Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ)

К смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым при резании, предъявляются следующие основные требования:

высокая охлаждающая и смазочно-режущая способность,

стойкость,

антикоррозионность и

безвредность для работающего.

Все применяемые смазочно-охлаждающие жидкости можно разбить на две основные группы:

охлаждающие и

смазочные.

К первой группе относятся жидкости с малой вязкостью, большой теплоемкостью и теплопроводностью: водные растворы минеральных электролитов и водные эмульсии. Ввиду большой теплоемкости их применяют в тех случаях, когда основной целью является охлаждающее действие — для повышения стойкости режущего инструмента (например, при обдирочных работах, когда происходит большое тепловыделение и шероховатость обработан­ной поверхности не имеет особого значения).

Широко распространенные водные эмульсии приготовляют из эмульсолов, представляющих собой коллоидные растворы мыл и органических кислот в минеральных маслах, стабилизированных водой или водой и спиртом. При смещении с водой получается эмульсия цвета от молочно-белого до коричневого (2—20% масла и 0,3—2% мыла).

Лучшей жидкостью будет та, которая наряду с высокими охлаждающими свойствами обладает и хорошей маслянистостью, что достигается введением в жидкость поверхностно-активных веществ.

В связи с этим в промышленности широкое распростра­нение находят активированные эмульсолы, к которым относится, например, осерненный эмульсол следующего состава: 25% суль­фированного касторового масла;

13,5% осерненного соевого мас­ла;

17% минерального масла;

32% воды и 20%-ный раствор каустической соды — остальное (до получения прозрачного мас­ла).

Часто используют и активированные эмульсолы на окислен­ном петролатуме (на синтетических жирных кислотах) следую­щего состава:

20% окисленного петролатума,

70% минерального масла — индустриального

3% и 10% воды.

К жидкостям второй группы, обладающим высокой маслянис­тостью, относятся минеральные, растительные, животные и ком­паундированные масла (смесь минеральных масел с растительным или животным), а также керосин и растворы в масле или керосине поверхностно-активных веществ. Жидкости этой группы приме­няют при чистовых и отделочных работах, когда требуются шероховатость высокого класса чистоты и высокая точность обработанной поверхности. В промышленности широкое распро­странение нашли так называемые осерненные масла (сульфофрезолы), содержащие в качестве активированной добавки серу.

При обильном ох­лаждении (8—12 л/мин) сверху при обдирочных работах резцами из быстрорежущей стали, скорость резания по­вышается на 20—30%, а при чистовых работах (тонких стружках, когда тепловыделение меньше) — на 8—10% по сравнению с обработкой всухую. Расход жидкости при чистовой обработке меньше, чем при черновой, и может составлять 4—6 л/мин. Ско­рость резания при обработке стали с охлаждением может быть повышена на 40—45% по сравнению с обработкой всухую, если смазочно-охлаждающую жидкость (эмульсию) предварительно охладить до 4-2°С. Чем ниже температура охлаждающей жидко­сти, тем большую скорость резания допускает резец при одной и той же стойкости.

Скорость резания для резцов из быстрорежущей стали может быть повышена на 43%, по сравнению с обработкой стали всухую, и в том случае, если смазочно-охлаждающую жидкость подводить в зону резания снизу в распыленном состоянии. По срав­нению с обычным охлаж­дением сверху такой способ подво­да жидкости в условиях проведения испытаний позволил повысить ско­рость резания на 14,5%, а стойкость резцов (при

одной и той же скорости резания) в 3,2 раза.

Охлаждение инструмента и зоны стружкообразования распы­ленной жидкостью (воздухо-жидкостной смесью) эффективно и для твердосплавных резцов, особенно при резании высокопрочных и труднообрабатываемых сталей. Наряду с повышением стойкости инструмента (в 2 — 6 раз по сравнению с обработкой всухую и в 1,5 — 3 раза по сравнению с обычным охлаждением — поливом) повышается и качество обработанной поверхности при одновремен­ном снижении расхода эмульсии в 10—20 раз, а масла — в сотни раз.

Применять метод распыления жидкости для твердосплавных резцов по сравнению с методом обильного полива целесообразно и потому, что при высоких скоростях резания (с которыми обычно работают твердосплавные резцы) при обильном поливе жидкость сильно разбрызгивается вокруг станка.

Для твердосплавного инструмента особенно необходимо постоянное охлаждение, так как в слу­чае прерывистого охлаждения сильно разогреваемая в процессе резания, а затем резко охлаждаемая пластинка твердого сплава может иметь трещины, и резец выйдет из строя.

9.2. Вид токарной обработки.

В зависимости от вида токарной работки (наружное точение, растачивание, подрезка торца, отрез­ка) изменяются условия, в которых находится резец в процессе стружкообразования. Так, при растачивании резец находится в более тяжелых условиях, чем при наружном продольном точении. Наряду с тем, что вершина расточного резца работает с наиболь­шей скоростью, что в данном случае затруднен подвод свежей охлаждающей жидкости и хуже теплоотвод, отрицательным мо­ментом является и то, что расточным резцам, имеющим меньшее сечение державки и большой вылет, приходится работать в менее жестких условиях. Это вызывает прогиб резца и вибрации, а потому при растачивании снимается обычно меньшее сечение среза и снижается скорость резания. Чем меньше диаметр растачиваемо­го отверстия, тем больше поверхность соприкосновения резца с заготовкой, тем больше износ по задней поверхности за одно и то же время, тем меньшую скорость резания будет допускать расточной резец по сравнению с резцом для наружного продоль­ного точения:

При поперечном точении (подрезке торца) условия работы для резца более благоприятны, чем при продольном точении, так как резец при подаче от периферии к центру находится под дей­ствием наибольшей скорости резания небольшой промежуток вре­мени. По мере перемещения резца к центру заготовки эта скорость уменьшается, и в центре она равна нулю. Следова­тельно, по сравнению с резцом для наружного продольного точе­ния (который находится под действием постоянной, максимальной для поперечного точения скорости резания вдоль всей длины обрабатываемой поверхности) резец для поперечного точения будет изнашиваться менее интенсивно, а потому скорость резания для него можно назначить более высокой. В тяжелых условиях работают отрезные (прорезные) резцы, так как процесс стружкообразования протекает здесь в менее благоприятных условиях. Малые углы при вершине в плане и незначительные размеры сечения головки отрезных резцов обусловливают плохой теплоотвод. Особенно нагруженными в тем­пературном отношении оказываются уголки резца, что приводит к их сильному износу и, следовательно, к значительному умень­шению скорости резания по сравнению со скоростью резания, допускаемой резцами для наружного продольного точения. Для упрочнения отрезного резца у него делается переходная кромка. Вследствие специфичности условий резания при отрезке реко­мендуется обязательно применять смазочно-охлаждающие жид­кости, способствующие как повышению стойкости резцов и облег­чению выхода стружки из канавки, так и снижению сил резания (что особенно важно для малопрочных и маложестких отрезных резцов). Для твердосплавных отрезных резцов при резании сталей применение охлаждения способствует повышению скорости резания на 40%.

Дата добавления: 2015-06-28