Средств на процесс резания

Цель применения смазывающе-охлаждающих технологических средств (СОТС) – снижение изнашивания режущего инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности и повышение производительности труда. Достичь это можно направленным воздействием на элементарные физико-механические и механохимические процессы, протекающие при резании металла, путем надлежащего выбора СОТС и регулирования условий подачи СОТС в зону резания.

Существующие СОТС, применяемые при резании, делятся на смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ), газообразные вещества, включающие газы, пары поверхностно активных веществ, распыленные жидкости и пены, и твердые смазывающие вещества.

На практике при механической обработке материалов наибольшее распространение получили СОЖ.

Основными требованиями, предъявляемыми к СОЖ, являются: снижение трения контактных поверхностей инструмента и заготовки, охлаждение составляющих системы СПИД.

Физическая природа смазки при резании значительно отличается от механизма смазки деталей машин. При резании толщина смазывающей пленки соизмерима с размерами молекул, поэтому для активизации смазочного воздействия в СОЖ вводят химически активные вещества, такие как сера, фосфор, хлор, йод и т.д. Под действием высоких температур и давлений эти добавки образуют с материалами контактных поверхностей соединения, снижающие трение. Кроме смазывающего эффекта СОЖ должны обладать высокой теплопроводностью и объемной теплоемкостью, значительной скрытой теплотой параобразования и низкой вязкостью. На эффективность охлаждения смазывающе-охлаждающих жидкостей влияет также метод подвода их в зону резания.

Все существующие в производстве СОЖ можно разделить на несколько групп:

- водные растворы мыл, масел и минеральных электролитов, эмульсии;

- минеральные и растительные масла, минеральные масла с добавками фосфора, серы и хлора, сульфофрезолы, олеиновая кислота, четыреххлористый углерод и др.;

- керосин и растворы поверхностно активных веществ в керосине, керосин с добавками растительных масел;

- масла и эмульсии с добавками твердых смазочных веществ.

Как уже отмечалось, эффективность действия СОЖ зависит от метода подвода их в зону резания. В производстве получили распространение такие методы как метод охлаждения свободно падающей струей, метод высоконапорного охлаждения и метод внутреннего охлаждения инструмента.

Метод охлаждения свободно падающей струей весьма прост. Однако при использовании данного метода имеет место большой расход СОЖ (8…12 л/мин) и ее разбрызгивание. Кроме того, недостатком данного метода является низкое смазочное действие. При высоконапорном охлаждении жидкость в зону резания можно подавать тонкой струей с большой скоростью со стороны задней поверхности инструмента и непосредственно под стружку. Вместе с тем применение данного метода требует использования специального оборудования, организации тщательной очистки СОЖ и применения специальных защитных устройств в связи с сильным разбрызгиванием СОЖ. Внутреннее охлаждение режущих инструментов применяют при обработке малопластичных, жаропрочных сталей и сплавов. Использование данного метода позволяет исключить вредное воздействие СОЖ на человека, но требует ее охлаждения.

Во всех случаях при организации подвода СОЖ необходимо:

- подавать СОЖ как можно ближе к зоне резания;

- обеспечить максимальный распыл СОЖ;

- по возможности снизить температуру подводимой СОЖ;

- обеспечить одновременно охлаждение всех зон резания (при многоинструментальной обработке).

Правильное применение смазывающе-охлаждающих жидкостей позволяет повысить производительность обработки резанием в 2…3 раза, а стойкость инструментов в 8…10 раз.