Способ оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (сож), используемой при резании материала

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых при резании материалов.

На станке проводят кратковременное резание (10-15 с) материала без применения СОЖ, фиксируя величины составляющих силы резания. Испытания проводятся с помощью универсального динамометра. Затем проводят кратковременное резание материала, применяя водный раствор СОЖ испытуемой марки, также фиксируя величины составляющих силы резания. Подача СОЖ в зону резания осуществляется свободно падающей струей на режущий инструмент и обрабатываемую деталь. Измерения проводятся при различной скорости резания, подаче и глубине резания. Результаты проведенных испытаний сводятся в таблицу, и рассчитываются результирующие силы резания Ррез с СОЖ и без нее соответственно по формуле:

,

и определяется коэффициент технологической эффективности К исследуемой марки СОЖ по формуле:

,

где РрезСОЖ - результирующая сила резания, полученная с применением СОЖ, Н; Ррез - результирующая сила резания, полученная без применения СОЖ, Н.

Эффективной считается СОЖ, обеспечивающая наименьшие силы резания и коэффициент К при заданных режимах резания. Заявляемый способ оценки технологической эффективности СОЖ позволяет значительно снизить трудоемкость и время исследования эффективности СОЖ при заданных режимах резания. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых при резании материалов.

Известны способы оценки технологической эффективности СОЖ по результатам исследования в лабораторных условиях износа режущего инструмента, шероховатости обработанной поверхности, точности обработки, величины крутящего момента (Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием / Под ред. М.И. Клушина. - М.: Машиностроение, 1979, с.86-89).

Однако непосредственное определение указанных параметров, определяющих эффективность СОЖ, связано со значительными затратами средств и времени, особенно в случае, когда надо определить технологическую эффективность нескольких марок СОЖ.

Известен способ оценки качества СОЖ, основанный на сопоставлении величин сил резания, измеренных в течение всего периода стойкости инструмента при использовании базовых и испытываемых марок СОЖ (Gugger М., Putting Fluids to the Test [Cutting Tool Engineering, August, 1999, p.54-62]).

Недостатком известного способа является значительная трудоемкость и время проведения, поскольку измерение сил резания производится в течение всего периода стойкости инструмента.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости оценки эффективности СОЖ и сокращение времени исследования путем измерения составляющих сил резания и сравнения результатов, полученных с применением различных СОЖ и без них.

В процессе механической обработки материалов на основные элементы технологической системы воздействуют силы, возникающие в результате деформирования срезаемого слоя и поверхности обрабатываемой детали, а также силы трения по передним и задним поверхностям режущего инструмента. Применение СОЖ снижает силы трения на передней и задней поверхностях режущего инструмента, что способствует уменьшению сил резания.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), используемой при резании материала, согласно заявляемому изобретению, измеряют составляющие силы резания по трем координатам Px, Py, Pz при различных скоростях, подаче и глубине резания при кратковременном резании материала в течение 10-15 с с применением исследуемой СОЖ и без нее, рассчитывают результирующие силы резания Ррез с СОЖ и без нее соответственно по формуле:

,

затем определяют коэффициент технологической эффективности исследуемой марки СОЖ по формуле:

К=РрезСОЖрез,

где РрезСОЖ - результирующая сила резания, полученная с применением СОЖ, Н; Ррез - результирующая сила резания, полученная без применения СОЖ, Н,

и определяют наиболее технологически эффективную СОЖ при заданных режимах резания по наименьшему из значений коэффициента К.

Суть технического решения поясняется таблицей 1, в которую сведены результаты испытаний различных марок СОЖ при точении стали 45, рисунками 1 и 2, на которых приведены зависимости силы резания Р от величины подачи S при обработке стали 45 с применением различных марок СОЖ со скоростями резания V=35 м/мин и V=57 м/мин соответственно.

Предлагаемый способ осуществляется следующим способом.

На станке проводят кратковременное резание (10-15 с) материала без применения СОЖ, фиксируя величины составляющих силы резания. Испытания проводятся с помощью универсального динамометра. Затем проводят кратковременное резание материала, применяя водный раствор СОЖ испытуемой марки, также фиксируя величины составляющих силы резания. Подача СОЖ в зону резания осуществляется свободно падающей струей на режущий инструмент и обрабатываемую деталь. Измерения проводятся при различной скорости резания, подаче и глубине резания. Результаты проведенных испытаний сводятся в таблицу, и рассчитываются результирующие силы резания Ррез с СОЖ и без нее соответственно по формуле:

,

и определяется коэффициент технологической эффективности К исследуемой марки СОЖ по формуле:

,

где РрезСОЖ - результирующая сила резания, полученная с применением СОЖ, Н; Ррез - результирующая сила резания, полученная без применения СОЖ, Н.

Эффективной считается СОЖ, обеспечивающая наименьшие силы резания и коэффициент К при заданных режимах резания.

Конкретный пример реализации данного способа.

На токарном станке ФТ-11 с помощью универсального динамометра УДМ-100 и приборного щита с микроамперметрами М907 проводят кратковременное резание стали 45 без СОЖ, фиксируя результаты величин составляющих силы резания. При этом применялся проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава ВК8. Для оценки применялись 10% водные растворы СОЖ следующих марок: Смальта-3, Смальта-3ЕР, Смальта-11, Isogrind, Blasocut 2000, Blasocut 4000, Addinol, Росойл, Биосил С и Биосил М. Затем проводят кратковременное резание материала, применяя водные растворы СОЖ испытуемых марок, также фиксируя величины составляющих силы резания. Подача СОЖ в зону резания осуществляется свободно падающей струей на режущий инструмент и обрабатываемую деталь. Обработка проводилась при следующих режимах: скорость резания V=35 м/мин и V=57 м/мин, глубина резания t=1 мм и подача S=0,1, S=0,19 и S=0,38 мм/об. Результаты проведенных испытаний сведены в таблицу 1. По полученным данным построены графики зависимостей силы резания Р от величины подачи S, представленные на рисунках 1 и 2, при скоростях резания V=35 м/мин и V=57 м/мин соответственно.

Таблица 1

Вид СОЖ Силы резания, Н Скорость резания Скорость резания
V=35 м/мин V=57 м/мин
Подача S, мм/об Подача S, мм/об
0,1 0,19 0,38 0,1 0,19 0,38
1 2 3 4 5 6 7 8
Без СОЖ Pz 250 600 1150 450 650 1100
Px 150 270 750 315 405 495
Py 90 120 375 180 270 330
Р 305,12 668,81 1423,24 578,04 812,05 1250,57
Вода Pz 250 600 1300 300 650 1050
Рх 120 210 600 195 390 435
Py 75 135 420 135 255 315
Р 287,27 649,87 1492,11 382,43 799,77 1179,39
K 0,94 0,97 1,05 0,66 0,98 0,94
Blasocut 2000 Pz 350 600 1400 350 600 1000
Рх 90 195 525 210 360 390
Py 90 135 330 135 255 270
Р 372,42 645,17 1531,18 429,91 744,73 1106,80
K 1,22 0,96 1,08 0,74 0,92 0,89
Blasocut 4000 Pz 300 550 1100 400 650 1050
Px 75 150 375 240 405 420
Py 75 105 255 135 270 315
Р 318,20 579.68 1189,81 485,62 812,05 1173,94
K 1,04 0,90 0,78 1,13 1,09 1,06
1 2 3 4 5 6 7 8
Isogrind Pz 350 600 1150 350 650 1100
Px 135 225 450 225 360 420
Py 90 135 330 135 270 330
Р 385,78 654,87 1278,24 437,44 790,57 1222,82
K 1,26 0,98 0,90 0,76 0,97 0,98
Смальта-3 Pz 250 500 1000 300 650 1100
Px 120 210 450 195 390 420
Py 75 135 300 120 255 300
Р 287,27 558,86 1136,88 377,39 799,77 1215,07
K 0,94 0,84 0,80 0,65 0,98 0,97
Смальта-3 *ЕР Pz 250 550 1250 450 650 1000
Px 120 210 450 240 405 435
Py 60 120 300 150 255 300
P 283,73 600,83 1361,98 531,60 807,19 1131,03
K 0,93 0,90 0,96 0,92 0,99 0,90
Смальта-11 Pz 250 500 1050 300 650 1050
Px 120 255 540 135 345 390
Py 75 165 375 75 240 270
Р 287,27 585,02 1238,84 337,42 774,03 1152,17
K 0,94 0,87 0,87 0,58 0,95 0,92
Addinol Pz 300 500 1000 200 600 1050
Px 120 210 480 135 375 420
Py 75 135 360 75 255 285
Р 331,70 558,86 1166,19 252,69 752,10 1166,24
K 1,09 0,84 0,82 0,44 0,93 0,93
Росойл Pz 250 500 1050 250 550 1000
Px 135 240 525 135 375 420
Py 75 150 360 75 240 270
Р 293,85 574,54 1227,89 293,85 707,62 1117,72
K 0,96 0,86 0,86 0,51 0,87 0,89
Биосил С Pz 300 550 1000 300 600 1100
Px 120 225 510 120 360 420
Py 75 150 360 90 255 285
Р 331,70 612,88 1178,86 335,41 744,73 1211,46
K 1,09 0,92 0,83 0,58 0,92 0,97
Биосил М Pz 250 550 1150 300 650 1050
Px 120 240 555 150 390 420
Py 75 150 405 90 270 300
Р 287,27 618,55 1339,61 347,28 804,67 1170,00
K 0,94 0,92 0,94 0,60 0,99 0,94

Наиболее технологически эффективную СОЖ определяют по наименьшему значению коэффициента К при заданных режимах резания.

Анализ данной таблицы показывает, что при обработке стали 45 со скоростью резания V=35 м/мин наиболее эффективными марками СОЖ являются:

при подаче S=0,1 - Смальта 3*ЕР (К=0,93);

при подаче S=0,19 - Addinol (К=0,84);

при подаче S=0,38 - Blasocut 4000 (К=0,78).

При обработке стали 45 со скоростью резания V=57 м/мин наиболее эффективными марками СОЖ являются:

при подаче S=0,1 - Addinol (К=0,44);

при подаче S=0,19 - Росойл (К=0,87);

при подаче S=0,38 - Blasocut 2000 (К=0,89).

Заявляемый способ оценки технологической эффективности СОЖ позволяет значительно снизить трудоемкость и время исследования эффективности СОЖ при заданных режимах резания.

Способ оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), используемой при резании материала, отличающийся тем, что измеряют составляющие силы резания по трем координатам Px, Py, Pz при различных скоростях, подаче и глубине резания при кратковременном резании материала в течение 10-15 с с применением исследуемой СОЖ и без нее, рассчитывают результирующие силы резания Ррез с СОЖ и без нее соответственно по формуле:
,
затем определяют коэффициент технологической эффективности исследуемой марки СОЖ по формуле:
К=РрезСОЖрез,
где РрезСОЖ - результирующая сила резания, полученная с применением СОЖ, Н; Ррез - результирующая сила резания, полученная без применения СОЖ, Н,
и определяют наиболее технологически эффективную СОЖ при заданных режимах резания по наименьшему из значений коэффициента К.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к переносной ручной моторной цепной пиле. В корпусе пилы расположен узел привода для приведения в движение пильной цепи, перемещаемой вокруг направляющей шины.
Способ включает подачу СОТС и углеродных нанотрубок в зону контакта инструмента с обрабатываемым материалом посредством жидкого носителя. Для повышения стойкости при лезвийной обработке используют углеродные нанотрубки, имеющие в своем составе микродозы трибоактивных веществ.

Изобретение относится к механической обработке металлов, в частности к способу охлаждения и смазки режущих инструментов посредством применения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) и компонентов.

Режущий инструмент содержит режущую пластину, соединенную с охлаждающей пластиной, выполненной с отверстием для прохода хладагента. Для повышения стойкости режущей пластины передняя поверхность режущей кромки режущей пластины выполнена с выступами и пазами между ними, а охлаждающая пластина выполнена с лицевыми поверхностями, пазами и массивами лицевой поверхности ниже плоскости передней поверхности режущей кромки режущей пластины для соответственного соединения с выступами и пазами режущей пластины.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при высокоскоростной обработке вращающимся инструментом титановых и других материалов с низкой теплопроводностью.
Изобретение относится к области обработки деталей резанием и содержит режущий элемент, привод для приведения в действие режущего элемента, вал, присоединенный к приводу и режущему элементу, пенообразующий аппарат, предназначенный для образования и направления пены через вал к границе резки, вакуумный аппарат, включающий кольцо, проходящее вокруг вала, окружающее границы резки и имеющее множество радиальных и аксиальных всасывающих каналов, источник вакуума, соединенный с упомянутыми каналами и устройство для преобразования пены в жидкость, содержащее несколько трубок, предназначенных для преобразования пены в жидкость при прохождении пены через них.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при пластической деформации микронеровностей внутренней поверхности деталей с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для подачи смазочно-охлаждающей жидкости. .

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов передней и задней бабок. .

Режущий инструмент содержит режущий элемент в виде вставной режущей пластины, охлаждаемой косвенно с помощью теплообменника с микроканалами, который установлен у задней поверхности вставной режущей пластины. Теплообменник выполнен с внутренней камерой, в которую подают охлаждающую жидкость, такую как криогенная жидкость. Камера может содержать ребра для улучшения отвода тепла криогенной жидкостью от вставной режущей пластины. С внутренним пространством теплообменника соединены подающая и отводящая трубки для охлаждающей жидкости. Технический результат: снижение расхода криогенной жидкости. 16 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Держатель инструмента позволяет эжектировать охладитель из положения поблизости от обрабатываемой части и подавать охладитель в требуемое место без необходимости предусмотрения отверстия для подачи смазочно-охлаждающей жидкости внутри инструмента. Держатель инструмента включает хвостовую часть, выполненную с возможностью удерживания основным валом станка, часть крепления инструмента, имеющую на своей торцевой поверхности отверстие для ввода, в которое вводят инструмент, крышку, имеющую трубчатую стенку, которая закрывает внешнюю периферию части крепления инструмента, и донную поверхность, которая закрывает торцевую поверхность части крепления инструмента, и ограничитель, который предотвращает вращение крышки вместе с частью крепления инструмента. На донной поверхности крышки предусмотрены сквозное отверстие, через которое проходит инструмент, и эжекционное отверстие, расположенное на периферии сквозного отверстия для эжектирования охладителя к инструменту. 7 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ включает механическое воздействие на деталь резца в процессе их взаимного перемещения и подачу в зону резания озонированного воздуха под давлением посредством сопла, размещенного на расстоянии 10 мм от передней поверхности резца. При этом продольную ось сопла располагают в плоскости главной задней поверхности резца под углом 70-80° к его главной режущей кромке, а озонированный воздух подают непосредственно на главную режущую кромку резца. Технический результат: повышение износостойкости инструмента, производительности и качества обработки. 1 ил., 2 пр.
Способ включает ионизацию газового потока в коронном разряде. Для повышения стойкости режущего инструмента перед ионизацией поток среды с расходом от 50 до 100 л/мин пропускают через пористо-сетчатую перегородку регулярной структуры, выполненной с направленными порами с размерами от 0,2 до 1 мм.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при бурении отверстий в бетоне или камне с подачей охлаждающей жидкости в бурильную часть бура. Устройство для подачи охлаждающей жидкости присоединено к электрическому буровому инструменту и выполнено с возможностью подачи охлаждающей жидкости в бурильную часть на дальнем конце бура. Оно содержит первый фланцевый элемент и второй фланцевый элемент, расположенные на торсионном валу, имеющем общую ось с буром. Первый фланцевый элемент расположен со стороны бура, а второй - дальше от бура вдоль торсионного вала, выполнен с возможностью его поднятия и опускания и снабжен стопорным элементом. Между фланцевыми элементами образовано пространство для впрыскивания охлаждающей жидкости. Между первым фланцевым элементом и буром расположен подающий канал для охлаждающей жидкости для направления жидкости в пространство к буру. Обеспечивается качественное выполнение буровых работ в небольшом пространстве с использованием аккумуляторного бурового инструмента. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при обработке шлифовальными или другими инструментами на станах с полым шпинделем. Переходное устройство содержит входное отверстие в своей первой части для соединения с центральным проходом вала, по меньшей мере одно выходное отверстие во второй своей части, которая выступает в радиальном направлении за первую часть и предназначена для удерживания инструмента, соединительное средство для крепления переходного устройства и распределяющий текучую среду проход, соединяющий впускное отверстие по меньшей мере с одним выходным отверстием так, что смазочно-охлаждающая эмульсия подается к инструменту через по меньшей мере одно выходное отверстие переходного устройства. Улучшается подача смазочно-охлаждающей эмульсии к точкам контакта инструмента с деталью, увеличивается срок службы инструмента и обеспечивается возможность его автоматической смены. 6 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области станкостроения. Штревель для соединения инструментодержателя с цангой в шпинделе станка с ЧПУ содержит корпус для установки инструментодержателя, имеющий продольный проход для подачи охладителя, который имеет возможность соединения с полостью корпуса, уплотнительное кольцо, установленное между концом продольного прохода и упомянутой полостью, пружину, установленную в полости, и шарик, находящийся в контакте с пружиной. Шарик установлен с возможностью открывания или запирания конца продольного прохода в зависимости от режима внутренней или внешней подачи охладителя. Представлен станок с ЧПУ для механической обработки, в котором используется данный штревель. Использование изобретения позволяет повысить производительность за счет исключения переналадки оборудования. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 19 ил., 2 табл.
Наверх