Смазочно-охлаждающие жидкости

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) – сложные многокомпонентные системы, предназначенные в основном для смазки и охлаждения металлообрабатывающих инструментов и деталей, что способствует снижению износа инструментов и повышению точности обработанных деталей. В процессе обработки материалов СОЖ выполняют, кроме того, ряд других функций: вымывают абразивную пыль и стружку, защищают обработанные детали, инструмент и оборудование от коррозии, улучшают санитарно-гигиенические условия работы.

Кроме того, смазочно-охлаждающие жидкости (антифризы) применяются для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок (в том числе систем отопления), работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования к антифризам: низкая температура замерзания, высокие теплоёмкость и теплопроводность, небольшая вязкость при низких температурах, малая вспениваемость, высокие температуры воспламенения. Кроме того, антифризы не должны вызывать разрушения конструкционных материалов, из которых изготовлены детали систем охлаждения.

В зависимости от состава различают три основные группы СОЖ, используемых в металлообработке:

1. Чистые минеральные масла и (или) масла с противоизносными и противозадирными присадками жиров, органических соединений серы, хлора, фосфор. К ним добавляют также антикоррозионные, антиокислительные и антипенные присадки в количестве 5-50%.

2. Водные эмульсии минеральных масел, которые получают на месте потребления разбавлением водой эмульсолов, состоящих из 40-80% минерального масла и 20-60% эмульгаторов, связующих веществ, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов.

3. Водные растворы поверхностно-активных веществ и низкомолекулярных полимеров, которые, аналогично эмульсолам, получают из концентратов, содержащих 40-60% поверхностно-активных веществ, полимеров, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов и 40-60% воды. Концентрация рабочих эмульсий и растворов зависит от условий применения и обычно составляет 2-10%.

Смазочно-охлаждающие жидкости получают компаундированием (смешением) базовой основы с присадками. Применяются СОЖ главным образом при обработке металлов резанием, обработке металлов давлением, при обработке пластмассы и металлокерамики. В каждом отдельном случае выбор СОЖ определяется видом и режимом обработки, составом и свойствами инструментального и обрабатываемого материалов, требованиями к качеству обработанной поверхности, способом подачи жидкости и др.

Режимы резания

 

Уровень режима резания находится в зависимости от типа и конструкции инструмента, материала и геометрии его режущей части. Качества заточки, правильности установки и закрепления инструмента на станке, состояния системы СПИД и определяет силы резания и расходуемую при резании мощность.При назначении и расчете режима резания учитывают тип и размеры инструмента, материала его режущей части, материал и состояние заготовок, тип оборудования и его состояние.При этом следует помнить, что элементы режима резания находятся во взаимной функциональной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами, что глубина резания и подача непосредственно влияют на стойкость Т инструмента, с которой, в свою очередь, связана скорость резания.Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой обработке – в зависимости от требуемых степени точности и шероховатости обработанной поверхности.Подача s: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из прочности и жесткости системы СПИД, мощности привода станка и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – в зависимости от требуемых степени точности и шероховатости обработанной поверхности.Скорость резания v рассчитывают по формулам, учитывающим величины глубины резания и подачи, установленной стойкости с внесением поправок на физико-механические свойства обрабатываемого материала, качество заготовки, вид обработки, материал режущей части инструмента, смазочно-охлаждающую жидкость и др.Толщина срезаемого слоя a – кратчайшее расстояние между двумя последовательными положениями режущего лезвия.Ширина срезаемого слоя b – расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренное вдоль режущего лезвия.

ТочениеГлубина резания: при черновой обработке глубина резания обычно равна всему припуску на обработку; при чистовой обработке с шероховатостью поверхности до 5-го класса чистоты включительно t = 0,5 ÷ 2,0 мм; для 6 и 7-го классов t = 0,1 ÷ 0,4 мм.Подача. При черновой обработке выбранную подачу следует проверить по прочности державки резца и пластинки из твердого сплава, жесткости обрабатываемой детали и прочности механизма станка.

Cтрогание

Глубина резания. При черновой и чистовой обработке глубину резания при строгании назначают, руководствуясь теми же соображениями, что и при точении.Сверление, рассверливание, зенкерование, развертываниеГлубина резания при сверлении t =0,5D, при рассверливании, зенкеровании и развертывании t = 0,5(D-d), где d и D – диаметры отверстия в мм до и после обработки.

ФрезерованиеТип фрезы обусловливается схемой фрезерования. Диаметр фрезы для сокращения основного технологического времени выбирают по возможности наименьшей величины с учетом жесткости системы СПИД, размеров обрабатываемой поверхности или глубины фрезерования, формы и размеров обрабатываемой детали.При фрезеровании торцевыми фрезами следует иметь в виду, что для достижения производительных режимов резания должно соблюдаться определенное положение фрезы по отношению к заготовке: для конструкционной стали необходимо врезание зуба фрезы с минимальной толщиной срезаемого слоя.Глубина фрезерования по возможности устанавливается максимальная, равная припуска на обработку, за исключением случаев повышенного требования к точности и классу чистоты поверхностей, когда обработку ведут в два прохода – черновой и чистовой.Подача. Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является величина ее на один зуб sz, при чистовом фрезеровании – на один оборот фрезы s, по которой для дальнейшего использования вычисляется величина подачи на один зуб sz = s, где z- число зубьев фрезы.

Разрезание

Разрезание производится дисковыми ми ленточными пилами, ножовками, абразивными кругами.

Подача

Для дисковых пил подача sz, устанавливаемая на один зуб, и для ленточных пил минутная подача sм.Отрезание производят абразивными кругами на вулканитовой или бакелитовой связке, шириной 3-6 мм, зернистостью 50-25, твердостью СТ1-СТ3 при скорости резания 50-70м/сек и подаче 135-150 мм /мин.Нарезание резьбы.Глубина резания и подача. Нарезание резцами с шагом S ≤2,5мм производят по профильной схеме с радиальной подачей sp, с шагом S ≤2,5мм: черновые проходы – по генераторной схеме с боковой подачей sб, а чистовые – по профильной схеме.Величина поперечной подачи при нарезании резьбы резцами определяет глубину резания t, равную высоте резьбового профиля при нарезании резьбы за один проход или части его, соответствующей числу проходов i, необходимых для образования резьбы.Подачу sz на один зуб дисковой фрезы при нарезании трапецеидальной резьбы принимают равной 0,03 мм для резьб 2-го класса и 0,06 мм для резьб 3-го класса точности. Метчики, плашки и резьбовые головки работают с самоподачей.

Протягивание

Подача при протягивании – размерный перепад между соседними зубьями – являются элементом конструкции протяжки и задается конструктором.Скорость резания, определяемую требованиями к классу чистоты и точности обработки, выбирают в зависимости от группы скорости. При нормативной скорости резания заданный класс чистоты поверхности может быть достигнут при оптимальных значениях переднего и заднего углов, при величине подачи на чистовых зубьях и припуске на чистовую часть протяжки.

Зубонарезание

Глубина резания. Черновую обработку производят за один проход. Когда мощность станка или жесткость системы недостаточны, припуск на черновую обработку срезают за два прохода с глубиной резания 1,4 m при первом черновом проходе и 0,7m при втором, где m –модуль нарезаемого колеса в мм.Чистовую обработку в два подхода применяют только при долблении зубьев цилиндрических колес дисковыми долбяками для получения поверхности не ниже 6-го класса чистоты и точности не ниже 7-й ступени при модуле 6 мм и выше. В этом случае используют двухпроходный кулачок зубьев за один проход инструмента.Подача. Рекомендуемые величины подач при нарезании цилиндрических зубчатых колес из среднеуглеродистой конструкционной стали червячными и дисковыми фрезами и зуборезными долбяками определяются установленными коэффициентами.

Шлифование

Разработку режимов резания при шлифовании начинают с установления характеристики инструмента.Выбор инструмента при абразивном и алмазном шлифовании различных конструкционных и инструментальных материалов производятся по определенным данным.Окончательная характеристика абразивного и алмазного инструмента выявляется в процессе пробной эксплуатации с учетом конкретных технологических условий.Основными элементами режима резания при шлифовании являются:

· окружная скорость рабочего круга vk в м/сек, которая для абразивных кругов обычно является максимальной допускаемой прочностью круга

· скорость вращательного или поступательного движения детали vd в м/мин

· глубина шлифования t в мм – слой металла, снимаемый периферией или торцом круга

· продольная подача s – перемещение шлифовального круга в направлении его оси в мм на один оборот детали при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга

·