Способ оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании



Способ оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании

 


Владельцы патента RU 2538521:

Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях с целью оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования. Образец фиксируют и шлифуют с подачей СОЖ на расположенных на магнитной плите плоскошлифовального станка подвижных салазках с прикрепленной силоизмерительной системой для записи тангенциальных составляющих силы шлифования и сведения их в таблицу. Определяют величину эффективности шлифования как отношение сумм тангенциальных составляющих силы шлифования на одном или нескольких проходах с эталонной и испытуемой СОЖ. Об эффективности СОЖ судят по полученной величине эффективности шлифования. Чем больше упомянутая величина, тем выше эффективность СОЖ. В результате повышается точность и уменьшается трудоемкость оценки эффективности СОЖ при шлифовании. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования.

Известен способ определения эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании, заключающийся в том, что шлифуют образец, содержащий оправку с патрубком для подачи СОЖ, в котором размещают набор одинаковых пластин, образующих канал для подачи СОЖ в зону шлифования. Боковые пластины этого набора шлифуют без СОЖ, располагая их вне канала подачи СОЖ, а поверхность шлифовального круга, контактирующего с ними, используют как базу для сравнения износа на поверхности круга, контактирующей с каналом СОЖ. В качестве критерия эффективности СОЖ используют разность износа круга на участках, работающих без СОЖ и с ней [авторское свидетельство СССР N 1541492, кл. G01N 3/58, В54В 55/02, 1990].

Недостатком данного способа является снижение достоверности сравнительной оценки СОЖ из-за неравного количества сошлифованного материала на единицу ширины шлифовального круга в зонах шлифования без СОЖ (боковые пластины) и с ней (внутренние пластины). Указанный недостаток обусловлен тем, что при равной длине пластин в зоне шлифования оказывается дополнительная пластина для образования канала, перпендикулярная остальным. Таким образом, количество материала сошлифования в зоне с применением СОЖ оказывается большим по сравнению с зоной шлифования без СОЖ.

Известен способ испытания смазочно-охлаждающих жидкостей, заключающийся в том, что шлифуют с приложением нагрузки образец в ванной с испытуемой СОЖ.

Критерии технологической эффективности СОЖ при шлифовании:

- максимальную бесприжоговую нагрузку РУТ, Н, определяют при шлифовании заготовок из закаленных сталей (твердость более 45). Нагрузка должна быть постоянной в течение каждого эксперимента и равна 20, 25, 30, 35 Н и более до появления прижога. Прижог определяют после окончания эксперимента осмотром травленных в растворах кислот заготовок. Продолжительность эксперимента - 30 с;

- режущую способность шлифовального круга определяют по ГОСТ 2424, ГОСТ 21445;

- коэффициент шлифования К определяют по ГОСТ 2424, ГОСТ 21445;

- удельную мощность шлифования NУД, Вт·с·мм-3, вычисляют по формуле

N у д = N ш / Q м ,                                                                                             ( 1 )

где NШ - мощность шлифования, Вт, NШ=NН-NХХ,

NH, Nxx - мощность привода шлифовального круга нагрузочная и холостого хода соответственно, Вт;

QМ - режущая способность шлифовального круга, мм3·с-1;

- удельный расход сверхтвердых материалов g, мг/г, определяют по ГОСТ 14706;

- скорость изнашивания абразивного инструмента νa, м/с, определяют по ГОСТ 21445;

- коэффициент режущей способности круга Кр, мм3·с-1·Н-1, вычисляют по формуле

K р = Q м / P у ,                                                                                                          ( 2 )

где Ру - радиальная составляющая силы шлифования, Н;

- относительную площадь прижогов FОП, вычисляют по формуле

F о п = F n / F ,                                                                                                            ( 3 )

где Fn - площадь структурно измененного участка, мм2;

F - общая площадь обработанной поверхности, мм2 [ГОСТ Р 52338-2005 Чистота промышленная. Методы испытаний смазочно-охлаждающих жидкостей].

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость проведения испытаний и отсутствие реальной схемы обработки. Не учитывается перемещение образца в отношении шлифовального круга во время обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ определения эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании (патент №2063862, В24В 55/02, 1996), по которому с подачей СОЖ шлифуют образец, состоящий из набора пластин, одну из которых располагают перпендикулярно остальным, две боковые пластины размещают по концам первой, а остальные - с зазором S относительно первой, образуя канал для подачи СОЖ, при этом длину остальных выбирают из условия

l = L l 1 = S ,                                                                                                    ( 4 )

где L - общая длина образца,

l1 - толщина каждой из пластин.

Недостатком прототипа является снижение достоверности сравнительной оценки СОЖ из-за неравномерной нагрузки шлифовального круга на единицу площади у центральной и боковых частей. Не учитывается скорость микрорезания в процессе абразивной обработки в непосредственной зоне контакта, обусловленной ступенчатой конструкцией шлифовального круга, подача СОЖ в зону обработки существенно отличается от условий плоского шлифования, отсутствует силоизмерительная система, которая позволяет измерить тангенциальную составляющую силы шлифования и количественно оценить эффективность СОЖ.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение достоверности оценки эффективности СОЖ при шлифовании путем обеспечения одинаковых условий испытаний, обеспечения равного количества снятого материала, скорости и эффективности обработки с использованием различных СОЖ.

Задача изобретения состоит в повышении точности оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании и уменьшении трудоемкости испытаний.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании, по которому шлифуют образец с подачей СОЖ, согласно изобретению образец фиксируют на подвижных салазках, расположенных на магнитной плите плоскошлифовального станка, с прикрепленной силоизмерительной системой, с которой записывают данные и сводят в таблицу, а в качестве критерия оценки эффективности используют отношение сумм тангенциальных составляющих силы шлифования одного или нескольких проходов с эталонной и испытуемой смазочно-охлаждающей жидкостью:

Э ш = i = 1 n F э i = 1 n F и i = 1 n F э 100 % ,                                                                ( 5 )

где Эш - эффективность шлифования,

Fэ - тангенциальная составляющая силы шлифования на эталонной смазочно-охлаждающей жидкости,

Fи - тангенциальная составляющая силы шлифования испытуемой смазочно-охлаждающей жидкости,

n - количество исследуемых проходов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема устройства.

Пример конкретной реализации способа

Способ реализуется устройством для оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании, содержащим абразивный круг 1 для шлифования образца 2 с подачей на них испытуемой СОЖ, зафиксированного на подвижных салазках 3, расположенных на магнитной плите 4 плоскошлифовального станка, с прикрепленной силоизмерительной системой 5, связанной с компьютером 6.

Устройство для оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании работает следующим образом: шлифуют абразивным кругом 1 образец 2, который закрепляют на подвижных салазках 3, расположенных на магнитной плите 4 плоско-шлифовального станка, которые соединяют силоизмерительной системой 5, данные поступают на компьютер 6. Их записывают и сводят в таблицу. Высчитывают эффективность шлифования Эш как отношение сумм тангенциальных составляющих силы при шлифовании с эталонной и испытуемой смазочно-охлаждающей жидкостями.

Способ осуществляют следующим образом. Первоначально подбирают материал образца и подготавливают его, испытуемые СОЖ для сравнения эффективности. Перед каждым испытанием производится правка абразивного круга. Вертикальной подачей устанавливается заранее определенная глубина шлифования (глубина подачи). Количество исследуемых проходов n продольной подачи для расчета эффективности СОЖ выбирается равным количеству проходов необходимых для снятия металла на заданную глубину и определяется по снижению тангенциальной составляющей силы шлифования. Наличие силового показателя способствует повышению достоверности оценки СОЖ. Эффективность шлифования рассчитывают по формуле:

Э ш = i = 1 n F э i = 1 n F и i = 1 n F э 100 % ,                                                                        ( 6 )

где Эш - эффективность шлифования,

Fэ - тангенциальная составляющая силы шлифования на эталонной смазочно-охлаждающей жидкости,

Fи - тангенциальная составляющая силы шлифования испытуемой смазочно-охлаждающей жидкости,

n - количество исследуемых проходов.

Берут следующие исходные данные:

- плоскошлифовальный станок 3Г71,

- материал образца Ст 20,

- шлифовальный круг - белый корунд 14 А ПП,

- глубина вертикальной подачи 20, 25, 30 мкм.

Экспериментально полученные значения тангенциальной составляющей силы шлифования сводят в таблицу 1. В качестве эталонной СОЖ выбрана вода, сумма тангенциальных составляющих силы шлифования i = 1 n F э при глубине подачи 20 мкм составляет 65,2 Н (37,3Н+13,9Н+9,5Н+4,8Н), для 25 мкм составляет 74,4 Н (20,7Н+25,2Н+13,9Н+14,6Н), для 30 мкм составляет 101,6 Н (30,8Н+29,9Н+18,2Н+22,7Н). В качестве испытуемой СОЖ выбрана Росойл-500 концентрации 5%, сумма тангенциальных составляющих силы шлифования i = 1 n F и при глубине подачи 20 мкм составляет 56,3 Н (23,9Н+12,8Н+10,0Н+9,6Н), для 25 мкм составляет 60,4 Н (26,3Н+12,4Н+11,4Н+10,3Н), для 30 мкм составляет 63,1 Н (29,7Н+12,2Н+10,2Н+11,0Н). СОЖ Росойл-500 в концентрации 5% показала эффективность в сравнении с водой для глубины шлифования 20 мкм на 14% ((65,2Н-56,3Н)/65,2Н∗100%), для 25 мкм составила 19% ((74,4Н-60,4Н)/74,4Н∗100%) и для 30 мкм соответственно 38% ((101,6Н-63,1Н)/101,6Н∗100%), что позволило уменьшить потребные усилия на обработку и в зоне контакта, увеличить эффективность обработки.

Таблица 1
Эффективность шлифования
Глубина подачи, мкм Тангенциальная составляющая силы шлифования F, Н Эффект шлиф-я Эш, %
Вода Росойл-500
1 2 3 4 Σ 1 2 3 4 Σ
20 37,3 13,9 9,5 4,8 65,2 23,9 12,8 10,0 9,6 56,3 14
25 20,7 25,2 13,9 14,6 74,4 26,3 12,4 11,4 10,3 60,4 19
30 30,8 29,9 18,2 22,7 101,6 29,7 12,2 10,2 11,0 63,1 38

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить точность и уменьшить трудоемкость оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании.

Также изобретение позволяет повысить достоверность оценки эффективности СОЖ при шлифовании путем обеспечения одинаковых условий испытаний, обеспечения равного количества снятого материала, скорости и эффективности обработки с использованием различных СОЖ.

Способ определения эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при шлифовании, включающий шлифование образца с подачей СОЖ, отличающийся тем, что образец при шлифовании фиксируют на расположенных на магнитной плите плоскошлифовального станка подвижных салазках с прикрепленной силоизмерительной системой, с помощью которой записывают данные о тангенциальной составляющей силы шлифования, при этом определяют величину эффективности шлифования ЭШ как отношение сумм тангенциальных составляющих силы шлифования на одном или нескольких проходах с эталонной и испытуемой СОЖ по формуле:
,
где ЭШ - эффективность шлифования;
Fэ-тангенциальная составляющая силы шлифования с эталонной СОЖ;
Fи-тангенциальная составляющая силы шлифования с испытуемой СОЖ;
n - количество исследуемых проходов,
и об эффективности СОЖ судят по полученной величине ЭШ, причем чем больше величина ЭШ, тем выше эффективность.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения характера и степени износа в парах трения. Сущность: на рабочую поверхность наносят материал испытуемого покрытия и изнашивают его путем истирания.

Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств материалов и покрытий и может быть использовано при испытаниях на трение и износ. Устройство содержит основание, узел нагружения, связанный с датчиком износа, регистрирующий прибор, привод вращения, взаимодействующий с держателем контробразца, силоизмеритель с упругими элементами и датчики деформации.

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин. Способ заключается в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный Kп/U, где Кп - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа, мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел.

Изобретение относится к области испытания полимерных композиционных материалов и может быть использовано для оценки их износостойкости. Сущность: проводят испытания плоских образцов на трение и износ при постоянной скорости цилиндрического контртела за один и тот же период времени по одному и тому же следу трения при кратно увеличивающихся нагрузках.

Изобретение относится к области триботехнических исследований материалов и может быть использовано для испытания материалов для подвижных уплотнений. Сущность: проводят испытание уплотнительных материалов в режимах жидкостного и полусухого трения при постоянной скорости вращения смазываемого диска о поверхность исследуемого материала.

Изобретение относится к технологии машиностроения, к устройствам для определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов при испытаниях на контактную выносливость плоских поверхностей импульсной нагрузкой деталей вибрационных машин.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции стендов для испытаний на износ дисковых ножей рабочих органов для бестраншейной замены трубопроводов.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на износ плоских поверхностей, и, преимущественно, может быть использовано при испытании панелей пола.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к способам испытаний узлов трения механических систем. Сущность: оценка состояния трибосистемы осуществляется по анализу интегральных оценок (функция диссипации, степени диссипации, приведенных к выходу энергетических потерь фрикционной системы, квадрата модуля когерентности), запаса устойчивости по амплитуде и фазе амплитудо-фазочастотных характеристик.

Изобретение относится к ручным приводным инструментам. Ручная машина имееет корпус (2) для размещения приводного двигателя (8) и рабочего колеса (9) вентилятора, основное впускное отверстие (4) и воздухопроводящий канал (11), проходящий от основного впускного отверстия (4) мимо приводного двигателя (8) к рабочему колесу (9) вентилятора.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов шлифовальными кругами (ШК) с применением смазочно-охлаждающих технологических средств.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании поверхностей с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке металлов шлифованием с применением смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при внутреннем шлифовании заготовок с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону шлифования.

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при плоском торцовом шлифовании для подачи СОЖ. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке заготовок деталей машин резанием с подачей твердого смазочного материала (ТСМ) на шлифовальный круг.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в шлифовальных станках с горизонтальным расположением оси инструмента и с применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Устройство содержит кожух и сопла для подачи СОЖ. Кожух выполнен с передней крышкой и с закрепленными на нем боковыми и фронтальными соплами, направленными под прямым или острым углом к обрабатываемой поверхности. Предусмотрена система распределительных трубок с установленными на них кранами для регулирования давления и изменения скорости истечения СОЖ из упомянутых сопел с возможностью образования замкнутого контура из подаваемой СОЖ по периметру зоны резания и создания проточной ванны из СОЖ. В результате обеспечивается защита зоны резания, улучшается экологичность процесса обработки и повышается его производительность. 2 ил.
Наверх