ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭКОЛОГИЗИРОВАННОГО ПРИМЕНЕНИЯ СОЖ ПРИ ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ Худобин, Е.М. Булыжев) из "Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием Справочник " Проблемы выбора СОТС для абразивной обработки. Все многообразие процессов абразивной обработки можно свести к трем принципиальным схемам 1) обработка инструментами с жестко закрепленными абразивными зернами (кругами, сегментами, брусками). По этой схеме работает подавляющее большинство современных шлифовальных, хо-нинговальных и суперфинишных станков 2) обработка инструментами, в которых абразивные зерна закреплены на упругоэластичном основании (эластичных кругах, лентах и др.) 3) обработка незакрепленным (свободным) абразивом - притирка, доводка [1, 50, 53, 55 и др.]. [c.286] В процессах абразивной обработки зерна циклически испытывают силовое, тепловое и химическое воздействия, в результате которых они подвергаются следующим видам изнашивания и затупления истиранию с элементами микроскалывания и адгезионных и диффузионных взаимодействий с металлом заготовки и внешней средой с образованием площадок износа на вершинах микроскалыванию вершин режущих кромок с образованием новых острых кромок, что характерно для наиболее хрупких абразивных материалов (карбида бора, кубического нитрида бора, синтетических и натуральных алмазов) разрушению (раскалыванию) на несколько частей и вырыванию из связки. [c.286] При абразивной обработке в той или иной мере всегда присутствуют все перечисленные виды изнашивания зерен. Преобладание какого-либо одного вида изнашивания зависит от физико-химических свойств зерен, прочности их удержания связкой инструмента, силовых и тепловых нагрузок, действующих на зерна, состава СОТС и его расхода, а также от других факторов, определяющих характер контактного взаимодействия при обработке. Вид преобладающего изнашивания определяет режим работы абразивного инструмента. [c.286] Режим работы абразивного инструмента с преимущественным затуплением характеризуется образованием площадок износа на вершинах зерен и налипанием на них металла (засаливание инструмента), микроскалыванием и незначительным разрушением зерен. При этом размерный износ круга невелик, что является необходимым условием большинства операций точного шлифования, хонингования и суперфиниширования и в значительной степени определяется составом СОТС, находящегося в зоне контакта зерна с заготовкой. Причем количество проникшего в эту зону СОТС зависит в основном от двух факторов скорости резания и вида контакта абразивного инструмента с заготовкой (линейного, поверхностного, точечного). Установлено [7, 22], что если при давлении до 0,1 МПа жидкости, транспортируемой в зону обработки, электрокорунд проявляет способность к макроскопически заметной пластической деформации лишь при температуре около 1250 К, то при давлении 0,25 МПа он течет уже при нормальной температуре. [c.287] Следует также учитывать, что с повышением температуры до 1073... 1273 К (средней контактной температуры шлифования стальных заготовок кругами на керамических связках) теплопроводность алмаза, электрокорундов и большинства других твердых тел резко снижается [8, 39]. Недостаточный расход СОТС через зону обработки и неправильно выбранный ее состав могут быть причиной уменьшения твердости абразивного зерна, что коренным образом изменит характер его износа. [c.287] Эффективность СОТС на операциях абразивной обработки зависит от многих факторов физико-химических свойств и уровня обрабатываемости абразивными инструментами материала заготовки ее размеров и формы требуемых размеров и качества детали (на последней операции технологического процесса ее изготовления) или заготовки, в том числе качества поверхностного слоя материала конструктивных параметров и состояния технологического оборудования (станка) и технологической оснастки типоразмера и характеристики абразивного инструмента состава и физико-химических свойств СОТС, технологии и техники его применения и др. Следует учитывать также универсальность СОТС (возможность его рационального применения на различных операциях обработки заготовок резанием), его эксплуатационные и санитарно-гигиенические свойства, экономические, экологические и другие показатели. [c.287] Естественно, разработать рекомендации по выбору СОТС, учитывающие все эти факторы, практически невозможно. В известных рекомендациях [1, 10, 16, 24, 30, 34 - 36, 40, 47, 51, 57] выбор СОЖ для операций абразивной обработки поставлен, как правило, в зависимость от двух факторов - материала подлежащей обработке заготовки и вида обработки резанием, причем оба фактора задают обычно в самой общей форме. Так, материалы заготовок разделяют на группы чугуны, конструкционные углеродистые и низколегированные стали, конструкционные высокопрочные стали, коррозионно-стойкие стали и др. Между тем, понятно, что при современном многообразии марок чугунов или, тем более, сталей в каждую такую группу попадут многие десятки материалов, уровень обрабатываемости которых резанием далеко неоднозначен. Следовательно, и технологическая эффективность одного и того же СОТС при обработке заготовок из различных материалов одной группы обрабатываемости может быть существенно различной. Точно также обстоит дело и со вторым фактором - видом обработки резанием, поскольку, например, условия выполнения шлифовальных операций далеко неодинаковы в плане эффективности СОТС. [c.288] В некоторых литературных источниках группы материалов заготовок сформированы по уровню их обрабатываемости шлифованием [19, 27]. Следует отметить, что классификация материалов по обрабатываемости шлифованием была разработана в 60 - 80-е годы XX века [1, 19, 27 и др.] на основе обобщения экспериментальных данных по шлифованию заготовок из различных материалов с подачей поливом к зоне обработки одной и той же простейшей СОЖ типа 3...5 %-ной эмульсии ЭГТ или 3 %-ного водного раствора кальцинированной соды с добавками нитрида натрия или триэтаноламина. Применение других СОТС и техники их подачи в зону обработки может существенно деформировать известную классификацию материалов по обрабатываемости шлифованием. А это еще более осложнит выбор СОТС для определенных условий выполнения шлифовальных и других технологических операций. [c.288] Примечания. 1. За базу для сравнения приняты результаты испытаний 3 %-ной эмульсии Укринол-1м, подаваемой к зоне шлифования поливом. [c.289] Круг правили перед обработкой партии заготовок из одной и той же стали, которые шлифовали до конца периода стойкости шлифовального круга, определяемого по моменту появления огранки обрабатываемой поверхности заготовки. Цикл шлифования состоял из следующих этапов врезание, установившийся процесс шлифования со съемом припуска 0,85 мм, выхаживание в течение 5 с, быстрый отвод круга от заготовки. [c.290] Дополнительная подача СОЖ через клиновые полуоткрытые насадки, особенно с наложением УЗ-колебаний, позволяет существенно увеличить период стойкости Тс. При этом шероховатость шлифованных поверхностей изменялась незначительно. Очевидно, что в этом случае потенциальные возможности СОЖ используются более полно, о чем свидетельствует значительно меньшая теплосиловая напряженность процесса шлифования [13, 14, 16,45]. [c.290] Результаты проведенных испытаний свидетельствуют об условности разделения материалов по обрабатЁшаемости шлифованием с применением СОЖ, поскольку при шлифовании заготовок из сталей одной группы шлифуемости по действующей классификации [19, 27] наблюдался, как правило, достаточно большой разброс значений показателей эффективности обработки. [c.290] Присутствие в СОЖ химически активных присадок, улучшающих ее смазочные свойства, позволяет уменьшить скорость изнашивания, затупления и засаливания шлифовального круга, уменьшить теплосиловую напряженность процесса обработки, снизить уровень и темп роста колебаний силы шлифования и технологической системы, улучшить качество поверхностей шлифованных деталей. При оптимальном сочетании смазочных и охлаждающих свойств СОЖ уменьшается термоусталостное изнашивание абразивных зерен, создается возможность избежать дефектов поверхностных слоев деталей из коррозионно-стойкий сталей. [c.291] Чтобы предотвратить или существенно уменьшить засаливание круга, СОЖ, предназначенные для шлифования заготовок из коррозионно-стойких сталей, должны осуществлять интенсивное моющее действие. Особенно важным является моющее действие СОЖ при шлифовании кругами из сверхтвердых материалов, когда размещение стружки на их рабочей поверхности затруднено, а засаливание и изнашивание круга протекают особенно интенсивно. [c.291] В связи с высоким уровнем вибраций технологической системы и интенсивным нарастанием их во времени СОЖ, применяемые при шлифовании заготовок из коррозионно-стойких сталей, должны обладать хорошими демпфирующими свойствами (высокой динамической вязкостью). Однако следует учитывать, что увеличение вязкости жидкости приводит к росту гидродинамической составляющей силы шлифования и может отрицательно повлиять на точность формы шлифованных деталей. [c.291] При шлифовании заготовок из этих сталей используют СОЖ всех классов (эмульсионные, полусинтетические, синтетические, масляные). Для обеспечения хороших функциональных действий в их состав вводят химически активные компоненты (для усиления смазочных свойств) и поверхностно-активные вещества (в основном для усиления моющих свойств). [c.291] В УлГТУ в течение многих лет проводятся системные испытания СОЖ при шлифовании заготовок из различных материалов. Ниже представлены некоторые данные по шлифованию заготовок из коррозионно-стойких сталей с подачей СОЖ, перечисленных в табл. 6.2, поливом [5, 9, 15,40,41,42,44, 49]. [c.291] Высокую технологическую эффективность при скоростном шлифовании заготовок из стали 20X13 показала масляная СОЖ ОСМ-1 ( 20). Установлено также, что при скоростном шлифовании эффективные водные СОЖ по некоторым показателям приближаются к масляным жидкостям. Так, 10 %-ная эмульсия Аквол-6 лишь на 30 % уступает по периоду стойкости шлифовального круга масляной СОЖ ОСМ-1, Применение масляной СОЖ ОСМ-1 при шлифовании закаленных заготовок из стали 12Х18Н9Т позволило увеличить период стойкости кругов из электрокорунда 24А в 2,5 раза, а кругов из монокорунда 44 А в 10 раз и более по сравнению с 3,,,5 %-ными эмульсиями. [c.293] При увеличении вязкости применяемой СОЖ последовательной заменой масел И-5А, И-8А, И-20А, И-40А, имеющих примерно одинаковые смазочные и различные демпфирующие свойства, в 1,5 раза уменьшилась амплитуда колебаний заготовок. При использовании вместо водной СОЖ 1 масляной (И-20А с 3 % дисульфида молибдена) амплитуда колебаний уменьшилась в 1,8 раза. Увеличение вязкости применяемой СОЖ обеспечило возможность существенного уменьшения времени выхаживания, необходимого для обеспечения заданных значений параметров шероховатости шлифованной поверхности. [c.294] Вернуться к основной статье