CC BY
71
УДК 621.92
А.А. Ражковский, А.Г. Кисель, *Д.С. Реченко
Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск
*Омский государственный технический университет, г. Омск
ВЛИЯНИЕ СОЖ НА СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ3
В процессе механической обработки металлов на основные элементы технологической системы воздействуют силы, возникающие в результате деформирования срезаемого слоя металла и поверхности обрабатываемой детали, а также силы трения по передним и задним поверхностям режущего инструмента [1]. Равнодействующую этих сил удобно разложить на три взаимноперпендикулярные составляющие, направление которых совпадает с направлением главного движения и движения подачи, что может быть представлено формулой:
2 2 2
Р = Р + Р + Р
2 X у
, (1)
где Р - равнодействующая сила резания, Н; Р2 - тангенциальная составляющая силы резания, Н; Рх - осевая составляющая силы резания, Н; Ру - радиальная составляющая силы резания, Н.
При токарной обработке на величину силы резания оказывают влияние следующие факторы:
- физико-механические свойства обрабатываемого материала (предел прочности, твердость, вид термической обработки и др.);
- параметры режущей части инструмента (материал; геометрические параметры - передний угол у, главный угол в плане 9, радиус вершины резца п; геометрическая форма передней поверхности; размеры инструмента, степень износа и др.);
- условия резания: элементы режима резания (глубина резания ^, рабочая подача £ и скорость резания V), а также наличие смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и др [1].
Эффективная работа предприятий транспорта, машиностроения, судостроения, автомобилестроения, оборонной, электронной и многих других отраслей промышленности предопределяется правильным выбором и использованием в производстве смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и смазочных материалов различного назначения.
Вопрос выбора и сравнения СОЖ остается достаточно сложной задачей, так как до сих пор отсутствует узаконенная классификация и единая система испытаний новых составов СОЖ, которых в последнее время появилось очень большое количество [2].
Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) представляют собой сложные многокомпонентные системы, предназначенные для обработки конструкционных материалов, широко известные как смазочно-охлаждающие жидкости, являются обязательным элементом большинства технологических процессов обработки материалов резанием и давлением. Точение, фрезерование, сверление, шлифование и другие процессы обработки резанием сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов, неметаллических конструкционных материалов, штамповка и прокатка металлов характеризуются большими статическими и динамическими нагрузками, высокими температурами, воздействием обрабатываемого материала на режущий инструмент, штамповочное и прокатное оборудование.
Основное назначение СОЖ - снижение температуры в зоне резания, снижение износа режущего инструмента, обеспечение необходимого качества обработанной поверхности и
406
повышение производительности. Для различных процессов обработки приоритетными являются те или иные технологические свойства, но все современные СОЖ должны отвечать ги-
гиеническим и экологическим требованиям, обладать моющими свойствами, отвечать требованиям утилизации и содержания вредных веществ, обладать стойкостью к микробопораже-нию и антикоррозионными свойствами.
Применение СОЖ снижает силы трения на передней и задней поверхностях режущего инструмента, что способствует уменьшению сил резания. Правильный выбор СОЖ может обеспечить снижение силы резания от 10 до 20 %.
С целью определения влияния различных марок СОЖ на силы резания были проведены испытания на токарном станке ФТ-11 с помощью универсального динамометра УДМ-100. При этом применялся проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава ВК8.
Для оценки применялись десятипроцентные водные растворы СОЖ следующих марок: Смальта-3, Смальта-3ЕР, Смальта-11, Isogrind, Blasocut 2000, Blasocut 4000, Addinol, Росойл, Биосил С и Биосил М. Кроме того испытания проводились без применения СОЖ и с применением в качестве СОЖ воды. Подача СОЖ в зону резания выполнялась в виде спреерного распыления.
Эксперименты проводились при обработке титанового сплава ВТ3 на следующих режимах: скорость резания V = 31 м/мин и V = 49 м/мин, глубина резания і = 1 мм и подача £ =
0,1, £ = 0,19 и £ = 0,38 мм/об. Результаты проведенных испытаний представлены на рисунках 1 и 2.
Рис. 1. Зависимости сил резания Р от величины подачи £ при испытаниях различных марок СОЖ на титановом сплаве ВТ3 со скоростью резания V = 31 м/мин
1100.00
Р,Н 1000.00
900.00
800.00
700.00
600.00
500.00
Рис. 2 Зависимости сил резания Р от величины подачи £ при испытаниях различных марок СОЖ на титановом сплаве ВТ3 со скоростью резания V = 49 м/мин
Проанализировав результаты экспериментов, можно сделать следующие выводы: при обработке титанового сплава ВТ3 со скоростью резания V = 31 м/мин:
при подаче £ = 0,1: В^осШ; 2000, В^осШ; 4000, Биосил М, Смальта 11; при подаче £ = 0,19: В^осШ; 2000, В^осШ; 4000, Смальта 3, Смальта 11; при подаче £ = 0,38: В^осШ; 2000, В^оеШ; 4000, Смальта 3, Смальта 3*ЕР;
При обработке титанового сплава ВТ3 со скоростью резания V = 49 м/мин: при подаче £ = 0,1: Смальта 11, Росойл, Биосил С, Биосил М; при подаче £ = 0,19: В^осШ; 4000, Isogrind, Смальта 3*ЕР, Смальта 11; при подаче £ = 0,38: В^осШ; 2000, В^осШ; 4000, Смальта 11, Биосил С.
По графикам видно значительное расхождение в полученных значениях результирующей силы резания при любых скоростях резания и подачах.
Библиографический список
1. Евсеев Д. Г., Попов А. Ю. Измерение сил резания при токарной обработке: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Резание металлов» - М.: МИИТ, 2006. - 34 с.
2. Сайдаков Ю. Н. Смазочно-охлаждающие жидкости - основа эффективной работы промышленности и транспорта // Научно-технический журнал «Горная промышленность». 1999 №6 [Электронный ресурс]. М. 1999 - ІББК 1609-9192. - Режим доступа: http://www.mining-media.ru, свободный - Загл. с экрана.
