Способ испытания смазочно-технологических жидкостей, применяемых при механической обработке материалов

 

1. СПОСЗОБ HCrbWAHHa СМАЗО НО-ТЕХНОЛРГИЧЕСКИХ ХИДКОСТЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОВРАВОТЕ 11 МЕТАЛЛОВ, заключающийся в погружении образца материалов в жидкость и измерении электрического потенциала образца, отличающийс я тем, что, с целью повыления достоверности оценки и расширения области применения, проводят механическую обработку образца инструментом в среде жидкости и измеряют разность электрических потенциалов между образцом и инструментом в процессе обработки, по величине которого определяют качество жидкости. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения разности потенциалов, испытания проводят в нагретой жидкости. СТЖ 3-5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ И306РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

} (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ЙЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 3437495/25-18 (22) 06.05.82

{46) 23.02.84. Бюл. В 7

{72) В.Н.Старов (71) Воронежский политехнический институт (53) 621.892 088.8 (56) 1. Латышев В.Н. Повышение эффективности СТ)1(. М., "Машиностроение", 1975, с. 73-82

2. Курчик Н.Н., Вайншток В.В., Шехтер Р.Н. Смазочные материалы для обработки металлов резание) . ° М., "Химия", 1972, с. 108-123 (прототип), (54) (57) 1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СМАЗОЧН} )-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ, ПРИ)}}ЕНЯЕИ}1Х ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТ,Е

3(51) G 01 К 33/28, G 01 М 27 рр

МЕТАЛ)!0)), заключающийся в погружении образца материалов в жидкость и измерении электрического потенциала образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьв ения достоверности оценки и расширения области применения, проводят механическую обработку образца инструментом в среде жидкости и измеряют разность электрических потенциалов между образцом и инструментом в процессе обработки, по величине которого определяют качество жидкости.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения ф разности потенциалов, испытания проводят в нагретой жидкости, )} (1075158

Изобретение относится к оценке качества смазочно-охлаждают.;их технологических жидкостей (СТУ,}, смаэок, масел и т.д., под которым подразумевается способнсоть жидкости уменьшать шероховатость механически обработанной поверхности материала, и может быть использовано при выборе вида жидкостей, для определения срока службы СТЖ и изучения физико-хи" мических процессор, протекающих при разрушении.

Известен способ оценки активности

СТЖ непосредственно в процессе абразивного разрушения металла по таким параметрам, как удельный расход энергии, сила шлифования, шероховатость поверхности и т.д. f1) .

Недостатком способа является его трудоемкость, так как требуется затрата более часа на проведение испытаний и обработку данных.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ испытания смазочно-технологических жидкостей, применяемых при механической обработке материалов, заключающийся н погружении образца материала н жидкость и измерении электрического потенциала образца. При этом потенциал измеряется относительно, например, нормального электрода (2) ..

Недостатком способа является низкая информативность способа, так как не всегда измеренный потенциал находится н соответствии со свойствами СТЖ, влияющим на качество обработки материалов. Кроме того, способ дает информацию о качестве жидкости н отношении обработки только металлов.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки и расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу испытания

СТЖ„ применяемых при мехайической обработке материалов,. заключающемуся н погружении образца материала в жидкость и измерении электрического потенциала образца, проводят механическую обработку образца инструмента в среде жидкости и измеряют раз" . ность электрических потенциалов между образцом и инструментом в процессе обработки, по величине которого определяют качество жидкости.

Предлагается также проводить испытание в нагретой жидкости, что приводит к повышению чувствительности измерения разности потенциалов.

Для определенного класса материалов, включая полупроводниковые и ди электрические, при механической обработке которых н системе инструментдеталь возникает разность электрических потенциалов, обусловленная переносом заряда, величина разности потенциалов зависит от используемой

СТЖ для обработки и находится н соответствии с качеством обработки материала. Кроме того, величина разности потенциалов между образцом

5 и инструментом возрастает с увеличением температуры СТЖ при прочих равных условиях. Это позволяет использовать величину разности потенциала для оценки качестна СТЖ.

19 Ha чертеже представлена схема установки, с помощью которой реализуется предлагаемый способ определения свойств СТЖ при плоском шлифовании.

Изолированный от корпуса шлифональный корпус 1 получает вращение Ч от шпинделя 2. Шлифуемый образец

3 закреплен на столе 4, который име" ет возвратно-поступательное движение

S. Перпендикулярно ему осуществляется подача на глубину шлифования t. В ряде случаев шлифование можно проводить с постоянной силой прижима образца. Испытуемая жидкость подается н зону шлифования через сопло 5. Для предотвращения разбрызгивания и возможности проведения шлифования путем погружения обрабатываемого материала в СТЖ предусмотрен кожух б. На опранке устайовлен токосъемник 7, используя который и экранируемые прово30 да, регистрация возникающего электри ческого потенциала осуществляется с помощью прибора 8 (это КСП-4, миллиампернольтметр и т.п.)Для определения объема сошлифонанного .материала

3g .йредусмотрен индикатор 9. Радиальную (тангенциальную} составляющие силы резания можно определять, задействовав динамометрическое устройство 10.

Пример. Способ определения свойств технологических жидкостей. .трех видов (водные, эмульсионные жидкости и углеводородные масла) осуществлен при плоском торцовом алмазном шлифовании горячепрессонанных ферритов 1000 НТ1, 2000 МГ1, 5000 МТ1, полупроводниковых монокристаллон кремния, монокристаллических марганец-цинковых ферритов и др. материалов. Характеристика инструмента:

АЧК 150х10х3 АСМ 40/28 М08 100. Пло50 щадь контакта 100 мм . Режим шлифонанияз V = 35 м/с, продольная подача

S = 1,5 м/мин, t = 0,1 мм., Изоляция неконтактируемых частей круга и образцов осущестнлялась эпоксидным компаундом. Температура жидкости составляла 20+2oC Повторяемость опытов пятикратная. Результаты замеров величины электрическогО потенциала, а также получаемой шероховатости поверхности по параметру "„д и составляющей силы резания Р при шлифовании структурно-чувствительного феррита 5000 МТ1 даны н табл. 1.

Анализируя данные табл . 1, видно, что для СТЖ 1 группы, т.е. при сла1075158

Т а блица 1

Электрический потенциал

V,mV при,температуре, С

Ше рохов а-, тость поверхности йа, мкм

Сила резания Р„, Н

Вид и состав СТЖ

E I

20 40 60

1 группа (основа — масла)

100% ОСМ-3 (ТУ 38 УССР

2.01,152-75) 0,3

0,38 0,43

4,2 5,5

0,809

0,677

0,665

0,653

7,5

70% ОСИ-З, 25% воды,5% соды

3,0

5,8

5,5

9,5

50% OCM-3, 45% воды, 5% соды

7,6

5,1

9,8 12,6

30% OCM-3, 65% воды, 5% соды

7,2

5,1

40 50

69 88

0,620

0,582

5,7

5,8

Н группа (электролиты) 36

5%-ный водный раствор соды, т.е. Ма С03

70

0,637 5,4

Таблица 2

Ионокристал- Ионокристал- Горячепрес- Горячепрес1 лический крем- лический фер- сованный сованныйферний рит феррит 5000 МТ1 рит 1000 НТ1

Параметр

U, mV

50

ВНИИПИ 3 аказ 490/37

Тираж 823 Подписйое филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 болегированном масле ОСМ-3 электрический потенциал почти полностью экранируется, Ч = 0,3-0,48 Ч . С увеличением количества воды и жидкости величина потенциала возрастает.

Для П группы жидкостей с ростом в их составе количества воды потенциал тоже увеличивается.

С увеличением значений элехтрического потенциала шероховатость поверхности улучшается, силы резания несколько снижаются. Эта закономерность ярко выражена, если жидкость на одной основе. Из табл. 1 следует, что при нагреве испытуемых жидкостей значения электрического потенциала 15

V возрастают в 1,5-2 раза.

С помощью предлагаемого метода можно определить не только качество

СТЖ и оценить обрабатываемость материала, а также сделать определен- 7П ные заключения о структуре материала. Например, зная величину и характер электрического потенциала, возникающего при обработке в базовой СТЖ, можно оценить и классифицировать дру-25

It группа (э мул ь солы )

25% эмульсии, 70% воды, 5% соды 28

30% эмульсии, 65% воды, 5% соды 45 гой менее известный материал. В табл. 2 Даны значения электрического потенциала У, возникающего при шлифовании некоторых материалов в среде электролита.

Время, необходимое для подготовки, проведения и обработки данных по определению качества СТЖ,. не превышает 10-20 мин. Это говорит об экспрессности предложенного способа оценки свойств жидкостей, применяеьюх для процесса механического разрушения структурно-чувствительных и полупроводниковых материалов.

Предложенный способ прост, надежен, с большой достоверностью определения качества технологической жидкости, так как оценка свойств жидкости проводится непосредственно в процессе обработки. Использование способа позволит получать информацию о

СТЖ, применяемых при обработке полупроводниковых и диэлектрических материалов.