 |
Реклама. ООО ГК "ВЕЛУНД СТАЛЬ СИБИРЬ" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjdu9Fh1
| |
Определенное значение в механизме попадания СОЖ в зону резания занимает ультразвуковой капиллярный эффект, открытый Е. Г. Коноваловым. Это особенно важно для непрерывного резания с вибрациями (при vв /vокр<). Рядом исследователей установлено, что на участке контакта инструмента со стружкой и обрабатываемым изделием возникает сеть зазоров, через которые под действием капиллярного эффекта охлаждающая жидкость может проникнуть в зону резания. Роль капилляров в зоне резания выполняют многочисленные макро- и микротрещины, образующиеся в зоне опережающих деформаций. Высота подъема жидкости по капиллярным трубкам определяется зависимостью
где р - плотность жидкости, r-радиус капилляра; g - ускорение свободного падения; а - коэффициент поверхностного натяжения.
Коэффициент поверхностного натяжения можно найти по формуле
где k - постоянная; vм - мольный объем жидкости; Тк - критическая температура; Т - температура жидкости.
В зоне резания температура СОЖ может достигнуть критической величины (Т=Тк). Коэффициент поверхностного натяжения в этом случае равен нулю, поэтому проникновение жидкости в зону контакта за счет капиллярных сил при этих условиях маловероятно.
Исследованиями установлено, что под действием вибрации значительно возрастает высота подъема жидкости и скорость прохождения ее по капиллярам (табл. 12).
Под воздействием ультразвуковых колебаний средняя скорость прохождения жидкости по капиллярам увеличивается в 4-6 раз, а при совмещении капиллярного воздействия с вибрационным - в 40- 50 раз.
Влияние вибрации ультразвуковой частоты на капиллярный эффект приведено в табл. 13.
Поверхностно-активные вещества, входящие в состав СОЖ, изменяют физические характеристики поверхностных слоев обрабатываемого материала, облегчая их пластическую деформацию. Проникая в микротрещины, жидкость может оказывать расклинивающее действие, способствует разрыхлению поверхностного слоя и, следовательно, снижению сил и работы деформаций. Расклинивающий эффект возрастает и вследствие увеличения расклинивающего давления при периодическом прохождении ультразвуковой волны через жидкость, находящуюся в; микрощелях. При точении с воздействием тангенциальных колебаний в зоне резания могут возникать кавитационные явления, т. е. образование мелких разрывов в охлаждающей жидкости под действием растягивающих сил, вызываемых ультразвуковой волной во время фазы растяжения. При смыкании кавитационных каверн возникает гидравлическая волна, давление в которой может достигать сотен кгс/см2. Подобные явления, действуя даже в течение короткого промежутка времени, могут способствовать разрушению инструмента. Если учесть, что процесс образования и захлопывания кавитационных каверн происходит с высокой частотой, влияние этого фактора может стать ощутимым.
Эффективность действия СОЖ определяется прежде всего повышение стойкости инструмента. Выше было показано, что при резании с воздействием вибрации повышается эффективность действия СОЖ вследствие улучшения условий ее проникновения непосредственно на поверхности контакта инструмента со стружкой и заготовкой.
Были проведены опыты по исследованию влияния СОЖ на стойкость инструмента, производительность и шероховатость обработанной поверхности при обычном и ультразвуковом точении вольфрама. В качестве СОЖ использовали 5%-ные эмульсии РЗ-СОЖ № 8 и 5- и 10%-ные эмульсии сульфорицината, показывающие лучшие результаты при обработке высокопрочных, жаропрочных и нержавеющих сталей. Охлаждение производилось поливом сверху с расходом 4-5 л/мин. В качестве режущего инструмента использовались резцы из быстрорежущей стали Р18 и твердых сплавов ВК8 и ВК60М. Частота тангенциальных колебаний, воздействующих на резец, f = 18,6 кГц и амплитуда А - 4 мкм (эта амплитуда является оптимальной при работе без охлаждения).
Исследования показали, что при обычном точении вольфрама резцом из сплава ВК.60М применение СОЖ (10%-ной эмульсии сульфорицината Е) позволяет повысить скорость резания на 60% и площадь обработанной поверхности F на 70% (рис. 39, а). При точении вольфрама твердым сплавом ВК8 применение эмульсии сульфорицината Е повышает скорость резания в 2 раза, а площадь обработанной поверхности в 3,5 раза, применение 10%-ной эмульсии сульфорицината увеличивает площадь обработанной поверхности более чем в 4 раза по сравнению с точением без охлаждения (рис. 39,б). Эффективность-применения СОЖ существенно увеличивается с повышением скорости резания. При скоростях резания у = 5?25 м/мин СОЖ почти не оказывает воздействия на режущие свойства резцов.
При адгезионном износе большая часть продуктов износа по размеру частиц соответствует среднему размеру частиц карбидной фазы, поэтому с уменьшением размера частиц карбидной фазы при микроконтактном разрушении будет захвачен меньший объем твердого сплава и соответственно будет снижаться его износ. При постоянном содержании кобальта уменьшение зерна карбида вольфрама повышает сопротивление твердого сплава адгезионно-усталостному износу.
Наибольший эффект от применения СОЖ наблюдается при точении вольфрама резцами из твердого сплава ВК8. Это объясняется тем, что сопротивление адгезионному износу у твердого сплава ВК8 ниже, чем у сплава с особомелкозернистой структурой сплава ВК60М, а эффект от применения СОЖ, как известно, тем сильнеее, чем ниже сопротивление инструментального материала адгезионному износу. Химически активные СОЖ в процессе резания образуют на контактных поверхностях инструмента устойчивые пленки, ослабляющие силы адгезии.
Возбуждение ультразвуковых тангенциальных колебаний при резании с охлаждением 5- и 10%-ной эмульсией сульфорицината на оптимальных режимах увеличивает площадь обработанной поверхности по сравнению с обычным точением с СОЖ на 60-80%. Эффективность воздействия ультразвука на меньших скоростях проявляется сильнее.
Как видно из табл. 14, коэффициент эффективности при скорости резания v = 45 м/мин достигает kF = 2,64. Это объясняется тем, что на этих режимах имеет место прерывистое резание и создаются более благоприятные условия для проникновения СОЖ в зону резания.
Применение СОЖ улучшает шероховатость обработанной поверхности с Rz = 80 до Rz = 20 мкм. Шероховатость обработанной поверхности при ультразвуковом точении с СОЖ несколько ухудшается.
В табл. 15 даны значения параметра шероховатости Ra при обычном точении вольфрама резцом из сплава ВК8 и с воздействием на резец колебаний (f=16,7 кГц, А = 4 мкм, s = = 0,23 мм/об, t=0,3 мм, СОЖ-10%-ный сульфорицинат) в зависимости от скорости резания υ.
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ