Технические науки/8.Обработка материалов в машиностроении

К.п.н. Сулейманов Р.И.

Крымский инженерно-педагогический университет, Украина

Повышение эффективности процесса резьбонарезания на основе использования многокомпонентных составов СОТС

Развитие металлообработки тесным образом связано с созданием новых высокоэффективных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), так как в ряде случаев без применения смазки процесс резания невозможен. Указанное положение относится к обработке резанием высокопрочных сталей и сплавов, широко применяемых в таких отраслях машиностроения, как авиационная и ракетная техника, нефтехимическая промышленность, энергетическое машиностроение. Применение в промышленности новых марок легированных (жаростойких, жаропрочных, коррозионностойких) сталей и сплавов тормозится в настоящее время из-за отсутствия эффективных составов смазывающее охлаждающих жидкостей, так как существующие масла и эмульсии, разработанные, применительно к резанию конструкционных сталей в большинстве своем оказываются непригодными.

В современных процессах обработки металлов резанием, изготовление внутренней резьбы занимает особое место. Резьба является наиболее распространенным элементом корпусных деталей машин, в которых иногда насчитывается до сотни резьбовых отверстий.

На эффективность процесса нарезания резьбы оказывают влияние многие факторы:

· используемое оборудование и методы образования резьбы;

· физико-химические свойства обрабатываемого материала;

· режимы резания;

· стойкость инструмента;

· геометрические параметры и конструкция инструмента;

· используемые СОТС;

· тепловые явления в зоне резания;

· покрытие инструмента и т.д.

Теория и практика резания металлов располагают большим арсеналом средств улучшения обрабатываемости, одним из которых в последнее время является использование СОТС на основе синтезированных животных жиров (СЖЖ). Однако применение СЖЖ, как самостоятельного СОТС в процессах образования резьбы не достаточно изучено. В связи с этим нами проведено исследование влияния СЖЖ на процессы нарезания внутренней метрической резьбы в труднообрабатываемых материалах.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

· определены силы резания, и крутящий момент при нарезании резьбы в предварительно подготовленном отверстии в нержавеющей стали 12Х18Н10Т;

· проведены замеры шероховатости полученных поверхностей;

· определен износ метчика по задней поверхности.

Предметом исследования являются многокомпонентные составы СОТС на основе СЖЖ и их влияние на процессы, проходящие при нарезании резьбы машинным метчиком.

Достижение цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями. Теоретический анализ проводился с целью определения влияния многокомпонентных СОТС на основе СЖЖ на стойкость метчика. Имеющиеся в литературе статистические данные говорят о том, что вопросы стойкости машинных метчиков при использовании многокомпонентных СОТС на основе СЖЖ систематически не изучены и носят в основном случайный характер.

Экспериментальная часть осуществлялась на основе разработанной методики и предусматривала получение результатов в процессе нарезания

внутренней резьбы в нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Нарезание резьбы осуществлялось с применением рапсового масла, минерального масла марки Shell Garia 404 и многокомпонентной СОТС на основе СЖЖ.

Результаты пересчета полученных данных в специальной компьютерной программе, указывают на то, что используемые технологические среды подаваемые методом техники минимальной смазки (ТМС), обуславливают снижение окружной силы Рz и крутящего момента Мкр (таблица1).

Таблица 1.

Сравнительный анализ влияния многокомпонентных СОТС

Измерения величины износа метчика по задней поверхности производились с помощью инструментального микроскопа модели «UWM» фирмы Mitutoyo, а значение шероховатости (параметр Ra) определялось с помощью портативного измерителя шероховатости профилометра TR 200.

Результаты исследований подтверждают наше предположение о том, что вследствие образования новых химических соединений в среде СЖЖ, за счет их смазывающего и охлаждающего действия, снижение износа метчика по задней поверхности проходит более эффективно по сравнению с остальными средами. Дозированная подача СЖЖ в зону резания способствует снижению работы трения и температуры резания, а также уменьшает длину контакта инструмента со стружкой, что положительно влияет на качество получаемой поверхности.