lectures_resanie (533317), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Искусственно вводимые в зону резания среды могут быть жидкими, твердыми или газообразными.Наиболее часто в качестве внешних сред, благотворно влияющих на процессрезания и изнашивания режущих инструментов, издавна применяются различные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Первые исследования влияниясмазочно-охлаждающих жидкостей на процесс резания и качество обрабатываемой поверхности проведены в нашей стране в начале 20-го века.

По своемусоставу и виду основы смазочно-охлаждающие жидкости подразделяются натри группы: масляные жидкости, водные эмульсии минеральных масел и синтетические жидкости.Масляные СОЖ представляют собой минеральные масла, в которые добавлены антифрикционные, антиадгезионные, противозадирные и другие присадкии ингибиторы коррозии. Активными (режущими) присадками служат масла ижиры растительного и животного происхождения и вещества, содержащие фосфор, хлор, серу.

Общий объем присадок в масляных СОЖ может доходить до40%.Водные эмульсии минеральных масел приготавливаются из воды и эмульсолов. Содержание эмульсола в воде обычно бывает от 2 до 10%, в зависимости отвида выполняемой операции и напряженности режима резания. В состав эмульсолов входят: минеральное масло, эмульгаторы, ингибиторы коррозии, бактерицидные, антиизносные, антипенные и другие присадки. При смешивании эмульсола с водой образуется непрозрачная эмульсия молочно-белого цвета.Синтетические СОЖ представляют собой водные растворы водорастворимых полимеров, поверхностно-активных веществ (ПАВ) и ингибиторов коррозии.Смазочно-охлаждающие жидкости, подаваемые в зону резания, оказываютсмазочное, охлаждающее и моющее действия.

Роль и значение каждого из этихдействий зависят от вида операции механической обработки и свойств обрабатываемого и инструментального материалов.Моющее действие СОЖ заключается в образовании на мелких частицахстружки, нароста и продуктах износа адсорбционных пленок, препятствующихих слипанию. В результате частицы легко уносятся струей СОЖ, что приводит куменьшению абразивного износа режущего инструмента. Охлаждающее действие СОЖ проявляется, как в поглощении уже выделившейся теплоты, так и вустранении или уменьшении причин ее выделения.

Уменьшение температуры взоне резания и охлаждение режущего инструмента способствуют сохранениюрежущих свойств инструмента и износостойкости инструментального материала.Смазочное действие СОЖ заключается в образовании на трущихся поверхностях различных по своей физико-химической природе пленок, уменьшающихсилы трения и износ контактирующих поверхностей путем предотвращения илиограничения явлений адгезии и схватывания обрабатываемого материала с материалом режущего инструмента.В настоящее время мнение большинства исследователей склоняется к тому,что смазочное действие СОЖ является их основным и наиболее значимым действием во всем возможном диапазоне скоростей и температуры резания.Работами академика П.А. Ребиндера и его школы установлено, что совместно с внешнесмазочным действием адсорбционных пленок смазочноохлаждающие жидкости в определенных условиях могут оказывать “внутреннеесмазочное действие”.

Поверхностно-активные вещества, входящие в состав смазочно-охлаждающих жидкостей, проникают в зону деформации по плоскостямскольжения в отдельных зернах обрабатываемого металла и тем самым облегчают процесс пластической деформации срезаемого слоя. Продукты распада адсорбированных поверхностно-активных веществ внедряются в кристаллическую решетку наиболее деформированных зерен металла, переводя его в болеехрупкое состояние.

Такое охрупчивание приводит к уменьшению величиныпредельной пластической деформации срезаемого слоя перед разрушением иуменьшению работы резания.11.2. Проникновение внешней среды на поверхности контактарежущего инструмента с обрабатываемым материалом.Проявление благотворного влияния технологических сред на процесс резания и изнашивания режущего инструмента возможно лишь при условии проникновения их на поверхности контактаРис.11.1. Микрофотография корня стружки скалывания, полученного при точениистали 12Х18Н10Т.режущего инструмента с обрабатываемым материалом. При низких скоростях резания контакт режущего инструмента и обрабатываемого материала несплошной и вся зона его испещрена мельчайшими порами – капиллярами размером от долей микрометра до нескольких их десятков.

Периодическое торможение и остановка отдельных объемов срезаемого слоя металла на поверхностиинструмента вызывают образование вакуумных полостей, способствующихпроникновению смазочной жидкости или иной технологической среды в зонурезания и образованию смазочных слоев на поверхностях контакта режущегоинструмента с обрабатываемым материалом. Сказанное иллюстрируется микрофотографией корня стружки на рис.11.1., полученной при точении коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т резцом из быстрорежущей стали Р18. Посмотрите на эту уже знакомую вам фотографию с новой позиции оценки возможности проникновения среды в зону резания и на поверхности контакта инструмента с обрабатываемым материалом. Здесь видно, что отдельные элементы типичной стружки скалывания разделены между собой капиллярами, насквозь пронизывающими стружку на всю ее толщину, с прирезцовой стороны стружки рядомс каждымРис.11.2. Микрофотография сливной стружки стали 12Х18Н10Т.элементом видны вакуумные полости, ширина которых составляет примернотретью – четвертую часть ширины основания элемента стружки.

При образовании сливной стружки отдельные элементы ее слабо различимы, но капилляры вней видны достаточно четко, например, на фотографии рис.11.2. Вакуумные полости образуются также в результате частичного разрушения нароста.Рис.11.3. Корень стружки с наростом.Справа от основания нароста видна часть вершины нароста. Между основанием нароста, в передней его части, и обрабатываемым материалом образовалась вакуумная полость.На рис.11.3. и 11.4. представлены микрофотографии корней стружки с наростом.

Здесь видны вакуумные полости, образовавшиеся при отрыве или разрушении части вершины нароста сходящей по нему стружкой. Представленныефотографии убедительно показывают, наличие капилляров и полостей, которыеобразуются в процессе резания и, естественно, заполняются окружающей зонурезания технологической средой. Среда таким путем поступает на поверхностьконтакта инструмента с обрабатываемым материалом.Рис.11.4.

Нарост с разрушенной вершиной.Кроме того, при резании металлов низкочастотные колебания заготовки несовпадают по фазе с высокочастотными колебаниями инструмента, в результатечего поверхность контакта его с обрабатываемым материалом периодическистановится открытой для проникновения внешней среды на поверхности контакта режущего инструмента с обрабатываемым материалом. Это предположение поясняется схемой на рис.11.5.

Согласно этой схеме в какой-то текущиймомент, например, заготовка 1 и инструмент 2 в своих колебаниях движутсянавстречу друг другу, их контакт уплотняется, при этом условия проникновениявнешней среды ухудшаются. Однако, в какой-то следующий момент заготовка и инструмент идут в разные стороны, а в момент они перемещаются в однусторону, но с разными скоростями. Эти примеры показывают, что в разные моменты времени плотность контакта инструмента с обрабатываемым материаломразлична и достаточно велика вероятность полного нарушения контакта и образования открытых каналов для проникновения в них окружающей среды и образования смазочных слоев.Рис.11.

5. Схема колебательных движений заготовки 1 и режущего инструмента 2 впроцессе резания.Хотя механизм проникновения технологических сред в зону резания до настоящего времени остается предметом обсуждения, установленным является тотфакт, что СОЖ и другие среды, несмотря на громадные давления, проникают наповерхности контакта и существенно влияют на процесс резания и изнашиваниярежущего инструмента, Поскольку температура в зоне резания почти всегдавыше 100 oС, жидкость попадает на поверхности контакта не в обычном своемагрегатном состоянии, а в виде паров и отдельных частиц – молекул, их радикалов или ионов.Путем применения СОЖ можно существенно повысить экономичность механической обработки.

В некоторых случаях применение эффективной технологической среды является единственным техническим средством, обеспечивающим возможность нормального резания. Решение вопросов применения СОЖ идругих сред при резании металлов осуществляется двумя путями: синтезированием эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей и разработкой новыхспособов подачи их в зону резания, путем создания новых технологическихсред.Эффективность какой-либо технологической среды может оцениваться коэффициентом увеличения стойкости инструмента КТ, представляющим собойотношение стойкости режущего инструмента ТТ.С., при применении какой-тотехнологической среды или выбранного какого-то способа ее подачи, к стойкости режущего инструмента на той же технологической операции и при том жережиме резания, в среде атмосферного воздуха Твозд..Здесь видно, что чем эффективнее среда или метод ее подачи, тем большезначение этого коэффициента.Применение СОЖ обычно обеспечивает увеличение стойкости режущегоинструмента в 1,5 – 2,0 раза.

Соответственно этому и коэффициент увеличениястойкости имеет значения КТ = 1,5 – 2,0 в зависимости от химического состава,смазочно-охлаждающей жидкости и способа ее подачи в зону резания.Лекция 12. Способы и техника применения технологических средпри резании металловСмазочно-охлаждающие жидкости и другие средства могут подаваться в зону резания различными способами, различными устройствами в разном своемагрегатном состоянии: твердого тела, жидкости или газа.12.1. Подача смазочно-охлаждающей жидкости в зону резанияполивом свободно падающей струей.В практике машиностроения наиболее часто СОЖ подается в зону резанияполивом в виде свободно падающей струи.

На рис.12.1. представлен примерпрактической реализации схемы подачи СОЖ на токарном станке (вид сзади)Рис.12.1 Система подачи СОЖ на токарном станке.Смазочно-охлаждающая жидкость из емкости в левой тумбе станка насосомчерез гибкий шланг подается в трубопровод с пробковым краном и сопловымнасадком. Из сполового насадка СОЖ подается свободно падающей струей нарежущий инструмент и обрабатываемую деталь.Количество подаваемой в зону резания СОЖ регулируется с помощью пробкового крана. Использованная СОЖ стекает в корыто и сливается в емкость, кнасосу. Давление жидкости в магистрали ее подачи должно быть достаточнымдля подъема жидкости до уровня положения соплового насадка. Обычно ононаходится в пределах от 0,02 до 0,05 МПа и обеспечивается насосом.

Характеристики

Список файлов лекций