Смазочно охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием

Обновлено: 18.05.2024

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Кущева М. Е., Клауч Д. Н., Кобелев О. А.

В статье рассмотрены принципы выбора смачно-охлаждающих технологических сред для обработки металлов резанием . Рациональное применение эффективных СОТС является важным фактором повышения производительности и качества обработки металлов. Эффект от действия СОТС зависит от их рационального выбора с учетом конкретных условий резания , преобладающего вида износа инструмента, инструментального и обрабатываемого материала. В ГНЦ РФ ОАО НПО “ЦНИИТМАШ” проведен комплекс работ по испытаниям широкой номенклатуры СОТС и разработаны рекомендации по их применению.

Principles of selection of cutting technological mediums for metal cutting

The article considers the principles of selection of cutting technological mediums for metal cutting . Rational use of effective cutting fluid is an important factor in improving of productivity and quality of metal working. Effect of cutting fluid depends on the rational choice of the specific conditions of the cutting , the predominant type of tool wear and tool and base material. In PJSC RPA “CNIITMASH” a complex of works on testing of a wide range of cutting fluids was carried out and recommendations for their use were developed

Текст научной работы на тему «Принципы выбора смазочно-охлаждающих технологических сред для обработки металлов резанием»

3. Исследование обрабатываемости стали 75ХГФС/ Р.Б. Волков, А.В, Голобоков, В.А. Кузнецов, А.А. Черепахин: Известия МГТУ «МАМИ», 2012, т. 2, № 2 (14) - с. 51-55.

Принципы выбора смазочно-охлаждающих технологических сред для

обработки металлов резанием

к.т.н. Кущева М.Е., к.т.н. Клауч Д.Н., д.т.н. Кобелев О.А.

Ключевые слова: смазочно-охлаждающие технологические среды, резание, испытания, рекомендации по применению

Применение эффективных СОТС является важным фактором интенсификации процесса резания и обеспечения высокого качества поверхностного слоя обрабатываемых деталей.

За счет рационального выбора СОТС обеспечивается: повышение производительности обработки; увеличение стойкости режущего инструмента; улучшение качества поверхностного слоя за счет снижения шероховатости, формирования остаточных напряжений сжатия; повышение точности обработки в результате снижения интенсивности износа инструмента, уменьшения температурных деформаций заготовки, инструмента, элементов оборудования; эвакуация стружки из зоны резания, что особенно необходимо при обработке глубоких отверстий; улучшение санитарно-гигиенических условий труда и экологии окружающей среды; сокращение себестоимости производства за счет увеличения производительности и снижения расходов на режущий инструмент.

Эффективность действия СОТС при лезвийной обработке зависит от их рационального выбора с учетом влияния охлаждающего и смазочного действия СОТС на механизмы пластической деформации в зоне резания, изнашивания инструмента и образования микронеровностей.

Следует учитывать, что зависимости стойкости инструмента от скорости резания имеют немонотонный характер (рисунок 1).

Температура резания мало влияет на интенсивность износа инструмента. В этих условиях основную роль играет смазочное действие СОТС.

При использовании СОТС на поверхностях контакта режущего инструмента с обрабатываемым материалом образуются разделительные пленки, что вызывает снижение сил адгезии и уменьшение размеров и устойчивости нароста.

Уменьшение сил адгезии приводит к снижению интенсивности износа твердосплавного инструмента, так как твердый сплав имеет низкое сопротивление растягивающим напряжениям. Уменьшение размеров нароста может привести к увеличению интенсивности износа быстрорежущего инструмента вследствие ослабления защитной роли нароста. В связи с этим для быстрорежущего инструмента в зоне низких скоростей резания наиболее эффективными являются СОТС с умеренной смазочной активностью, которые не ослабляют в значительной мере защитное действие нароста, а для твердосплавного инструмента наиболее эффективны самые активные СОТС, уменьшающие силы адгезии.

Рисунок 1. Зависимость стойкости инструмента от скорости резания

На рисунке 2 показано влияние СОТС на стойкость быстрорежущего и твердосплавного инструмента при точении жаропрочного сплава на никелевой основе ЭИ893 при применении жидкостей с различным содержанием активных присадок.

Рисунок 3. Влияние скорости

резания на шероховатость обработанной поверхности при работе с различными СОТС: 1 - всухую; 2 - умеренно активная СОТС; 3 - активная СОТС

Скорость резания: м мин

Рисунок 2. Влияние СОТС на стойкость быстрорежущих и твердосплавных резцов при точении заготовок из жаропрочного сплава на никелевой основе ЭИ893 ($=0,2 мм/об; t = 1,5 мм): быстрорежущие резцы (1 - СОТС с высоким содержанием присадок; 2 - воздух; 3 - СОТС с

умеренным содержанием присадок); твердосплавные резцы: (4 - воздух; 5 - СОТС с высоким содержанием присадок)

Из графика видно, что применение сильнодействующей СОТС в зоне низких скоростей резания до 10 раз снизило стойкость быстрорежущего инструмента и до двух раз повысило стойкость твердосплавного инструмента.

Влияние СОТС на шероховатость поверхности при точении в широком диапазоне скоростей резания представлено на рисунке 3. В зоне низких скоростей резания при интенсивном наростообразовании применение наиболее активных СОТС приводит к значительному уменьшению нароста и, как следствие этого, к снижению шероховатости обработанной поверхности.

Таким образом, при выборе рациональной СОТС следует учитывать ее влияние как на стойкость, так и на шероховатость поверхности, особенно при работе быстрорежущим инструментом в зоне низких скоростей резания.

Следует выбирать среду, которая, обеспечивая требования шероховатости поверхности, повышает стойкость инструмента.

При выборе СОТС необходимо учитывать характер процесса резания.

В условиях прерывистого резания твердосплавным инструментом с высокими скоростями использование СОТС на водной основе может привести к повышению интенсивности износа и разрушению инструмента вследствие увеличения циклических термических напряжений.

В связи с этим, при прерывистом резании твердосплавным инструментом в случае необходимости следует применять пластичные или твердые смазки.

В некоторых случаях, например, при фрезеровании жаропрочных сплавов как твердосплавным, так и быстрорежущим инструментом, целесообразно применение СОЖ на водной основе с активными присадками.

Исследование влияния пластичных смазок на стойкость твердосплавного инструмента при фрезеровании заготовок из жаропрочного сплава привело к выводу, что максимальный эффект от действия смазок проявляется в условиях резкого выхода режущих кромок из металла, при этом стойкость твердосплавного инструмента повышается до 10 раз по сравнению с работой без СОТС. При работе с плавным выходом эффект несколько снижается, что связано с уменьшением адгезионного износа вследствие уменьшения максимальных давлений в момент плавного выхода. Однако и в этом случае использование смазок позволяет до 5 раз повысить стойкость твердосплавных фрез (рисунок 4).

6 5 10 12 18 2А 30 36 Скорость резания, м мин

Рисунок 4. Влияние СОТС на стойкость твердосплавного инструмента при торцовом фрезеровании заготовок из жаропрочного сплава ЭИ893 в условиях резкого и плавного выхода режущих кромок из металла (»г = 0,2 мм/зуб; Т =1,5 мм; В = 45 мм): резкий выход: (1 - воздух; 2 - пластичная смазка); плавный выход (5 - пластичная смазка; 4 - воздух).

В ГНЦ РФ ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" проведены испытания широкой номенклатуры СОТС при резании труднообрабатываемых жаропрочных и тугоплавких материалов и разработаны рекомендации по рациональному применению СОЖ и смазок на различных операциях механической обработки конструкционных материалов в условиях непрерывного и прерывного резания быстрорежущим и твердосплавным инструментом (1-4).

Применение новых конструкций режущего инструмента и смазочно-охлаждающих сред в энергомашиностроении / Клауч Д.Н., Кущева М.Е.: Энергомашиностроение. 1986. №7. с. 47-48.

Эффективность новых смазочно-охлаждающих технологических сред при резании труд-

нообрабатываемых материалов / Кущева М.Е., Блинкова Т.Ю.: Труды ЦНИИТМАШ. №196. 1986. с. 64-68.

3. Рекомендации по применению смазочно-охлаждающих сред при резании металлов в энергомашиностроении / Кущева М.Е.: М. НИИ ЭИНФОРМэнергомаш, 1985. - с.32

4. Рациональное применение смазочно-охлаждающих сред при обработке сталей лезвийным инструментом / Ташлицкий Н.И., Кущева М.Е.: Вестник машиностроения. 1976. №12. с. 73-75.

Обработка торцевых канавок на деталях автомобиля

д.т.н. Гречишников В.А., Пивкин П.М.

Аннотация. В статье предложен подход к проектированию резцовых головок уникальной формы, имеющих возможность обрабатывать группу канавок на широком диапазоне диаметров и углов наклона образующей канавки относительно перпендикуляра к оси.

Ключевые слова: канавка, резцовая головка, интерференция, угол наклона Подшипники, уплотнители, сальники повсеместно распространены во всех областях машиностроения, особо важное значение они имеют в автомобильной промышленности. Для их базирования в деталях машин применяются торцевые канавки, также существуют канавки с коническими образующими, применяемые для крепления деталей машин между собой; также примером канавок с конической образующей может служить канавка для сохранения постоянного профиля резьбы (рисунок 1).

Рисунок 1. Типовые детали с торцевыми канавками и канавками с конической

Для обработки торцевых канавок и канавок с конической образующей используется специализированная конструкция резцовых головок, имеющая дуговую форму (рисунок 2).

Проблематикой данного типа операций является врезание резцовой головки в обрабатываемую поверхность канавки. В дальнейшем будем называть этот процесс интерференцией рабочих поверхностей инструмента.

Интерференция происходит вследствие того, что кривизна поверхности по большему диаметру канавки превышает кривизну резцовой головки по внешней поверхности, а так же в обратном случае - если кривизна резцовой головки по внутренней поверхности превышает кривизну поверхности канавки по меньшему диаметру.

Поэтому для обработки группы канавок на широком диапазоне диаметров необходимо применять набор различных типоразмеров резцовых головок.

В результате чего проектирование и отработка технологии производства резцовых го-

Энтелис Э.М. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием

Справочник/Под ред. С. Г. Энтелиса, Э. М. Берлинера. —М.: Машиностроение,
1986. 352 с, ил.
Приведены функциональные свойства смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) и методы их контроля, современная номенклатура СОТС, сведения по взаимозаменяемости COTC и технологии их производства. Рассмотрены принципы выбора и производственный опыт применения СОТС для обработки конструкционных материалов, в том числе труднообрабатываемых материалов со специальными свойствами. Большое внимание уделено технике применения СОТС, а также продлению сроков их службы за счет использования моюще-дезинфицирующих составов и биожиров. Даны практические рекомендации по защите окружающей среды.

Древаль А.Е., Скороходов Е.А., Агеев А.В. и др. Краткий справочник металлиста

формат djvu, txt
размер 9.63 МБ
добавлен 07 июня 2009 г.

4-е изд. перераб. М.: Машиностроение, 2005. - 960 с.: ил. Приведены сведения по расчёту технологических размеров заготовок, основам взаимозаменяемости, методам и средствам контроля, материалам, металлорежущим станкам, токарной обработке, обработке отверстий осевым инструментом и другим видам обработки металлов резанием, электрофизическим и электрохимическим методам обработки, слесарным работам и сборке. Также изложены сведения по технологичности.

Есов В.Б. Курс лекций Механическая обработка

формат pdf
размер 705.54 КБ
добавлен 16 февраля 2011 г.

Механическая обработка. Курс лекций. 2009. 27 с., ил. Приведены лекции, прослушанные студентами третьего курса МГТУ им. Баумана по курсу ТКМ "Механическая обработка". Кратно изложены технологичные методы обработки материалов, рассмотрены физические процессы, происходящие в процессе обработки резанием. Содержится информация про смазывающие охлаждающие жидкости. Приведены краткие сведения по инструментальным материалам. Для студентов третьего курса.

Малов А.Н. Справочник технолога-машиностроителя 1 и 2 том

формат djvu
размер 21.58 МБ
добавлен 28 апреля 2009 г.

Под ред. Малова. –М.: Машиностроение,1973. –695с. + 598с. В справочниках приведены сведения по оборудованию, приспособлениям и инструментам для обработки металлов резанием, пластическим деформированием и элетрофизическими методами, по режимам резания, допускам и посадкам, средствам измерения, технико-экономическому обоснованию технологических процессов и т. д. В третье издание включены более полные сведения о режимах резания. Справочник предназна.

Минаев А.М. Обработка металлов резанием

формат pdf
размер 1004.57 КБ
добавлен 15 октября 2008 г.

Изд-ва: ТГТУ, Тамбов, 2005 г., - 96 стр. Отличное пособие. Дана краткая теория основных видов обработки металлов резанием, представлены лабораторные работы и индивидуальные задания по разработке технологического процесса обработки деталей резанием. Изложено доступно, много поясняющих рисунков.

Никитенко В.М., Курганова Ю.А. Технологические процессы в машиностроении: Текст лекций

формат pdf
размер 2.11 МБ
добавлен 23 ноября 2010 г.

Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 213 с. Пособие содержит ряд разделов, необходимых для ознакомления студентов с конструкционными материалами, которые служат для изготовления машин и других технических изделий. В пособии рассмотрены технологические способы производства черных и цветных металлов, изготовление заготовок и деталей машин из металлов и неметаллических материалов литьем, обработкой давлением, сваркой, резанием и другими способами. Для студенто.

Орнис Н.М. Основы механической обработки металлов

формат djvu
размер 4.27 МБ
добавлен 01 июня 2011 г.

М.: «Машиностроение», 1968. - 230 с. В учебном пособии изложены основы механической обработки металлов резанием и давлением, технология обработки на металлорежущих станках и холодной штамповки применительно к деталям приборов. Рассмотрены конструкции основных типов металлорежущих инструментов и станков, применяемых в приборостроении. Приведены данные о технологичности конструкций деталей приборов, возможностях и точности металлорежущего оборудов.

Панов А.А. и др. Обработка металлов резанием: Справочник технолога

формат pdf
размер 26.39 МБ
добавлен 01 апреля 2009 г.

М.: Машиностроение, 1988. - 736 с. Теория базирования и примеры схем базирования деталей. Технические характеристики и габариты рабочего пространства токарных, многоцелевых, сверлильно-расточных и фрезерных металлорежущих станков. Роботизированные технологические комплексы - классификация, технические характеристики, типовые компоновки и показатели, обоснование и эффективность. Гибкие производственные системы. Станочные приспособления к металлоре.

Панов А.А. Обработка металлов резанием

формат djvu
размер 10.53 МБ
добавлен 19 марта 2009 г.

Справочник технолога. 2-е изд., перераб.и доп., 2004.- 784 с. Даны типовые технологические маршруты и схемы обработки деталей на станках с ЧПУ, методы и средства измерения, рекомендуемые режимы резания, межоперационные припуски и прочая справочная информация. Даны классификации и нормы точности металлорежущих станков; габариты рабочего пространства и установочные базы станков для разработки наладок. Приведвны справочные сведения по созданию ро.

Сальников Г.П. Технология машиностроения и конструкционные материалы

формат djvu
размер 11.93 МБ
добавлен 26 октября 2011 г.

К.: Техника, 1974.- 323 с. Описание: Приведены данные о машиностроительных материалах, изложены основы построения технологических процессов в машиностроении, даны типовые конструкции приспособлений, применяемых при обработке металлов резанием. Рассмотрены вопросы выбора заготовок, базирования деталей, точности обработки и качества поверхности, а также методы обработки поверхностей типовых деталей машин. Книга написана в соответствии с учебной пр.

Шпур Г., Штеферле Т. Справочник по технологии резания материалов. В 2-х книгах. Книга 2

формат djvu
размер 34.66 МБ
добавлен 28 октября 2009 г.

М.: Машиностроение, 1985.- 688 с. Во второй книге приведены подробные сведения о процессах строгания, долбления, об обработке пилами и напильниками, протягивании, методах абразивной обработки и зубонарезания. Описаны особенности обработки резанием труднообрабатываемых металлов и сплавов, а также пластмасс. Наряду с анализом процессов приведены необходимые сведения о современном оборудовании, технологической оснастке и инструменте. Для инженеров.

Смазочно-охлаждающие технологические средства для операции резание Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Артюхин Алексей Владимирович

В данной статье поднимается вопрос применения Смазочно-охлаждающих веществ в машиностроительном производстве, в частности при использовании в процессе резания.

Текст научной работы на тему «Смазочно-охлаждающие технологические средства для операции резание»

Смазочно-охлаждающие технологические средства для операции

Артюхин Алексей Владимировч

Показано, что Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) дают существенно отличимые в лучшую сторону технические параметры изделия, кроме того, снижая нагрузку на режущий инструмент и ускоряя процесс обработки.

В данной работе рассматривается использование СОТС в парообразном виде, для чего предложена конструкция устройства, которое позволяет сохранить в парообразной СОТС присадки в той же концентрации, как и в исходной жидкости. С целью автоматизации в устройстве предусмотрено микропроцессорное управление с помощью датчиков давления парообразной СОТС, температуры нагревателя и нижнего уровня жидкости в питателе.

Качественный состав получаемой парообразной СОТС исследовали путём измерения поверхностного натяжения раствора поверхностно — активного вещества (ПАВ) в СОТС до выпаривания и после его конденсации. Поскольку известно, что для малых концентраций ПАВ поверхностное натяжение снижается пропорционально концентрации, эти эксперименты позволили точно оценить концентрацию органических присадок в растворе. Результаты показывают, что предлагаемая конструкция парогенератора обеспечивает практически полный перевод в парообразное состояние растворённых трибоактивных компонентов, входящих в состав жидкой СОТС (табл. 1).

Смазочный материал Поверхностное Концентрация

10% - ный раствор ПАВ ДНСА 35,3/36,6 10/9,5

5% - ный раствор шопротшового 56/57,2 5/4,7

Для получения пара использовали специально разработанный парогенератор с регулируемой

мощностью нагревательного элемента ' Вт, в зависимости от мощности которого

давление в камере парогенератора изменялось в пределах — 0,80 к|-|а

Результаты испытаний показали, что по мере удаления от среза сопла температура и скорость газовой струи уменьшается вследствие подмешивания воздуха. Эти данные, приведённые ниже необходимо учитывать при определении оптимального расстояния от сопла до зоны обработки.

В наших опытах это расстояние составляло ^ "" мм. Относительно невысокая скорость струи пара не создаёт шума и не приводит к разбрасыванию стружки.

Значение температуры и скорости струи водяного пара при помощи нагревательного элемента парогенератора N = 500 Вт приведены ниже:

Измерения составляющих Рz и Рх силы резания при точении твёрдосплавным инструментом сталей 45 и коррозионно — стойкой 12Х18Н10Т показали, что при низкой скорости резания и подаче

СОЖ поливом они уменьшаются на 15^20 о/о по сравнению с резанием на воздухе, а с повышением скорости резания действие жидких СОТС ослабевает. Однако СОТС в

парообразном состоянии и при высокой скорости резания сохраняет свою эффективность.

Охлаждающие свойства парообразных СОТС изучали как в модельных условиях охлаждения, так и при резании. Исследование при охлаждении предварительно нагретого образца показали, что конвективная составляющая охлаждающей способности СОТС в парообразном состоянии меньше, чем СОТС в жидком состоянии. Было обнаружено, что при охлаждении поливом на кривой темпа охлаждения наблюдаются участки, на которых температура образца остаётся практически постоянной. Это свидетельствует о том, что образуется паровая оболочка, которая обволакивает зону охлаждения, затрудняя падение в неё новой порции жидкости. При охлаждении паром такого явления не наблюдается, и температура образца снижается более равномерно. В процессе измерения температуры методом естественной термопары при точении сталей 45 и 12Х18Н10Т и серого чугуна при применении СОТС в парообразном состоянии снижается термоЭДС по сравнению с резанием на воздухе.

Рисунок 1. Зависимости износа hз режущего инструмента по задней поверхности от времени t при точении сталей 45 (а) и 12Х18Н10Т (б): 1 — на воздухе; 2 — вода (полив); 3 —вода (пар).

Применение СОТС поливом приводило к ещё большему снижению термоЭДС.

Влияние метода подачи СОТС на износ и стойкость режущего инструмента исследовали на операциях точения и фрезерования углеродистой и корозионно — стойкой сталей и серого чугуна инструментами с пластинами из твёрдых сплавов Т15К6 и ВК8. При точении сталей 45 при скорости резания у = 230 м/мин, t = 1 мм, в = 0,15 мм/об (рис. 1, а) и 12Х18Н10Т при у = 50 м/мин, t = 1 мм, в = 0,1 мм/об (рис. 1, б) при применении СОТС поливом стойкость инструмента с пластинами из сплава Т15К6 повышается в 1,5 раза по сравнению срезанием на воздухе. При точении в среде парообразной

СОТС стойкость режущего инструмента по сравнению с резанием на воздухе повышается в раза. Результаты исследования показали, что с повышением резания эффективность действия

СОТС, подаваемых поливом, уменьшается. Парообразные СОТС сохраняют свою эффективность

и при значениях м/мин. Подобные результаты получены и при точении стали

12Х18Н10Т. Представляют интерес результаты, полученные на операции торцевого фрезерования стали 45 при у = 260 м/мин, t = 2 мм и в = 0,1 мм/зуб инструментом с пластинами из твёрдого сплава Т15К6 при отношении диаметра фрезы к ширине фрезерования d/B = 3 и d/B = 1,25. Применение СОТС в парообразном состоянии позволило повысить стойкость режущего инструмента в 4 раза по сравнению с резанием на воздухе и в 2 раза по сравнению с подачей СОТС поливом. Такой эффект может быть объяснён помимо лучшей проникающей способности ещё и тем, что происходит стабилизация температуры в контактной зоне.

При применении СОТС поливом резко охлаждается режущая пластина при выходе её из зоны резания. На контактной поверхности пластин из твёрдого сплава после резания в жидкой СОТС были обнаружены микротрещины и микросколы режущей кромки. После резания в среде пара такие дефекты не появлялись.

Доказана эффективность парообразных СОТС объясняется повышением их смазочного действия вследствие усиления проникающей способности и исключения стадий жидкофазного проникновения. СОТС в парообразном состоянии в большей степени (по сравнению с поливом жидкостью того же состава) сохраняет свою эффективность с ужесточением режимов обработки.

Применение СОТС в парообразном состоянии позволяет повысить стойкость твёрдосплавного

инструмента в ~ ' раза при точении и в ~ "" ^ раза при фрезеровании сталей 45, 12Х18Н10Т и серого чугуна.

Список использованных источников.

1. Ошер Р. Н., Производство и применение смазочно-охлаждающих жидкостей (для обработки

металлов резанием), 3 изд., М., 1963;

2. Панкин А. В., Бурдов Д. Н., Изготовление и применение новых охлаждающе-смазывающих

Смазочно-охлаждающее технологическое средство и смазочно-охлаждающая жидкость: классификация и назначение

При обработке металлов резанием применяются смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС). В процессе изготовления множества металлических конструкций может использоваться разновидность СОТС - смазочно-охлаждающая жидкость.

Статьи

Уменьшить нагрузку на рабочий инструмент, валки и штампы при резании металла; охладить их и снизить интенсивность изнашивания основные функции смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Это, в свою очередь,помогает добиться высококачественной обработки поверхностей. Кроме того, СОТС обладают дополнительными возможностями. С их помощью можно удалить абразивные загрязнения и стружку из мест резания. СОТС также предотвращают появление коррозии на рабочем инструменте и обрабатываемой заготовке.

На эти вопросы постараемся ответить в данной статье.

Типы СОТС

В зависимости от агрегатного состояния различают СОТС 4-х типов:

газообразные;
пластичные;
твердые;
жидкие (смазочно-охлаждающие жидкости, СОЖ).

Газообразные СОТС представляют собой газы – активные (например, воздух, кислород, углекислый газ) или нейтральные (такие, как азот, гелий, аргон). В процессе обработки металлических поверхностей происходит взаимодействие активных газов с металлом, в результате чего на нем образуется оксидная пленка. Эта пленка обеспечивает дополнительную защиту поверхностей от износа. Ввиду трудоемкого применения газообразные СОТС редко применяются на практике.

Пластичные СОТС. Они, как правило, используются в ходе ручной обработки металлических поверхностей (например, при сверлении, полировании, нарезании резьбы). Пластичные СОТС иногда затруднительно подвести в зону резания. Кроме того, у них низкая эффективность теплоотвода и их невозможно собрать и очистить для повторного прменения. К СОТС этого типа относятся пластичные смазки с неорганическими, мыльными или углеводородными загустителями.

Твердые СОТС. В их состав включены такие компоненты, как мягкие металлы (олово, свинец, медь), органические вещества (полимеры, воски, твердые жиры, мыла) или минеральные материалы со слоистой структурой (дисульфид молибдена, слюда, графит). Твердые СОТС эффективны при высоких температурах и нагрузках и используются в качестве покрытия поверхностей, когда другие СОТС оказываются неработоспособыми. Обычно в нормальных условиях СОТС такого типа не применяется, так как обладает малоэффективным теплоотводом, а ее эксплуатация вызывает трудности.

Жидкие СОТС (СОЖ). Классификация

В зависитости от компонентов, входящих в состав СОЖ, смазочно-охлаждающая жидкость может быть:

водосмешиваемые
масляные
быстроиспаряющиеся

Водосмешиваемые СОЖ

Водные эмульсии масел, которые готовятся путем перемешивания концентрата в воде, широко используются в процессе лезвийной или абразивной обработки металлов (цветных и черных) при применении средних и легких режимов резания.

Водосмешиваемая смазочно-охлаждающая жидкость обладает следующими преимуществами в сравнении с другими видами СОЖ:

высокая пожаробезопасность и охлаждающая способность;
меньшая токсичность;
стоимость ниже.

Из числа минусов водосмешиваемых СОЖ выделяются невысокие смазочные характеристики, низкая стабильность свойств при длительном хранении и применении материала.

Различают следующие водосмешиваемые смазочно-охлаждающие жидкости:

эмульгирующиеся или эмульсолы
полусинтетические
синтетические
растворы электролитов

Эмульгирующиеся СОЖ

Если смешать такую СОЖ с водой, то образуется эмульсия. Основной компонент эмульсолов – минеральные масла со средней вязкостью (парафиновые или нафтеновые). Иногда их можно заменить (полностью или частично) на алкилбензолы или полиальфаолефины, синтетические сложные эфиры или жирные масла.

Концентрация масел в эмульгирующихся СОЖ варьируется в пределах от 20 % до 85 %. Перед использованием жидкость следует разбавить водой до 1-5 %-й концентрации. 20. 60 % состава эмульсолов представляют эмульгаторы, присадки, связующие агенты, спирты, гликоли, микробиоциды, ингибиторы, а также иные неорганические и органические вещества. В роли эмульгаторов могут выступать поверхностно-активные вещества (ПАВ) и их смеси с натриевыми и калиевыми мылами сульфокислот, смоляных и жирных кислот.

Полусинтетические СОЖ

У них аналогичный состав, если сравнивать с эмульгирующимися СОЖ. В то же время эти 2 вида водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей имеют значительную разницу в соотношении игредиентов.

Основа полусинтетических СОЖ – вода (до 50 % всего состава), а эмульгаторов в жидкости содержится до 40 %. Нефтяное масло с низкой вязкостью добавлется в такие СОЖ в малых пропорциях. Полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости так же, как и эмульгирующиеся могут содержать в своем составе биоциды и присадки. Перед применением их необходимо разбавить водой до 1-10 %-х растворов.

Синтетические СОЖ

Состав таких СОЖ включает в себя антипенные присадки, водорастворимые полимеры, биоциды, ПАВ и ингибиторы коррозии. Чтобы улучшить смазочные характеристики в синтетические СОЖ вводят противозадирные и противоизносные добавки. Синтетические смазочно-охлаждающие жидкости представляют собой порошки или концентрированные водные растворы. При прменении концентрация СОЖ должна быть 1-10 %. Синтетические смазочно-охлаждающие жидкости наиболее универсальны и удобны при эксплуатации и хранении.

Большинство смазочно-охлаждлающих жидкостей созданы для конкретных режимов металлообработки и для определенных констуркционных материалов. Например, традиционные водосмешиваемые СОЖ, отлично работающие с различными сталями, не подходят для мягких цветных металлов. На крупных предприях это вызывает необходимость создание большого скалдского запаса жидкостей различных типов и назначений для каждого случая применения.

Удачным решением этой непростой задачи стала полусинтетическая универсальная смазочно-охлаждающая жидкость EFELE CF-621 от компании "Эффективный Элемент".

Одна смазочно-охлаждающая жидкость для множества применений!

Универсальная СОЖ EFELE CF-621 от компании "Эффективный Элемент" представляет собой концентрат эмульсии, состоящий из синтетической основы с добавлением не более 15 % композиции минеральных масел. Перед применением он добавляется в воду в необходимых пропорциях.

Получившаяся рабочая эмульсия – универсальная смазочно-охлаждающая жидкость – обеспечивает хорошие смазочные и охлаждающие свойства при большинстве операций резания:

Сверление, в том числе глубокое
Фрезерование
Точение
Шлифование
Развертывание
Нарезание внутренней / наружной резьбы
Пиление
Хонингование и притирка

В отличие от традиционных СОЖ универсальная смазочно-охлаждающая жидкость EFELE CF-621 отлично работает со сталями, чугунами, титаном, алюминиевыми сплавами. Подбирая необходимую концентрацию и режимы резания, она может применяться также для медных сплавов.

Масляные СОЖ

В основу масляных СОЖ входят минеральные масла, усиленные противоизносными, антифрикционными, противозадирными, противотуманными и антипенными наполнителями; антиоксидантами и ингибиторами коррозии. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости отличаются друг от друга наборами эксплуатационных характеристик и физико-химических параметров. Причиной этому является применение разных базовых масел в составе СОЖ.

Илл. 1. Применение масляной СОЖ

Масляные смазочно-охлаждающие жидкости в качестве основы могут включать в себя:

маловязкие экстракты селективной очистки;
минеральные нафтеновые или парафиновые масла высокой степени очистки;
композиции из нескольких минеральных масел.

Доля масла в составе жидкостей этого вида, как правило, варьируется от 60 % до 95 % от всей массы. Однако в масляных СОЖ могут также использоваться синтетические масла. Из-за высокой стоимости они чаще всего применяются там в качестве наполнителей.

Масла, в которых отсутствуют присадки, можно использовать как СОЖ, но лишь при обработке с легкими режимами резания повехностей из мягких металлов (латуни, меди, магния, углеродистой стали, бронзы). В случае с резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов масляные СОЖ без присадок малоэффективны, так как обработка осуществляется при тяжелых режимах резания.

К противоизносным присадкам в масляных смазочно-охлаждающих жидкостя относятся полимерные жирные кислоты, осерненные жиры или диалкилфосфаты. В зависимости от назначения жидкости их доля в составе материала колеблется от 0,5 % до 5 %.

Антифрикционные присадки в масляных смазочно-озхлаждающих жидкостях могут быть в виде органических или полимерных ненасыщенных жирных кислот, их эфиров, жиров и растительных масел. Концентрация таких добавок обычно составляет 5. 25 %.

К противозадирным присадкам в масляных СОЖ можно отнести хлорированный парафин, сульфиды, осерненные жиры, полисульфиды и иные вещества, которые содержат фосфор, серу или хлор. Доля таких присадок в составе смазочно-охлаждающих жидкостей в зависимости от условий их применения и назначения составляет 0,5. 20 %.

Противотуманные присадки – атактический полипропилен или полиолефины – используются в СОЖ данного типа с целью снизить интенсивность образования масляного тумана. Их концентрация в материале колеблется от 0,5 % до 3 %

Среди антипенных присадок наиболее распространены диметилселиконовые полимеры. В масляных СОЖ их доля составляет 0,0005…0,001 %.

Продукты окисления некоторых ингредиентов СОЖ способствуют образованию коррозии на обрабатываемых деталях и узлах оборудования. Предотвратить ее появление помогают ингибиторы коррозии в составе материала. Эти добавки выбираются исходя из области применения СОЖ. Дело в том, что различные конструкционные материалы имеют разную устойчивость к коррозии. Иногда весьма неплохие результаты показывают присадки, улучшающие смазочные характеристики (дисульфиды, ненасыщенные жирные кислоты, аминофосфаты).

В сравнении с другими видами СОТС масляные СОЖ имеют следующие преимущества:

имеют высокие смазывающие характеристики
обеспечивают улучшенную защиту рабочего инструмента и обрабатываемого металла от коррозии
увеличивают эксплуатационный ресурс режущего инструмента
более тщательно и эффективно смывают продукты износа инструмента и стружку
подходят для централизованных систем смазки
приспособлены для рециркуляции, очистки и повторного применения

Однако у масляных СОЖ есть свои недостатки, среди которых относительно низкие охлаждающие свойства, высокая пожароопасность, низкая термическая стабильность, повышенная испаряемость, а также довольно большая стоимость. Эти моменты значительно сужают область применения масляных смазочно-охлаждающих жидкостей.

Быстроиспаряющиеся СОЖ

Быстроиспаряющиеся СОЖ изготавливаются на базе галогенпроизводных углеводородов, обладающих низкой температурой кипения. Такие СОЖ превосходно охлаждают режущий инструмент и быстро испаряются. При этом на поверхностях обрабатываемой детали из присадок образуется тонкая пленка. Она отлично смазывает поверхности при различных технологических операциях (при нарезании резьбы, сверлении, протягивании, развертывании). Данный вид СОЖ нашел свое применение при обработке труднообрабатываемых сплавов и одновременной обработке нескольких слоев разнородных материалов.

Илл. 2. Примеры применений различных СОЖ

Выбор жидкости

Применение СОТС – один из самых доступных и при этом выгодных по стоимости методов увеличения производительности машиностроительных и металлообрабатывающих производств.

Смазочно-охлаждающие технологические средства – это сложные многокомпонентные составы. В настоящее время на рынке смазочных материалов представлен широкий ассортимент СОТС, что дает возможность подобрать оптимальный вариант для того или иного случая.

Практика показывает, что рациональное использование современных СОТС более, чем в 4 раза позволет увеличить срок эксплуатации рабочего инструмента и форсировать режимы резания на 10. 50 %.

Выбирать СОЖ необходимо с учетом типа обрабатываемого материала.

Рекомендации по выбору:

при обработке цветных металлов и легкообрабатываемых сталей рекомендуется применять масляные СОЖ, в составе которых есть жировые наполнители
при обработке мягких и конструкционных сталей, нарезании резьбы и зубьев или протягивании следует использовать хлоросодержащие масляные СОЖ

Способы подачи СОЖ

Существуют несколько способов подачи смазочно-охлаждающих жидкостей:

напорная струя
свободно падающая струя
струя в распыленном состоянии / воздушно-жидкостной смеси
подача смазочно-охлаждающей жидкости по каналам, находящимся в теле лезвийного режущего инструмента. Этот способ подачи смазочно-охлаждающих жидкостей в участки трения является сравнительно новым и перспективным.

Таким образом, современные СОТС снижают энергозатраты при механической обработке металлов, повышают производительность предприятий и улучшают качество обработки и санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.

ПОЧЕМУ НАМ ДОВЕРЯЮТ

Инженеры БОРФИ – профессионалы в своем деле. Серьезный подход к решению любой производственной задачи – наше кредо. Знания и опыт позволяют нам оказывать квалифицированную техническую поддержку крупнейшим российским предприятиям. Мы ценим тех, с кем работаем, и дорожим их доверием.

Линейка очистителей бренда EFELE пополнилась новыми составами на водной основе

С применением покрытий MODENGY количество брака на производствах спойлеров для грузовиков сводится к минимуму

Читайте также: