свободно падающей струей жидкость следует подводить непрерывной струей, начиная с момента врезания, а струю направлять в то место, где отделяется стружка. Это позволяет отводить наибольшее количество тепла.

    Скорость падения струи 60-80 м/мин, а расход жидкости зависит от вида обработки.

    Достоинствами метода является простота и надежность, а недостатками – сильное разбрызгивание жидкости при высоких скоростях резания; невозможность наблюдения за местом обработки; большой расход жидкости и ее постепенный нагрев.

    а б в
    Рис. 44. Способы подвода СОЖ в зону резания:а – свободно падающей струей; б – по внутренним каналам инструмента; в – напорно-струйное охлаждение

    При охлаждении по внутренним каналам инструмента (рис. 44, б) достигается большой эффект по повышению стойкости. Так, при обработке высокопрочных сталей удается увеличить скорость резания на 25-40%. Стойкость сверл с внутренним подводом СОЖ повышается в 3-10 раз по сравнению с обычными.

    При таком способе подвода улучшаются условия удаления стружки из отверстия.

    При использовании подвода СОЖ по внутренним каналам к твердосплавной пластине токарного резца можно использовать замкнутую циркуляционную систему с насосом и холодильником, что значительно уменьшает расход СОЖ.

    Этот же способ используется и для подвода СОЖ в зону шлифования через поры шлифовального круга за счет центробежных сил от пустотелой оправки, на которой закреплен круг.

    При использовании напорно-струйного охлаждения СОЖ направляется под давлением 1,5-2 МПа к режущей кромке резца со стороны его задней поверхности (рис. 44, в). Расстояние от отверстия до режущей кромки должно быть как можно меньше, чтобы уменьшить рассеивание струи. Вследствие давления частицы жидкости интенсивнее проникают в микротрещины и зазоры зоны контакта.

    Этот способ охлаждения особенно эффективен для резцов из быстрорежущей стали.

    Их стойкость возрастает в 3-7 раз по сравнению со стойкостью при охлаждении свободно падающей струей, и в 10-20 раз – при резании без охлаждения.

    К недостаткам этого метода следует отнести трудность обеспечения точного направления струи в зону резания, сложность защиты от брызг, необходимость оснащения станка специальным насосом.

    Охлаждение распыленной жидкостью. При этом способе охлаждения СОЖ с помощью сжатого воздуха распыляется и в виде тумана с большой скоростью (до 300 м/с) подается в зону резания.

    Расход жидкости очень мал, а стойкость инструмента повышается в 2-4 раза по сравнению с охлаждением свободно падающей струей. Кроме того, не требуется точное направление струи на зону обработки.

    Распыленная жидкость представляет собой прозрачную смесь мельчайших капелек жидкости с воздухом. Распыленная жидкость оказывает повышенное смазочное и охлаждающее действие.

    Механизм действия распыленной СОЖ следующий. На выходе из сопла смесь жидкости и воздуха расширяется, следовательно, температура ее снижается.

    Распыленные частицы жидкости, попадая на разогретую поверхность металла, легко испаряются, интенсивно поглощая дополнительное тепло. Распыленная жидкость, имея меньшую вязкость, легче проникает в микротрещины.

    Охлаждающий и смазочный эффект увеличивается. Недостатком этого способа является слишком громкий свист истекающей струи воздуха.

    7.3. Газообразные охлаждающие среды и твердые смазки

    В качестве газообразных охлаждающих средств используются воздух, кислород, углекислота и азот. Охлаждение может быть контактным (когда газовая струя подводится непосредственно в зону резания) и бесконтактным (когда отвод тепла осуществляется за счет циркуляции сжиженных газов в теле инструмента).

    Особенно эффективно охлаждение газовыми средами с минусовыми температурами. Эффект создается не только за счет охлаждения зоны резания, но и за счет охлаждения обрабатываемого металла, что вызывает снижение его пластичности и снижение износа по передней поверхности инструмента.

    Эффективность газовых сред заключается не только в интенсивном охлаждении за счет высоких скоростей обдува зоны резания, но и в их способности выносить из зоны обработки мельчайшие частицы продуктов резания, что особенно важно при чистовой обработке хрупких материалов, например, чугуна.

    Твердые смазочно-охлаждающие смазки применяются в виде твердых пленок, наносимых на поверхность инструмента или обрабатываемой детали, а также в виде мелких частиц, добавляемых в СОЖ и в газообразные охлаждающие среды для улучшения их смазывающих свойств.

    Твердые пленки состоят из дисульфида молибдена, сульфида марганца или графита в сочетании с различными наполнителями и органическими смолами. Пластинчатые кристаллы этих материалов обладают высокой прочностью на сжатие, но малой прочностью на сдвиг, что в условиях резания приводит к их скольжению относительно друг друга с очень малым внутренним трением.

    Охлаждающий эффект таких покрытий невелик, но за счет снижения трения можно значительно увеличить стойкость инструмента. Например, использование никельфосфорных твердых покрытий на инструментах из быстрорежущих сталей позволяет на 20% увеличить производительность при обработке жаропрочных сталей.

    7.4. Влияние СОТС на стойкость инструмента

    В результате применения смазочно-охлаждающих технологических сред уменьшается сила и температура резания, увеличивается стойкость режущего инструмента, повышается точность обработки и улучшается качество обработанной поверхности.

    Степень влияния СОЖ на стойкость инструмента, прежде всего, определяется видом СОЖ. Водные эмульсии в большей степени снижают температуру в зоне резания, поэтому с точки зрения повышения стойкости их применение более эффективно.

    Однако эффект СОЖ зависит и от вида обрабатываемого материала. При обработке хрупких материалов (чугунов) тепловыделение всегда меньше, чем при обработке пластичных (сталей).

    Поэтому при резании чугуна применение СОЖ менее эффективно, чем при резании стали.

    По той же причине охлаждающее действие СОЖ при чистовой обработке с малыми сечениями проявляется слабее, чем при черновых режимах резания.

    Твердые сплавы обладают более высокой теплостойкостью, чем быстрорежущие стали, поэтому влияние СОЖ на их стойкость сказывается меньше, чем на стойкость инструментов из быстрорежущих сталей.

    Кроме того, следует отметить случаи, когда применение СОЖ является нежелательным. Например, при точении или шлифовании чугуна твердосплавным инструментом применение СОЖ не приводит к существенному увеличению стойкости. В то же время затрудняется уборка мокрой стружки из труднодоступных мест станка, что приводит к появлению коррозии.

    А охлаждение зубьев твердосплавной фрезы за время их прохода по воздуху приведет к большему перепаду температур, чем без охлаждения, что вместо повышения стойкости будет способствовать ускоренному трещинообразованию.

    Таким образом, выбор СОТС для конкретных условий обработки предполагает решение комплексной задачи, в которую обязательно входят в качестве исходных данных обрабатываемый материал, качество обработки, производительность и стойкость. А выбор СОЖ неотделим от выбора инструментального материала и режимов резания.

    Источник: https://pandia.ru/text/80/130/21698.php

    Подача СОЖ

    1.4. Методы подачи СОЖ в зону резания:  СОЖ могут по-разному подаваться в зону резания. Наиболее

    Точный подвод рабочей эмульсии к зоне резания:

    • в десятки раз продлевает срок службы токарного, фрезерного, сверлильного инструмента;

    • позволяет увеличивать скорость обработки металлов без ухудшения качества поверхностей, чем повышает производительность оборудования;

    • улучшает условия труда персонала;

    • сокращает затраты предприятия на закупку, эксплуатацию, утилизацию смазочно-охлаждающих материалов.

    Способы подачи СОЖ

    Рис.1-3

    Для подвода СОЖ в зону резания используются следующие способы:

    • свободный полив (Рис.1);

    • струйная либо аэрозольная подача под высоким давлением: внешняя – через форсунки (Рис.2), внутренняя – через инструмент (Рис.3).

    Свободный полив – самый простой из способов подачи СОЖ в зону резания, но не гарантирует ее попадание на контактную поверхность инструмента и заготовки, а образующаяся в зоне обработки «паровая подушка» существенно снижает эффективность смазки, охлаждения, дробления и эвакуации стружки (Рис.4).

    Рис.4-5

    Подача СОЖ под давлением обеспечивает интенсивный отвод тепла по всей линии реза и улучшает смазывающее, проникающее, стружкодробящее, моющее действие эмульсии (Рис.5).

     В зависимости от вида материала инструмента и заготовки, при токарной обработке металлов используется верхний и/или нижний подвод смазочно-охлаждающей жидкости к зоне резания (Табл.1).

    Табл.1

    Устройство системы подачи СОЖ

    Чаще всего металлорежущие станки оснащаются системой внешней подачи смазочно-охлаждающей жидкости (Рис.

    7), которая работает следующим образом: через всасывающую трубу 3 с приемным фильтром 2 эмульсия поступает из резервуара 1 в насос 4, откуда по нагнетательным трубопроводам 5 направляется в нужную точку.

    Краном 7 регулируется сила напора, шарнирные соединения трубопроводов 10 и сопло 8 обеспечивают точный подвод СОЖ к инструменту. При превышении допустимого давления в системе срабатывает перепускной клапан 6, в результате чего излишки жидкости по трубопроводу 9 сливаются в резервуар 1.

    Внутренний подвод смазочно-охлаждающей жидкости к зоне резания производится через переходные оправки для инструмента или шпиндель станка.

    Подача СОЖ через шпиндель

    Принцип работы системы подвода СОЖ через шпиндель состоит в подаче эмульсии под регулируемым напором через державку и каналы в инструменте (Рис.

    6) прямо на режущие кромки, за счет чего обеспечивается максимально эффективное охлаждение зоны обработки, надежное удаление стружки.

    Это делает возможным сокращение технологического цикла при одновременном продлении ресурса инструмента, чистовое сверление глубоких отверстий, применение скоростных технологий для обработки мягких, вязких металлов.

    При эксплуатации станка, оснащенного устройством подвода СОЖ через шпиндель, предъявляются особо жесткие требования к чистоте эмульсии – мелкая стружка, частицы пыли засоряют подводящие каналы. Поэтому одним из важнейших требований к рабочей жидкости является хорошая фильтруемость.

    Подбор насоса для подачи СОЖ

    Наиболее широко в системах охлаждения станочного инструмента используются вертикальные полупогружные (электродвигатель находится над уровнем жидкости, а помповый механизм погружается в нее) или погружные насосы. Главные критерии их выбора:

    • тип, вязкость и степень загрязненности эмульсии, размер загрязняющих частиц;

    • производительность (объем жидкости, прокачиваемый в единицу времени);

    • требуемое давление нагнетания;

    • диаметр трубопровода;

    • диапазон глубины погружения.

    Быстро подобрать насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости помогают специальные таблицы, например:

    При высокоскоростной токарной обработке, глубоком сверлении металлов нередко возникает проблема, как увеличить давление СОЖ на станке: из-за недостаточного напора она не попадает на поверхность реза, что может привести к поломке инструмента из-за перегрева, накопления стружки.

    Чтобы ее решить, следует произвести подбор насоса для подачи СОЖ по давлению с учетом свойств обрабатываемого материала (чем выше его вязкости и хуже теплопроводность, тем сильнее должен быть напор струи).

    Непрерывный подвод смазочно-охлаждающей жидкости в зону обработки с необходимым напором, под неизменным углом гарантируют станции высокого давления.

    Системы для подачи СОЖ своими руками

    Для подачи СОЖ способом полива на небольших станках отлично подходит подвешенная на стену кружка Эсмарха (лучше стеклянная – в нее можно заливать эмульсию на любой основе): гибкий шланг с наконечником направит поток в нужную точку, напор легко регулируется краником. Еще один вариант – просверлить в крышке пластиковой бутылки два отверстия, в одно из которых вставить медицинскую капельницу и протянуть ее через шарнирную трубку, с помощью которой производить подвод рабочей жидкости к месту максимального нагрева.

    Чтобы сделать своими руками систему подачи СОЖ под давлением, воспользуйтесь схемой на рис.7. Для ее монтажа вам понадобятся:

    • резервуар – емкость с плотно закрывающейся крышкой;

    • насос (лучше специализированный, хотя подойдет и помпа для автомобильной печки, стиральной машины);

    • подающий трубопровод (его можно собрать из сантехнической арматуры);

    • сетчатый фильтр;

    • фумка для уплотнения резьбовых соединений;

    • шарнирный шланг с соплом для оптимального подвода эмульсии к режущим кромкам инструмента;

    • запорно-регулировочный кран.

    Насос для СОЖ тоже можно сделать своими руками – в интернете несложно найти видеоинструкции на эту тему. Но не лучше ли купить недорогую китайскую помпу, чтобы скорее начать зарабатывать на заказах? Решайте сами.

    В этом ролике показано, как собрать устройство для подачи смазочно-охлаждающей эмульсии на токарный станок с ЧПУ:

    05.03.2019

    Источник: https://oilcool.ru/article/podacha_sozh/

    Scicenter1
    Добавить комментарий