Технические науки/ 8.Обработка материалов

К.т.н. Бергер Е.Э., Подзолкова Л.І.

Херсонский национальный технический университет, Украина

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩИХ СОТС НА СИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изучение механизма взаимодействия жидких и газовых сред с деформируемым металлом и разработка на этой основе новых эффективных смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) является важной и своевременной задачей. Наиболее экономичным решением этой задачи является увеличение скорости резания V, уменьшение параметров шероховатости обработанной поверхности при существенном снижении сил резания Рz и Рy. Это возможно осуществить введением в зону резания полимерсодержащих СОТС.

Зависимость силы Рz от глубины резания, подачи и скорости резания можно выразить степенной функцией:

Рz = 10 Ср t^Xpz S^Ypz V^npz ,

где Ср – коэффициент, характеризующий некоторые условия обработки (обрабатываемый материал и его физико-механические свойства, геометрия режущей части инструмента, смазочно-охлаждающее средство и др.).

Исследования проводились на сером чугуне СЧ 18-20. Обработка осуществлялась расточным резцом, оснащенным пластинкой твердого сплава ВК8 при варьировании глубины резания от 0,5 мм до 1 мм.

За основу принят принцип относительного сравнения сил резания Рz при обработке серого чугуна без СОТС, и с введением полимерсодержащих СОТС в зону резания. Каждый эксперимент начинался без СОТС для постоянного контроля калибровки динамометра и фиксации базовой точки в линейной зоне его работы; а заканчивался продолжением обработки той же поверхности на тех же режимах без остановки, с введением в зону резания полимерсодержащей СОТС. Лучший результат показала подача полимерсодержащей СОТС в зону резания под давлением, в виде газообразной смеси с содержанием ПАВ, перед режущей кромкой расточного резца.

Ниже представлены графики зависимости сил резания от режимов резания при чистовом растачивании резцом при обработке всухую и со смазыванием полимерсодержащей СОТС, находящейся под давлением.

Рис.1. Влияние глубины резания на силу резания Рz при чистовом растачивании чугуна СЧ 18-20: пунктирные линии - всухую; сплошные - с применением полимерсодержащей СОТС.

Рис.2. Влияние подачи на силу резания Рz при чистовом растачивании чугуна СЧ18-20: пунктирные линии - всухую; сплошные - с применением полимерсодержащей СОТС.

Рис.3. Влияние скорости резания на силу резания Рz при чистовом растачивании чугуна СЧ 18-20: пунктирные линии - всухую; сплошные - с применением полимерсодержащей СОТС.

При определении значений Ср, Xp, Yp, np использовался графоаналитический метод. По результатам первой части экспериментов (когда переменной была глубина резания) в полулогарифмических координатах определялась зависимость сил Рz и Pу от глубины резания с использованием полимеров ; по результатам второй части (когда переменной была подача) определялась зависимость силы Рz и Pу от подачи ; и наконец, по результатам третьей части экспериментов определялась зависимость силы Рz и Pу от скорости резания.

Проведенные исследования показали, что под влиянием полимера наблюдается снижение составляющих сил резания при чистовом растачивании серого чугуна СЧ 18-20, достигающее до 25%.

Также предлагается в качестве присадок к СОТС использовать высокомолекулярные соединения, которые при деполимеризации образовывали бы атомарный водород, углеводородные газообразные вещества и углеродный пирополимерный остаток.