Охлаждение при сверлении. Жидкость для охлаждения сверла


Охлаждение при сверлении

Большой проблемой при сверлении является сильный разогрев сверла и обрабатываемого материала из-за трения. В месте сверления температура может достигать нескольких сотен градусов Цельсия.

При сильном разогреве материал может начать гореть или плавиться. Многие стали при сильном разогреве теряют твердость, в результате режущие кромки стальных свёрл быстрее изнашиваются, из-за чего трение только усиливается, что в итоге приводит к быстрому выходу свёрл из строя и резкому снижению эффективности сверления. Аналогично, при использовании твердосплавного сверла или сверла со сменными пластинами, твердый сплав при перегреве теряет твердость, и начинается пластическая деформация режущей кромки, что является нежелательным типом износа.

Для борьбы с разогревом применяют охлаждение с помощью охлаждающих эмульсий или смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). При сверлении на станке часто возможно организовать подачу жидкости непосредственно к месту сверления. Подача охлаждающей жидкости также может осуществляться через каналы в самом сверле, если это позволяет станок. Такие каналы делаются во многих цельных сверлах и во всех корпусных. Внутренняя подача СОЖ необходима при сверлении глубоких отверстий (глубиной 10 и более диаметров). При этом важно не столько охлаждение, сколько удаление стружки. Давление СОЖ вымывает стружку из зоны резания, что позволяет избежать её пакетирования или повторного резания. Если в таком случае невозможно организовать подачу СОЖ, то приходится осуществлять сверление с периодическими выводами сверла для удаления стружки. Такой метод крайне низкопроизводителен.

При сверлении ручным инструментом сверление время от времени прерывают и окунают сверло в емкость с жидкостью.

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механосборочном цехе №3, механосборочном цехе №4, механосборочном цехе№10, сборочно-малярном цехе №15

2.3 День 3

Цель: Закрепить знания по теме строгальная обработка.

2.3.1 Строгальная обработка

Процесс срезания слоя материала с заготовки резцом при поступательном главном движении называется строгание металла, а станки, на которых так обрабатывают материалы, называют – строгальными.

Главное движение резца и движение подачи заготовки характерны для поперечно-строгальных станков. В современном производстве применяют оба типа строгальных станков. В учебных мастерских продольно-строгальные станки, отличающиеся большими габаритами, не применяют. В связи с этим ниже рассмотрим только устройство поперечно-строгальных станков и работу на них.

На рисунке показан станок модели 7Б35, предназначенный для строгания заготовок длиной до 700 мм. По горизонтальным и вертикальным направляющим станины перемещаются ползун и поперечина. В станине расположены коробка скоростей и кулисный механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное движение ползуна. Ползун 15 сообщает резцу поступательное перемещение и обеспечивает достаточную жесткость системы СПИД. Из каждых двух ходов ползуна один рабочий, другой холостой, совершаемый с большей скоростью.

Суппорт служит для закрепления резца и сообщения ему вертикальной или наклонной подачи.

На столе крепят заготовки прихватами и болтами, головки кгторых вставляют в Т-образные пазы стола, или в машинных тисках. Стол можно перемещать вертикально и горизонтально в плоскости, перпендикулярной направлению хода ползуна. По горизонтальным направляющим поперечины перемешается стол, а сама она, двигаясь по вертикальным направляющим станины, обеспечивает вертикальную подачу стола.

Рисунок 2.3.1 Резцы строгальные

Заготовки на строгальных станках обрабатывают строгальными резцами. Они делятся по назначению на проходные, подрезные, отрезные и фасонные; по форме стержня на прямые и изогнутые; по расположению элементов головки на правые и левые.

Часть резца, включающая режущую кромку, может быть изготовлена как из быстрорежущей стали Р9, Р18, так и из твердого сплава ВК.8 или Т15К6.

В настоящее время строгальный станок в металлообработке стал устаревшей технологией. Операция строгания обычно заменяется фрезерованием

Применяется следующие оборудование: Строгальный станок 7Б35, Резец Строгальный подрезной изогнутый 32х25х280 ВК8 (Тип 2) 2174-0025,Резец Строгальный подрезной отогнутый 40х25х300 ВК8 (Тип 2) левый,Резец Строгальный проходной изогнутый 20х16х195 ВК8

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механосборочном цехе №3, механосборочном цехе №4, механосборочном цехе№10, сборочно-малярном цехе №15

2.4 День 4

Цель: Закрепить знания по теме нарезание зубчатых колес.

2.4.1 Зубонарезание

Основной технологической операцией при изготовлении зубчатых колес является обработка их зубьев, на которую затрачивают 50...60% от общей трудоемкости механической обработки.

Нарезание зубьев на зубчатых колесах в производстве осуществляют фрезерованием, долблением, строганием, шлифованием, накатыванием, протягиванием и другими способами.

При изготовлении эвольвентных зубчатых колес различают два метода зубонарезания: копированием профиля режущего инструмента (метод деления) и обкатыванием (метод огибания).

Метод копирования. По методу копирования впадина между зубьями колеса образуется режущим инструментом (резцом, пальцевой или дисковой фрезой, протяжкой, шлифовальным кругом), имеющим профиль режущих кромок, одинаковый с профилем впадины обрабатываемого колеса.

Дисковой модульной фрезой на горизонтально-фрезерном станке (рис. 2.4.1) нарезают зубчатые колеса. Фреза 3 совершает вращательное движение, а стол станка 5 с нарезаемым колесом и делительной головкой* перемещается вдоль оси колеса (продольная подача). После того как впадина зуба профрезерована полностью, стол с заготовкой, посаженной на оправу 2, и делительной головкой отводится в исходное положение, а заготовка 1 с помощью делительной головки 4 поворачивается на один зуб или на один шаг. Далее фрезеруется следующая впадина и т. д.

Рисунок 2.4.1 Дисковая модульной фреза на горизонтально-фрезерном станке

При больших модуляхразмеры дисковых фрез получаются очень боль­шими, поэтому при нарезании зубчатых колес с модулем от 30 до 75 мм предпочитают применять пальцевые фрезы.

Метод обкатывания. При нарезании зубьев червячной фрезой (рис. 4.2.2.I) последней сообщают вращательное движение в направлении стрелки А и поступательное движение подачи в направлении стрелки В. Одновре­менно заготовка получает вращательное движение. Благодаря вращательным движениям фрезы и заготовки профили режущих кромок фрезы занимают по отношению к профилю зубьев колес ряд положений (рис. 4.2.2. II). Эвольвентные профили зубьев колеса образуются при этом как огибающие ряда положений кромок фрезы.

Другой инструмент, работающий по методу огибания режущее зубчатое колесо (долбяк), зубьям которого придана форма, обеспечивающая им режущие свойства. При нарезании зубьев долбяку придают возвратно-по­ступательное движение в направлении стрелки Н (рис. 42. III). Перемещаясь вниз, долбяк своими зубьями срезает с заготовки металл. Кроме того, долбяк и заготовка вращаются в направлении стрелок В и С. При вращении долбяк делительной окружностью D—D (рис, 4.2.2, IV) катится без скольжения по делительной окружности Е—Е заготовки в направлении стрелки Р. Эвольвентный профиль зуба долбяка при этом будет занимать ряд последо­вательных положений, как показано на рисунке. Эвольвентный профиль зуба колеса будет огибающей всех положений эвольвентного профиля зуба долбяка.

Рис. 4.2.2 Нарезание зубчатых колес

Червячная фреза и долбяк — универсальные инструменты. Они имеют преимущественное применение при нарезании зубьев на зубчатых колесах.

Метод обкатывания наиболее точен и производителен и является основ­ным при обработке зубчатых колес.

Наша промышленность выпускает различные зубообрабатывающие стенки. Так, нарезание зубьев методом обкатывания производится на зубофрезерных, зубодолбежных и зубострогальных станках.

Применяется следующие оборудование: горизонтально фрезерный станок 6р82, фреза дисковая модульная зуборезная М 4,00, долбяк хвостовой зуборезный прямозубый 20 град. m3,50 z11 38 В, фреза дисковая модульная зуборезная М 7,00, долбяк чашечный зуборезный прямозубый 20 град. m3,50 z28 100 А

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механосборочном цехе №3, механосборочном цехе №4, механосборочном цехе№10, сборочно-малярном цехе №15

2.5 День 5

Цель: Закрепить знания по теме шлифовальная обработка металла.

2.5.1 Шлифовальная обработка

Распространенными видами обработки поверхности металлов с целью получения определенных размеров и необходимой шероховатости являются шлифование и полирование.

Шлифованием достигаются в основном высокая размерная точность порядка 2—4 мкм и шероховатость поверхности детали, соответствующая 7-му — 9-му классам.

Достоинство шлифования— большая производительность. В процессе шлифования обрабатываемые детали прижимаются к вращающемуся шлифовальному кругу, твердые остроугольные частицы которого снимают с детали тонкий слой металла. Глубина резания зависит от твердости и вязкости обрабатываемого металла, а также от твердости, размеров и геометрической формы зерен и материала шлифовальных кругов.

Промышленность в качестве материала для шлифовальных кругов использует абразивыкак природного, так и искусственного происхождения. К природным абразивным материалам относятся кварц, наждак, корунд и алмаз, к искусственным — синтетические алмазы, электрокорунд, карбид кремния, карбид и нитрид бора.Наибольшую твердостьимеют карбид бора, нитрид бора и особенно алмазы.

Кварцпредставляет собой безводную кристаллическую кремниевую кислоту SiO2с содержанием кремнезема около 98,5—99,5%; твердость по шкале Мооса 7. Обычно бесцветен,, но в зависимости от содержания примесей может иметь различную окраску (от бесцветного до черного). Разновидностью кварца является кремнезем, содержащий не менее 97 % SiO2и применяемый для изготовления шлифовальной шкурки на тканевой и на бумажной основах.

Наждак- минерал темно-серого цвета (иногда черного), содержащий до 60% оксида алюминия (Аl2O3), смешанного с магнетитом, гематитом, пиритом и кварцем. Твердость наждака по шкале Мооса 7—8.

Корундпредставляет собой кристаллический глинозем с содержанием Аl2O3до 95%. Корунд по сравнению с наждаком более вязок и менее хрупок; твердость его по шкале Мооса около 9. Применяется в виде микропорошков для шлифования, доводки и полирования.

Электрокорундявляется искусственным абразивным материалом и содержит 94—97 % Аl2O3и примеси железа, титана и кремния.

Карбид кремнияимеет твердость по шкале Мооса 9,5 и уступает в твердости только алмазам. Применяется для обработки хрупких материалов и мягких металлов.

Нитрид бора- искусственный абразивный материал, твердость которого близка к твердости алмаза, а абразивная способность при шлифовании даже выше, чем у алмаза. Нитрид бора применяется для обработки специальных сплавов и сталей с высокой твердостью, особенно в тех случаях, когда должна быть обеспечена высокая размерная точность.

Карбид бора- тугоплавкое соединение бора с углеродом. По твердости уступает только алмазу.

Алмаз- кристаллический углерод. В зависимости от происхождения алмазы делятся на природные и синтетические. Высокая твердость алмаза объясняется особенностями его кристаллической решетки и чрезвычайной плотностью атомной структуры. Твердость алмазов по шкале Мооса 10.

Шлифование металловосуществляется механическими и ручными методами. При механических методах используют специальные шлифовальные бормашины со сменными резиновыми и керамическими кругами,  При   ручных абразив  бруски, напильники, наждачнцю бумагу (шкурку).

Машинное шлифование:

1) плоское шлифование — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей;[1]

2) ленточное шлифование — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей «бесконечными» (сомкнутыми в кольцо) лентами;

3) круглое шлифование — обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий.

Круглое шлифование подразделяется на внутреннее и наружное. Внутреннее же в свою очередь делится на обычное и планетарное (обычное — отношение диаметра отверстия детали к диаметру образива D=0,9d, планетарное — D=(0,1…0,3)d).

  1. Применяется следующие оборудование: Станок плоскошлифовальный 3Г71, Круг шлифовальный ПП 150х10х32,Круг шлифовальный 1 125х6,0х22,23, Круг шлифовальный ПП 150х20х32, Настольная шлифовальная машина Verto 51G425, шлифовальная шкурка Р150(10) А (14А), шлифовальная шкурка Р 40(40) А (14А)

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механосборочном цехе №3, механосборочном цехе №4, механосборочном цехе№10, сборочно-малярном цехе №15

studfiles.net

Устройство для направления и охлаждения сверла

 

Изобретение относится к станкостроению . Целью изобретения является обеспечение эффективности охлаждения сверла за счёт охлаждения сверла вне зоны резания // я при использовании дающих ядовитые пары смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). При движении шпинделя 4 вниз кондукторная плита 3, повешенная на шпинделе на штангах, опускается до контакта с деталью 13. При дальнейшем движении шпинделя 4 сверло 12 попадает в кондукторную втулку 5, а толкатель 9 опускает втулку 5, позволяя СОЖ поступать во втулку 5. Сверло 12 обрабатывает деталь 13, при этом стружка не попадает в сверло из-за стружкоотражателя. При обратном ходе шпинделя 4 после обработки сверлом 12 детали 13 на какую-то глубину сверло 12 проходит слой СОЖ во втулке 5, испаряя его, и охлаждается слоем СОЖ над втулкой 5. Толкатель 9 поднимается , а втулка 5, поднимаясь до упора 7, отсекает подачу СОЖ к сверлу. 4 ил. fe ОС а ос Фиг.З

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНН6! Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4404539/08 (22) 06.04.88 (46) 07.01.91. Бюл. М 1 (71) Филиал Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения (72) В.И.Кизим, А.П,Семилетов и Н.П.Сергеева . (53) 62.719(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 986640, кл. В 23 В 49/02, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ И

ОХЛАЖДЕ Н ИЯ СВ Е РЛА (57) Изобретение относится к станкостроению. Целью изобретения является обеспечение эффективности охлаждения сверла эа счет охлаждения сверла вне эоны резания Ж» 1618583 А1 (я)з В 23 0 11/10, В 23 В 49/02 при использовании дающих ядовитые пары смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

При движении шпинделя 4 вниз кондукторная плита 3, повешенная на шпинделе на штангах, опускается до контакта с деталью

13. При дальнейшем движении шпинделя 4 сверло 12 попадает в кондукторную втулку

5, а толкатель 9 опускает втулку 5, позволяя

СОЖ поступать во втулку 5. Сверло 12 обрабатывает деталь 13 ° при этом стружка не попадает в сверло из-за стружкоотражателя. При обратном ходе шпинделя 4 после обработки сверлом 12 детали 13 на какую-то глубину сверло 12 проходит слой СОЖ во втулке 5, испаряя его, и охлаждается слоем

СОЖ над втулкой 5. Толкатель 9 поднимается, а втулка 5, поднимаясь до упора 7, отсекает подачу СОЖ к сверлу. 4 ил.

1618583

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для направления и охлаждения сверла.

Целью изобретения является обеспечение эффективности охлаждения за счет охлаждения сверла вне зоны резания при использовании дающих ядовитые пары смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — то мке, в нерабочем положении; на фиг. 3 — то же, в момент сверления, на фиг, 4 — втулка.

Устройство содер>кит подвешенную нэ штангах 1 и 2 кондукторную плиту 3, при этом вторые концы штанг закреплены на шпинделе 4, кондукторную втулку 5, установленную в кондукторной плите 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно нее и связанную с ней через пружины 6, Г-образные упорь 7„установленные на п.тите 3 с возможностьк> взаимодействия с втулкой 5, емкость 8 для СОЖ, установленную на плите 3 соосно с втулкой 5, закрепленный на шпиндЕле с возможностью взаимодействия с кондукторной втулкой 5 толкатель 9 и размЕщенный в кондукторной втулке 5 стружкоотражатель в виде шайбы 10 с выступами

11, предназначенными для размещения в канавках сверла 12.

Устройство работает следующим образом.

Шпиндель 4 опускается и опускает кондукторную плиту 3 на штангах 1 и 2 до упора ее в деталь 13. После этого движение плиты

3 прекращается. Во время дальнейшего движения шпинделя 4 толкэтель 9 надавливает на кондукторную втулку 5 и сжимает пружины 6. Втулка 5 опускается, и СОЖ из емкости 8 поступает во втулку 5, Сверло 12 с это время находится во втулке 5, и при его

40 вращении СОЖ отбрасывается от ее выходной части и стружкоотражателя, После прохождения сверлом 12 стружкоотражателя начинается обработка детали 13. После погружения сверла 12 в деталь 13 на глубину

0,7 — 1,0 диаметра сверла 12 оно поднимается, выходит иэ стружкоотражателя и попадает в СОЖ, где охлаждается, При этом часть СОЖ, попавшая во втулку 5, испаряется на режущих кромках, не попадая в зону резания (зону интенсивного ее разложения и испарения). В гулка 5 после того, как толкатель 9 начнет подниматься, также поднимается и упирается в Г-образные упоры 7, предотвращая утечку СОЖ в зону резания.

Этот цикл повторяется периодически до окончания обработки.

Формула изобретения

Устройство для направления и охлаждения сверла, содержащее кондукторную плиту со штангами для ее крепления на шпинделе, установленную на плите емкость со смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ) и кондукторную втулку, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения эффективности охлаждения, кондукторная втулка установлена в кондукторной плите с возможностью возвратно-поступательного перемещения и подпружинена относительно нее, емкость для СОЖ расположена соосно с кондукторной втулкой, при этом устройство снабжено размещенными на кондукторной плите с возможностью взаимодействия с кондукторной втулкой Г-образными упорами, предназначенными для прикрепления на шпинделе с возможностью взаимодействия с кондукторной втулкой TollKBTBRBM и размещенным в кондукторной втулке стружкоотра>кателем в виде шайбы с предназначенными для размещения в канавках сверла выступами.

3638583

1618583

Составитель В.Ротницкая

Редактор О.Юрковицкая Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Øàðoøè

Заказ 14 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Ъ

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для направления и охлаждения сверла Устройство для направления и охлаждения сверла Устройство для направления и охлаждения сверла Устройство для направления и охлаждения сверла 

Похожие патенты:

Изобретение относится к станкостроению

Изобретение относится к станкостроению, а именно к способам охлаждения кольцевого сверла

Изобретение относится к станкостроению, а именно, к стендам для определения истощаемости смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ)

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) к шпинделям револьверной головки с фиксированными позициями поворотной части

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для подачи смазочно-охлаждающих средств к станку с системой программного управления

Изобретение относится к станкостроению, а именно к бакам для очистки смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при хонинговании заготовок на станке с системой управления перемещением хона

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки иглофрезой

Изобретение относится к станкостроению

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для дозированной подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)

Изобретение относится к станкостроению , в частности к приспособлениям для сверления отверстий без разметки

Изобретение относится к строительной технике

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станочных приспособлениях для обработки отверстий сверлением, зенкерованием и развертыванием в заготовках из вязких материалов типа труб, стаканов и др., имеющих развитые цилиндрические поверхности

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для сверления смежных отверстий

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к обработке отверстий

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к станкостроению, и может быть использовано при обработке контровочных отверстий

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при обработке контровочных отверстий

Изобретение относится к металлообработке и в частности, к универсальным устройствам для обработки систем чередующихся отверстий

Изобретение относится к машиностроению, в частности может быть использовано как технологическое оборудование для обработки отверстий

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сверлении отверстий на головке крепежного болта

Изобретение относится к станкостроению, в частности к оснастке, используемой для точного направления режущего инструмента типа сверл при выполнении и/или обработке глубоких отверстий

Изобретение относится к станкостроению

www.findpatent.ru

Как правильно сверлить металл

Как правильно сверлить металПри изготовлении металлических деталей одним из наиболее часто встречающихся видов обработки является сверление. И здесь есть свои тонкости.

Для сверления металлических заготовок применяют в основном спиральные сверла. На рабочей части они име­ют две режущие кромки и две винтовые канавки для отво­да стружки. В процессе резания (сверления) могут воз­никнуть большие усилия, поэтому заготовку требуется надежно закреплять. Сверло большого диаметра при за­едании (чаще всего при выходе из заготовки) может даже вырвать заготовку из тисков, если она слабо зажата.

Электродрель при сверлении отверстий лучше устано­вить в сверлильную стойку. При сверлении же с рук, на­пример, больших заготовок лучше пользоваться дрелью с дополнительной рукояткой, позволяющей удержать инст­румент при заедании сверла.

Тем не менее, чтобы сверлить с рук, необходим опреде­ленный навык. Если дрель держать неправильно, сверло будет уводить от намеченной оси, а тонкое сверло может даже сломаться. При перекосе сверла большого диаметра дрель надо сразу же выключить. Поэтому при сверлении с рук ее выключатель фиксировать не следует.

КАКПРАВИЛЬНОСВЕРЛИТЬ

Чтобы сверло при врезании в заготовку в начале сверления не увело в сторону, центр будущего отвер­стия на заготовке необходимо накернить. Под заготов­ку желательно подложить отрезок доски. При этом скользить по доске заготовка будет меньше, чем по шлифованному стальному основанию сверлильной стойки. К тому же края отверстий со стороны выхода сверла будут в этом случае чище.

Сначала сверлят, лишь слегка нажимая на рукоятку сверлильной стойки. Когда сверло врезалось в матери­ал и пошла чистая стружка, нажим можно усилить.

Для получения в толстых заготовках отверстий диамет­ром более 5 мм предварительно проходят их более тонким сверлом, а затем рассверливают до требуемого диаметра.

{morfeo 6}

ОХЛАЖДЕНИЕ И СМАЗКА

При сверлении отверстий в металлических заготовках, особенно из твердых металлов, сверло в результате трения сильно нагревается и может даже утратить свои режущие свойства из-за понижения твердости. Чтобы трение уменьшить, сверло смазывают.

От перегрева сверло защищают охлаждающими жидкостями. Для одновременной смазки и охлаждения сверл применяют комбинированные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Пастообразные охлаждающие составы (существуют и такие) наносят на сверло перед сверлением. Жидкую смазку можно вводить в высверливаемое отверстие из шприца или ручной масленки в процессе сверления или наносить кистью на сверло, извлекая его время от времени из отверстия. При сверлении стали, алюминия, меди и бронзы для смазки и охлаждения сверл используют специальную эмульсию. Для тех же целей при сверлении латуни и алюминиевых сплавов годится керосин. В сером чугуне отверстия сверлят всухую. В домашних условиях при отсутствии специальных смазочно-охлаждающих средств можно использовать машинное масло.

Рекомендуемые скорости резания (об \ мин)

Диаметр сверла, мм Алюминий Другие цветные металлы Конструкционная сталь

до 4

4 - 6

6 - 8

8 - 10

1- - 12

2800

2100

1300

1000

700

2800

2800

2500

2000

1600

2400

1600

1200

1000

800

При обработке круглых и выпук­лых заготовок смазка быстро сте­кает вниз от места сверления. Чтобы этого избежать, вокруг от­верстия можно устроить "запру­ду" из замазки или пластилина. Замазку раскатывают в жгут, со­единяют жгут в кольцо и уклады­вают вокруг высверливаемого от­верстия.

sekrety-masterov.ru

Смазачно-охлаждающие технологические средства

| Содержание | Глава 10 >>

9. Смазачно-охлаждающие технологические средства

Эффективность металлообработки - комплексный показатель, учитывающий в числе прочих условий и роль смазочно-охлаждающих технологических средств "СОТС", их влияние на качество изделий, производительность труда и другие технико-экономичекие показатели процессов обработки металлов резанием.

Современные СОТС - это неотъемлемая часть всего комплекса средств, обеспечивающего эффективную эксплуатацию металлорежущего оборудования. Поскольку в практике металлообработки условия резания различаются значительное, то соответственно применяется и большое число СОТС, искусственно вводимых в зону резания. Естественно, что такие вопросы, как назначение, классификация и физико-химические основы действия СОТС, требуют особого внимания и должны быть достаточно подробно рассмотрены в первую очередь.

Требования к СОТС. Наиболее важными из них являются требования обеспечивать увеличение стойкости режущего инструмента и повышать качество обрабатываемой поверхности при соблюдении заданной точности обработанной поверхности. Выполнение этих требований приводит в конечном счете к снижению стоимости металлообработки вследствие уменьшения затрат на режущий инструмент, сокращению брака и простоев станков, связанных с заменой затупившегося инструмента. В зависимости от условий обработки СОТС должны обеспечивать смазывающее, охлаждающее, диспергирующее или моющее действие. Однако в большинстве случаев от СОТС требуется обеспечить одновременно несколько действий в различной степени. Так, например, при фрезеровании твердосплавными фрезами требуется высокое смазывающее и обязательно низкое охлаждающее действие; при нарезании резьбы метчиками и при развертывании - высоко эффективные моющее и смазывающее; при токарной обработке титановых сплавов - охлаждающее, а при обработке их фрезерованием - смазывающее действия. Поэтому при создании или выборе СОТС необходимо знать, какое действие в данных условиях резания должна обеспечивать жидкость. Предъявляемые к СОЖ требования выражаются в виде конкретных предельно допустимых норм показателей качества.

9.1. Hазначение и классификация смазочно-охлаждающих технологических средств для обработки металлов резанием.

СОТС предназначены для смазки поверхностей трения, охлаждения режущего инструмента и обрабатываемой заготовки, облегчения процесса деформирования металла, своевременное удаление из зоны резаниястружки и продуктов износа инструмента, а также для временной защиты изделий и оборудования от коррозии. Благодаря этому СОТС в значительной мере определяют экономичность и надежность работы многочисленны и разнообразной металлообрабатывающей техники, а именно: увеличивают стойкость режущего инструмента, улучшают качество изделий, снижают силы резания и потребную мощность.

По классификации все СОТС по их агрегатному состоянию разделены на четыре типа: газообразные, жидкие, пластичные и твердые.

Газообразные СОТС. В качестве СОТС этого типа применяют нейтральные (азот, аргон, гелий) и активные, кислородосодержащие (воздух, кислород, диоксид углерода), газы. Активные газы не только играют роль охладителя, но и защищают поверхность трущихся металлов от изнашивания, образуя на них оксидные пленки.

В среде кислорода можно затачивать режущий инструмент из инструментальных сталей и твердых сплавов, точить и сверлить кислостойкие и жаропрочные сплавы, шлифовать специальные стали и сплавы. Однако применение газообразных СОТС не получило широкого распространения в практике.

Жидкие СОТС наиболее рапространены. Их принято называть смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ). Они разделены на классы: масляные, водосмешиваемые (водные), быстрорастворяющиеся и расплавы некоторых металлов.

Масляные СОЖ. Состоят из минерального масла, являющегося базовым, к которому могут быть добавлены антифрикционные, антиизносные и антизадирные присадки, ингибиторы коррозии, антиоксиданты, антипенные и антитуманные присадки.

Минеральное масло в масляных СОЖ занимает 60-95% (в процентах по массе). Обычно это высокоочищенные нафтеновые или парафиновые масла. Иногда в качестве основы для масляных СОЖ используют смесь из нескольких (2-3) минеральных масел. Используют также в качестве базы маловязкие экстракты селективной очистки, очищяя их каталитическим гидрированием, что снижает их стоимость. При выборе базовых минеральных масел учитывают прежде всего их физико-химические свойства (вязкость, индекс вязкости, групповой углеродный состав) и обусловленные ими смазочные, антиокислительные и другие характеристики, влияющие на процесс трения и износ инструмента.

Синтетические масла из-за их высокой стоимости используют иногда в виде добавок.

Антифрикционные присадки - это обычно технические растительные масла и жиры (рапсовое масло, свиной жир), жирные кислоты и их эфиры, а также полимерные ненасыщенные жирные кислоты. Их содержание обычно составляет 5-25%. В связи с их дефицитностью ведутся работы по замене жировых продуктов естественной природы на синтетические.

Антиизносные присадки - уменьшают износ режущего инструмента при возрастании нагрузке. Из них в составе масляных СОЖ наиболее известны диалкилфосфиты, а также осерненные жиры и полимерные жирные кислоты. Концентрация противоизносных присадок в масляных СОЖ обычно 0.5-5%, она зависит от назначения продукта, а также состава других присадок.

Антизадирные присадки предотвращают схватывание и износ режущего инструмента при наиболее тяжелых температурных и механических нагрузках. Это чаще всего вещества, содержащие серу, хлор, фосфор. В зависимости от условий применения масляных СОЖсодержание в них серы составляет от 0,5-3% (сульфиды и полусульфиды) до 3-20% (осерненные жиры). Хлоросодержащие противозадирные присадки менее распространены. Самая распространенная из них - хлорированный парафин. Хлоросодержащие присадки в количестве 3-15% применяют при обработке высоколегированных сталей.

Ингибиторы коррозии предотвращают коррозионное воздействие масляных СОЖ на изготовляемые детали и детали станка вызывается продуктами окисления минеральных масел, присадками, а также продуктами их разложения. По склонности к коррозии обрабатываемые материалы различаются весьма широко, и это обстоятельство учитывают того или иного способа противокоррозионной защиты. В ряде случаев достаточно эффективными ингибиторами коррозии являются присадки, используемые для улучшения смазочных свойств СОЖ: полимерные ненасыщенные жирные кислоты, дисульфиды, аминофосфаты.

Антипенные присадки добавляют в масляные СОЖ для предотвращения пенообразования. Hаибольшее распространение получили диметилселиконовые полимеры. Требуемые количества этих веществ 0.0005-0.001%.

Антитуманные присадки снижают образование и выделение масляного тумана (аэрозоля) при работе с СОЖ на масляной основе. В качестве антитуманых присадок рекомендуется полиолефины, аттактический полипропилен. Эти присадки обычно вводят в количестве 0.5-3%. Масляные СОЖ обладают хорошими смазывающими свойствами, обеспечивают продолжительный срок службы режущего инструмента, предохраняют обрабатываемый металл и детали станков от коррозии.

Масла без присадок применяют при обработке магния, латуни, бронзы, меди и углеродистых сталей при легких режимах резания. Однако они мало эффективны при обработке труднообрабатываемых сталей и сплавов, особенно при тяжелых режимах резания.

Hедостатками масляных СОЖ являются сравнительно низкие охлаждающие свойства и низкая термическая стабильность, пожароопасность, повышенная испаряемость и высокая стоимость.

Водосмешиваемые СОЖ. Такие СОЖ могут содержать эмульгаторы, нефтяные масла, воду, спирты, гликоли, ингибиторы коррозии, бактерициды, противоизносные, противозадирные и антипенные присадки, электролиты и другие органические и неорганические продукты. Эти СОЖ применяют в виде эмульсий или истинных водных растворов при абразивной и лезвийной обработке (легкие и средние режимы резания) черных и цветных металлов. Преимуществами водосмешиваемых СОЖ является более высокая, чем у масляных СОЖ, охлаждающая способность, относительно низкая стоимость, пожаробезопасность и меньшая токсичность, недостатки - сравнительно невысокие смазывающие свойства, низкая эффективность на отдельных операциях и недостаточно высокая стабильность свойств во времени. Водосмешиваемые СОЖ разделены на четыре подкласса - эмульгирующиеся (эмульсолы), полусинтетические, синтетические, растворы электролитов.

Эмульгируещиеся СОЖ (эмульсолы) при смешивании с водой образуют эмульсии. В качестве основы эмульсолов используют средневязкие нефтяные масла нафтенового или смешанного типа, содержание которых в эмульсоле может достигать 85%. Применяют эмульсолыв виде 1-5%-ных эмульсий в воде.

Эмульгаторы являются поверхностно-активными веществами (ПАВ) и, кроме уменьшения поверхностного натяжения, они выполняют роль смазочных веществ и ингибиторов коррозии. В качестве эмульгаторов наибольшее распространение в составе эмульсолов получили анионоактивные ПАВ, а также их смеси: калиевые, натриевыми мыла жирных, смоляных и сульфокислот.

Полусинтетические СОЖ принципиально не отличаются от эмульсолов по компонентному составу, однако они существенно отличаются от них по концентрации компонентов. Основу полусинтетических СОЖ составляет вода (до 50%) и эмульгаторы (до 40%).Обязательным компонентом является маловязкое (3-10 кв.мм/с при 50 град.С) нефтяное масло. Полусинтетические СОЖ, как и эмульсолы, могут содержать биоциды, противоизносные и противозадирные присадки. Их используют в виде 1-10%-ных водных растворов. Синтетические СОЖ представляют собой смесь водорастворимых полимеров, поверхностно-активных веществ, ингибиторов коррозии, биоцидов, антипенных присадок и воды. В их состав для повышения смазывающих свойств вводят противоизносные и противозадирные присадки. Синтетические СОЖ могут быть приготовлены в виде порошков. Их применяют в виде 1-10% водных растворов. По универсальности, продолжительности сохранения эксплуатационных свойств синтетических СОЖ, как правило, превосходят эмульсии.

Быстроиспаряющиеся СОЖ. Основу таких СОТС составляют быстроиспаряющиеся галогенпроизводные углеродов. Испаряясь, они охлаждают режущий инструмент и обрабатываемое изделие и оставляют на трущихся поверхностях тонкие смазывающие слои присадок, входящих в их состав. Быстроиспаряющиеся СОТС применяют при обработке резанием труднообрабатываемых сплавов и пакетов из пластин разнородных материалов на операциях сверления, развертывания, нарезания резьбы и протягивания.

Пластичные СОТС. обычно представляют собой пластичные смазки. Их используют в мелкосерийном производстве при нарезании резьбы (метчиками и плашками), сверлении, протягивания и развертывания, при полировании и обработке металлов напильниками. Применение пластичных СОТС ограничивается трудностью введения их в зону резания, невозможностью сбора, очистки и повторного применения. Пластичные СОТС разделены на следующие классы: смазки на углеводородных (парафин, воск и некоторые полимеры), мыльным (натриевые, литиевые, кальциевые, бариевые, свинцовые и др.) и неорганических (глина, слюда, асбест и др.) загустителях.

Твердые СОТС. По химическому составу подразделены на три класса - неорганические продукты слоистой структуры (тальк, графит, слюда, дисульфид молибдена и др.), органические соединения (воски, мыла, твердые жиры, полимеры) и мягкие металлы (олово, свинец, медь). Применяют их в особо трудных условиях (при высоких температурах и нагрузках), а также в тех случаях, когда другие типы СОТС не эффективны. Твердые смазки наносят в качестве поверхностных покрытий на режущий инструмент или обрабатываемый металл.

По применению все СОТС разделены на две группы - массового и специального применения. СОТС массового назначения пригодны для ряда операций обработки металлов резанием при различных режимах. Они в свою очередь разделены на три подгруппы: обычные, универсальные и многоцелевые. Обычные обеспечивают выполнение нескольких операций обработки резанием той или иной группы черных или цветных металлов, универсальные - широкий круг операций обработки резанием черных и цветных металлов. К СОТС специального назначения отнесены газообразные, пластичные и твердые СОТС.

9.2 Функциональные действия СОТС.

В соответствии с современными представлениями СОТС в процессе резания может производить смазывающее, охлаждающее, диспергирующее и моющее действия. Разделить различные эффекты действия СОТС бывает весьма сложно, так как они могут проявляться одновременно и порознь в различных зонах контактной поверхности инструмента, стружки и заготовки в зависимости от особенностей операции и режимов резания, характеристик обрабатываемого инструментального материалов. В большинстве случаев высокие эксплуатационные свойства СОТС (СОЖ) определяются их смазывающим и охлаждающим действием.

Смазывающее действие СОЖ. Смазывающее действие СОЖ проявляется преимущественно в зоне контакта резца и стружки, а также контакта резца и заготовки. Оно обусловлено способностью СОЖ вступать в физическое, химическое и физико-химическое взаимодействие с активированными поверхностями контактной зоны и образовывать на них гидродинамические, физические (адсорбционные) и химические смазочные пленки. В зависимости от условий резанья такие пленки могут образовываться порознь или одновременно. Физические и химические смазочные пленки принято называть граничными. Их толщина колеблется от нескольких десятков до нескольких сотен ангстрем. Сопротивление сдвигу у них выше, чем у гидродинамических пленок. В случае образования при резании металлов гидродинамических смазочных пленок (например, обработка меди при низких скоростях) трущиеся поверхности разделены слоем СОЖ в несколько микрон и более. Здесь вязкость СОЖ имеет преобладающее значение и должна быть оптимальной. Иногда вязкость может быть компенсирована серо-,хлор- или фосфорсодержащими присадками.

Адсорбционные смазочные пленки образуются при малых давлениях и низких температурах. Поверхностно-активные молекулы, содержащиеся в СОЖ, адсорбируются слоями на контактирующих металлических поверхностях. Толщина пленки может включать от нескольких до 500 молекулярных слоев. Такая пленка выдерживает большие нормальные нагрузки, однако, слабо сопротивляется действию касательных напряжений. Чем выше устойчивость граничной пленки к действию нормальных и чем ниже к действию касательных напряжений, тем меньше коэффициент трения и тем выше смазывающая способность среды. Наиболее прочно адсорбируются на поверхности металла молекулы олеиновой кислоты, некоторых растительных масел и синтетических ПАВ. Поэтому они широко используются в композициях масляных СОЖ. Присутствие влаги и кислорода ускоряет процессы хемосорбции. Существенную роль при образовании пленок играет температура, при ее повышении рост пленок уменьшается, а скорость образования химических пленок увеличивается. При операциях с высоким выделением тепла более эффективны химические смазывающие пленки, образуемые на контактирующих поверхностях за счет противоизносных и противозадирных присадок. В зоне контакта происходит распад молекул присадок с образованием атомов и радикалов, которые вступают в химическую реакцию с металлом, образуя смазочный слой.

Смазывающее действие СОЖ проявляется еще и в том, что углерод, кислород, сера, фосфор и другие элементы, входящие в состав, в условиях высоких давлений, напряжений и температур не только реагирует с поверхностью металла с образованием граничной смазочной пленки, но и диффундируют в тончайшие поверхностные слои трущихся металлических поверхностей, образуя эвтектические сплавы с более низкими коэффициентами трения. В результате чего облегчаются процессы трения и пластической деформации металла.

Многими исследованиями установлено положительное влияние смазывающего действия СОЖ на процессы, предотвращающие налипание и наростообразование на лезвии инструмента, изменяющие форму стружки и длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента, в результате чего уменьшаются теплообразование, усилия резания и шероховатость обрабатываемой поверхности. Смазывающее действие СОЖ зависит от операции и режима резания, свойств обрабатываемого и инструментального материалов и определяется в основном скоростями образования и изнашивания граничных смазочных пленок, а также их составом, строением и свойствами.

Охлаждающее действие СОЖ. При резании основная часть механической энергии преобразуется в теплоту. Охлаждающее действие СОЖ основано на законах теплообмена. Нагретые до высоких температур режущий инструмент, заготовка и стружка передают путем конвективного теплообмена смазочно-охлаждающей среды часть тепла. Кроме того, теплоотвод при резании может осуществляться вследствие теплопередачи излучением, испарением среды и протекания химических реакций, происходящих при поглощении тепловой энергии. Теплоотводы, связанные с излучением, испарением и химическими реакциями, невелики. Поэтому при оценке охлаждающего действия СОЖ ограничиваются рассмотрением конвективного теплообмена, который зависит, главным образом, от теплофизических свойств и гидродинамических условий подачи жидкости. На теплообмен наиболее сильно влияют вязкость, теплопроводность, теплоемкость, плотность и смачиваемость СОЖ, а также разность температур охлаждаемой поверхности и потока жидкости.

В процессе резания наибольшему воздействию высокой температуры подвергается инструмент. Исследования показывают, что применение смазочно-охлаждающей среды не препятствует возникновению высокой температуры в инструменте. Однако действие СОЖ существенно уменьшает область нагрева инструмента. При этом подача эмульсии под давлением на вспомогательную заднюю поверхность инструмента более эффективна, чем ее полив свободно падающей струей на переднюю поверхность инструмента. Для ряда операций обработки металлов резанием эффективность охлаждающего действия СОЖ повышается при подаче жидкости в распыленном состоянии, под давлением или через внутренние каналы в инструменте по сравнению с подачей СОЖ поливом свободно падающей струей.

Однако охлаждающее действие СОЖ может иметь и отрицательные последствия. Так, например, при фрезеровании (прерывистое резание) твердосплавным инструментом с высокой скоростью резания, применение СОЖ приводит к значительным колебаниям температуры режущей части фрезы и уменьшению ее стойкости. Кроме того, интенсивное охлаждение поверхности обрабатываемого изделия приводит, как правило, к возникновению в металле внутренних напряжений растяжения, что ухудшает эксплутационные свойства изделия.

Диспергирующее действие СОЖ. Под этим действием СОЖ подразумевается их способность облегчать деформацию, разрушение и дробление (диспергирование) металла, т.е оказывать действие, способствующее образованию новой поверхности. В присутствии ПАВ облегчается зарождение и распространение микротрещин в металле. Полярные молекулы продвигаются по стенкам образующихся трещин до тех пор, пока их размеры не станут больше размеров трещин. В результате в самых узких местах микротрещин возникают дополнительные расклинивающие давления, вызываемые адсорбционными слоями, что приводит к "охрупчиванию" металла и его разрушению. Хрупкость металла может повышаться за счет диффузии атомов и ионов СОЖ в деформируемые слои. В результате этого процесса металл в зоне деформации быстрее достигает предельной прочности и разрушается при меньших затратах энергии.

Моющее действие СОЖ. В процессе резания металла образуются стружка и шлам, состоящий из мелкодисперсной стружки, частиц износа инструмента и трущихся деталей станка, окалины, пыли, грязи, продуктов термоокислительной деструкции компонентов СОЖ и жизнедеятельности микроорганизмов. Твердые коллоидные частицы шлама проникают в микронеровности обрабатываемой заготовки, деталей станков и инструмента, где прочно удерживаются электростатическими и механическими силами. Скопление частиц шлама приводит к снижению стойкости инструмента и ухудшению качества обрабатываемой поверхности. Поэтому СОЖ должны смыть и унести крупную стружку или металлические опилки, предотвратить образование лакообразных отложений и нагара на поверхностях изделия и инструмента, нагретых до высоких температур. Моющее действие СОЖ представляет собой совокупность физико-химических процессов, приводящих к очистке поверхностей обрабатываемой заготовки, инструмента и деталей станка от шлама. Смыв и эвакуация крупной стружки или продуктов шлифования, накапливающихся в зоне резания, является одной из важных функций СОЖ. Смывающее действие в значительной степени зависит от количества СОЖ, подаваемой в зону резания, скорости потока и метода подачи жидкости. Эффективность смывающего действия СОЖ повышается с введением в ее состав моющих веществ.

9.3. Выбор СОТС для различных процессов обработки металлов резанием. Типы СОТС.

Эффективность эксплуатации металлообрабатывающего оборудования во многом зависит от правильного выбора и применения СОЖ.

При хонинговании большинства металлов используются маловязкие масляные СОЖ с хлоросодержащим или серо- и хлоросодержащими присадками (ОСМ-1). Хонингование при легких режимах осуществляется с применением маловязкого масла с добавками растительных или животных жиров (ВИ-2).

Шлифование различных материалов производят в основном с помощью водных СОЖ (Аквол-2,Аквол-6,Аквол-15). Однако при шлифовании нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов серосодержащие и хлоросодержащие масляные жидкости (ОСМ-3).Маловязкие масляные СОЖ (ОСМ-4), кроме того ,с успехом применяют при отделочном шлифовании цветных металлов.

При силовом и скоростном шлифовании металлов в основном находят применение серосодержащие или хлоросодержащие масляные СОЖ (МР-10,Укринол-14) в зависимости от обрабатываемого материала и режима резания. Цветные металлы и легкие сплавы лучше обрабатывать с применением эмульгирующихся, полусинтетических СОЖ.

Обработка цветных металлов и углеродистых сталей на токарных автоматах ведется с применением масляных СОЖ (ОСМ-1).

При зубообработке в основном распространены различные виды масляных СОЖ (МР-5У). Эмульгирующиеся (в том числе с активными присадками) нашли применения при нарезании зубьев на деталях из цветных и легких металлов и сплавов, а также на низкопрочных сталях.

На операциях нарезания резьбы и протягивания в большинстве случаях наиболее эффективны масляные СОЖ (МР-99, МР-7),содержащие активные элементы- серу и/или хлор. Водные СОЖ целесообразно применять только при обработке низкопрочных сталей, цветных и легких металлов и их сплавов, а также при нарезании резьбы в деталях из сталей и сплавов (Аквол-10м, Аквол-1).

Обработку титановых сплавов на операциях шлифования, точения и фрезерования производят с применением водных СОЖ (Аквол-10м, Аквол-2). При сверлении, работе на станках - автоматах, глубоком сверлении, зубообработке, нарезании резьбы и протягивании используются специальные масляные СОЖ Т (ОСМ-5) и эмульгирующиеся жидкости, активированные противоизносными и противозадирными присадками.

При выборе СОЖ для того или иного обрабатываемого материала при прочих равных условиях целесообразно руководствоваться следующими практическими рекомендациями: цветные металлы и легкообрабатываемые стали рационально обрабатывать с применением масляных СОЖ с жировыми добавками. Мягкие и конструкционные стали с применением хлоросодержащих масляных СОЖ, причем СОЖ с высокой концентрации хлоросодержащих присадок рекомендуется также для протягивания, резьбо- и зубонарезания.

По мере перехода от легкообрабатываемых сталей к более труднообрабатываемым следует применять СОЖ с большими концентрациями активных присадок. Неактивные СОЖ находят применение на всех операциях резания легких и цветных металлов и сплавов, а также в большинстве случаев обработки сталей низкой прочности, когда имеется опасность коррозии металла.

Активные масляные СОЖ в основном используют при силовом резании труднообрабатываемых материалов и особенно, когда процесс стружкообразования сопровождается появлением нароста. Однако из-за высокой активности серосодержащих присадок, входящих в их состав, эти СОЖ могут вызвать снижение стойкости инструмента.

При обработке на станках с ЧПУ и на технологических модулях гибких автоматизированных производств используют, в основном, следующие виды СОЖ: Аквол-10м, Аквол-14, Карбомол П-1, Аквол-1, Аквол-2, Э-2, ЭТ-2, НГЛ-205 - все из подклассов эмульсий, синтетических и полусинтетических СОЖ.

Аквол-10м - концентрат на гликолевой основе, содержит анионоактивные и неионогенные эмульгаторы и незначительное количество жировых присадок. Предназначен для приготовления синтетических СОЖ с широкой областью применения.

Аквол-14 - представляет собой концентрат на основе полиакиленгликолей, содержит трибополимезирующие присадки и добавки, придающие СОЖ необходимый комплекс свойств. При смешивании с водой образует прозрачные, бесцветные или слегка окрашенные растворы. Применяют при обработке резанием черных металлов и сплавов.

Карбомол П-1 - сбалансированная смесь эмульгатора с минеральным маслом. которая используется на операциях лезвийной обработки.

Укринол-14 - средневязкая смесь минеральных масел, содержащая хлорные, фосфорные и жировые присадки. Применяются при скоростном, силовом и глубинном шлифовании инструментальных сталей.

МР-10 (ТУ 38 101973-85) - средневязкая смесь неактивного вида, содержащая антифрикционные, противоизносные, противозадирные присадки. Применяется при силовом и скоростном шлифовании сталей.

ОСМ-1 (ТУ 38 УССР 201228-81) - маловязкая смесь неактивного вида, содержащая противозадирные и другие присадки. Применяется при обработке чугунов, легированных, конструкционных и инструментальных сталей на операциях сверления, развертывания, фрезерования и шлифования, а также при обработке коррозионностойких, жаропрочных, жаростойких сталей и сплавов на операциях фрезерования и шлифования.

МР-7 - осерненное минеральное масло средней вязкости. Применяют при средних и тяжелых режимах резания сталей и сплавов на токарных автоматах и отдельных операциях сверления, глубокого сверления отверстий диаметром более 30 мм, точения, фрезерования, развертывания, протягивания, резьбо- и зубонарезания

9.4. Автоматизированный выбор и контроль СОЖ в автоматизированном производстве.

В условиях работы автоматизированного производства выбор видов СОЖ и контроль их качества должны быть автоматизированы (с помощью ЭВМ и других технических средств) и осуществляться в отдельной подсистеме, входящей в автоматизированное производство наряду с другими подсистемами и взаимодействующая с ними.

Это ситуация выдвигает новые требования к СОЖ: оптимизация товарного состава СОЖ, обеспечивающих максимальное число различных операций обработки, а также необходимость оперативного контроля и коррекции эксплуатационных свойств СОЖ, влияющих на надежность работы всего производства.

Оптимизация состава СОЖ предполагает использование такого их ассортимента, чтобы обеспечивался минимум приведенных затрат.

Как слишком узкий, так и слишком широкий ассортимент характеризует неудовлетворительное состояние в области разработки и применения СОЖ. Оптимизация означает нахождение требуемого количества СОЖ, обеспечивающего общую эффективность всего процесса механической обработки. При этом возникает проблема их совместимости, приготовления, хранения, очистки и регенерации. Совместимость СОЖ необходима потому, что при перемещении заготовки из одной позиции в другую возможно перемешивание оставшейся на поверхностях обрабатываемой детали СОЖ различных марок и их смешивание. Это может привести к ухудшению эксплуатационных характеристик СОЖ.

При применении СОЖ одного типа можно использовать централизованную систему подачи СОЖ. Эти системы применяются для обеспечения жидкостями автоматических линий и гибких производственных систем. СОЖ подается к станкам непосредственно из централизованной установки. Отработанные жидкости возвращаются в установку по подземным трубопроводам. Применение централизованной системы исключает необходимость иметь на каждом станке насос, фильтры и другое оборудование для подачи СОЖ, сокращает простои оборудования и дает возможность поддерживать качество жидкостей в процессе их эксплуатации. Современные централизованные системы автоматически выполняют операции приготовления, подачи, охлаждение, стабилизации качества, очистки и регенерации СОЖ. Но они могут ограничивать производительность обработки и в некоторых случаях понижать качество обработанной поверхности из-за использования одного типа СОЖ.

В общем случае централизованная система состоит из одной постоянно действующей и пяти, периодически подключающихся подсистем. Постоянно действующая подсистема является основной и обеспечивает циркуляцию СОЖ в процессе ее использования на станках.

Она включает в себя пять комплексов различных устройств (подачи, очистки, биозащиты, стабилизации и активации СОЖ). Устройства, входящие в комплексы, могут подключаться к магистральному потоку СОЖ последовательно или параллельно. К периодически действующим подсистемам относятся подсистемы приготовления, поддержания качества, регенерации и обезвреживания СОЖ. В зависимости от производственной необходимости централизованная система может не содержать какой-либо периодически действующей подсистемы.

Оптимизация СОЖ является комплексной технико-экономической задачей, решением которой при заданных технико-экономических ограничениях (сопутствующих эксплуатационных, физико-химических, санитарно-гигиенических свойствах и экономических показателях СОЖ.

Оптимальный ассортимент СОЖ должен включать жидкости как универсальные (для широкого круга операций обработки резанием различных обрабатываемых материалов) так и специализированные (применяемые на отдельных операциях или при обработке только одного материала, или решения других специальных задач).

Автоматический выбор СОЖ основан на поиске (с помощью банка данных в ЭВМ) марок СОЖ, отвечающих необходимым требованиям.

Последовательность выбора:

  1. выбор из общего массива справочных данных, представленных в машинной форме (рекомендации по выбору СОЖ) кодов СОЖ, записанных в ячейках памяти ЭВМ с координатами, определяемыми заданными условиями механической обработки в конкретных условиях (вид операции, обрабатываемый и инструментальный материал, режимы резания, геометрические параметры режущего инструмента и др.)
  2. определение наличия универсальных СОЖ в полученном массиве;
  3. определение количества возможно совместимых СОЖ;
  4. расчет оптимального числа марок СОЖ.

Контроль СОЖ осуществляется путем встраивания в систему подачи СОЖ автоматической измерительной системы состояния СОЖ.

На станках с ЧПУ зона контакта инструмента с деталью не имеет фиксированного положения в пространстве и устройство подачи СОЖ должно обеспечивать автоматическую коррекцию направления потока. Коррекция угла атаки струй СОЖ осуществляется или по программе от системы ЧПУ, или с помощью автономных следящих систем управления.

9.5. Способы подачи СОЖ

Применяют следующие основные способы подач СОЖ в зону резания лезвийным инструментом:

  1. свободно падающей струей;
  2. напорной струей;
  3. струей воздушно-жидкостной смеси /в распыленном состоянии/;
  4. через каналы в теле режущего инструмента.

Подача СОЖ чаще всего осуществляется свободнопадающей струей (поливом). Свободно падающая струя истекает из сопел различных конструкций под давлением 0,03-0,1 МПа, (т.е. под действием силы тяжести) и обильно поливает зону резания.

Широко практикуется подача СОЖ напорной струей под давлением 0,1-2,5 МПа. На операциях глубокого сверления давление струи СОЖ достигает 10 МПа. Напорную струю можно подавать как в зону обработки (со стороны задней грани инструмента), так и по каналам в теле инструмента. При подаче в зону обработки скорость напорной струи достигает 40-60 м/с. В целях уменьшения разбрызгивания рекомендуется разветвлять поток СОЖ - часть потока направлять в виде тонкой напорной струи, а часть- свободным поливом.

Недостатки подачи СОЖ высоконапорной струей следующие:

  1. трудность обеспечения в производственных условиях нужного направления струи СОЖ на режущую кромку инструмента;
  2. необходимость тщательной очистки СОЖ, чтобы исключить засорение сопла;
  3. необходимость оснащения станка специальной насосной станцией;
  4. сильное разбрызгивание жидкости.

Подача СОЖ в распыленном состоянии осуществляется путем смешивания СОЖ и воздуха и в виде аэрозоли направляют в зону резания. Эффективность действия СОЖ при такой подаче можно объяснить повышением физической и химической активности СОЖ, по сравнению с охлаждением нераспыленной струей. К преимуществам этой подачи СОЖ следует отнести чрезвычайно малые расходы жидкости 400-500 г/ч водной СОЖ и 0,5-3 г/ч распыленные СОЖ применяют в следующих случаях: на операциях, где применение СОЖ поливом невозможно; при обработке некоторых труднообрабатываемых материалов, когда полив не эффективен; при необходимости оздоровления условии труда; для уменьшения температурных деформации деталей в процессе обработки. Аэрозоли с успехом применяют на агрегатных станках, автоматических линиях и станках с ЧПУ, в том числе многооперационных.

Подача СОЖ по каналам в теле инструмента весьма эффективна, но осуществима для ограниченной номенклатуры инструментов. Такая технология подачи СОЖ получила распространение при обработке глубоких отверстий спиральными сверлами, твердосплавными сверлами одностороннего резания, ружейными и кольцевыми сверлами, метчиками, протяжками. Для подвода СОЖ к вращающимся инструментам с внутренними каналами применяют специальные патроны и маслоприемники.

Глубокие отверстия сверлят с принудительным наружным или внутренним отводом стружки и подводом СОЖ, применяя при этом специальные режущие инструменты.

Наибольшие трудности возникают при выборе технологии подачи СОЖ на операциях обработки глубоких отверстий мелкоразмерным инструментом, не содержащим внутренних каналов. В этих случаях целесообразно подавать в зону резания несколько струй жидкости равномерно по конусу, ось которого совпадает с осью режущего инструмента, а вершина располагается в зазоре между кондукторной втулкой и обрабатываемой деталью. При обработке глубоких отверстий перспективна также подача СОЖ импульсным (ударным) методом, так при ее подаче с частотой 10-13 Гц по сравнению с подачей непрерывной напорной струи возможно повышение в 2-2,5 раза производительности обработки и улучшение дробления и отвода стружки. На некоторых сверлильных операциях при зенкеровании и развертывании отверстий глубиной менее двухдиаметров, а также отверстий малого диаметра СОЖ подводят через кольцевые насадки.

| Содержание | Глава 10 >>

www.texnologia.ru


Смотрите также