Технические науки/8.Обработка материалов в машиностроении

К.п.н. Сулейманов Р. И.

Крымский инженерно-педагогический университет, Украина

Обработка труднообрабатываемых материалов с использованием экологически безопасных СОТС

Современные смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) представляют собой, как правило, сложные многокомпонентные композиции, отвечающие комплексу требований к их технологическим и сопутствующим свойствам. Опыт передовых машиностроительных заводов показывает, что рациональное применение СОТС позволяет в 1,2-4 раза повысить стойкость инструмента, на 20-60 % форсировать режимы резания и на 10-50 % повысить производительность труда, одновременно уменьшая энергетические затраты при механической обработке.

В тоже время традиционно применяемые на территории Украины в обработке материалов СОТС, являются одним из главных загрязнителей окружающей среды.

Применение новых эффективных, экологически безопасных СОТС позволяет резко улучшить качество обработки и санитарно-гигиенические условия труда рабочих, а также в полной мере использовать широкие возможности современного автоматизированного оборудования и автоматических линий, особенно при обработке жаропрочных, жаростойких, коррозионностойких и других труднообрабатываемых сталей и сплавов.

В последнее время наблюдается тенденция применения СОТС на основе синтезированных животных жиров (СЖЖ). Однако применение СЖЖ, как самостоятельного СОТС, не достаточно изучено. В связи с этим нами проведено исследование влияния СЖЖ на процессы сверления и развертывания в труднообрабатываемых материалах.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

· определены силы резания, и крутящий момент при сверлении отверстия в нержавеющей хромоникелевой стали аустенитного класса 12Х18Н10Т;

· проведены замеры шероховатости полученных поверхностей после операции сверлении и развертывания;

· определен износ режущей кромки инструмента.

Объектом исследования являлся процесс механической обработки (сверление, развертывание) и эксплуатационные характеристики осевого инструмента.

Предметом исследования являлись многокомпонентные составы СОТС на основе СЖЖ и их влияние на процессы, проходящие при сверлении и развертывании.

Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями. Теоретический анализ проводился с целью определения влияния многокомпонентных СОТС на основе СЖЖ на износ режущих кромок осевого инструмента.

Анализ литературы показывает, что обработка нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, вследствие особенностей их физико-химических и механических свойств, сопровождается интенсивным износом режущей части инструмента и вследствие этого ухудшением качества поверхности. Стали этих групп характеризуются высокой степенью упрочнения в процессе стружкообразования, высокой вязкостью, склонностью к схватыванию. Теплопроводность нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов значительно меньше теплопроводности углеродистых сталей, поэтому в процессе резания возникают чрезвычайно высокие температуры, что в свою очередь способствует усиленному адгезионному и диффузионному износу.

Экспериментальная часть осуществлялась на основе разработанной методики и предусматривала получение результатов в процессе сверления и развертывании в труднообрабатываемых материалах.

Рассматриваемая нержавеющая сталь12Х18Н10Т склонна к упрочнению, и способна сохранять исходную прочность и твердость при повышенных температурах. Обработка резанием осуществлялась в сухую и с применением смазывающе-охлаждающих жидкостей МР-10 и Укринол-14 (серосодержащие и хлоросодержащие масляные СОЖ) и сопровождалась интенсивным износом режущего инструмента, что привело к высоким удельным нагрузкам на контактные поверхности инструмента в процессе резания. Малая теплопроводность этого материала, привела к повышению температуры в зоне контакта, а, следовательно, и активации явлений адгезии и диффузии, интенсивному схватыванию контактных поверхностей и разрушению режущей части инструмента.

Это вызывает необходимость использовать все возможные способы повышения стойкости осевого инструмента, а следовательно, и производительности механической обработки.

Применение при обработке многокомпонентных СОТС на основе СЖЖ, явилось наиболее простым и эффективным способом. Подача смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания методом техники минимальной смазки дала возможность достичь требуемых результатов по стойкости режущего инструмента и качеству обработанной поверхности.

Практическая ценность полученных результатов проведенных исследований определяется тем, что:

· предложенный способ получения отверстий в труднообрабатываемых материалах в среде СЖЖ подаваемой методом техники минимальной смазки (ТМС), снижает величину приложения сил при проведении операций сверления и развертывания;

· повышает качество обработанной поверхности и осуществляется в ходе выполняемой операции;

· не требует при внедрении особых материально-технических затрат.