СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ
METHOD OF DETERMINING OF WEAR-PREVENTIVE EFFICIENCY OF LUBRICATION-COOLING TECHNOLOGICAL MEDIUMS WHILE CUTTING OF METALS

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС), используемых при резании металлов.
o.л.
Известен способ определения оптимальной скорости резания (Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966, с.11-17, 40-50), заключающийся в том, что строят график зависимости температуры резания от скорости резания. Оптимальные скорости резания могут быть выявлены на основе обычных стойкостных испытаний по кривой T=f(v), при исследовании интенсивности размерного износа по кривой h=f(v), а также при исследовании интенсивности износа с помощью радиоактивных изотопов, оптимальная скорость резания может быть определена также по кривой T=f(s) и l=f(s), где s - подача, если указанные кривые имеют точки максимума или точки перелома.
Недостатком данного способа является высокая трудоемкость.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения износа инструмента при изменении режимов резания для различных СОТС, заключающийся в определении относительно-линейного износа инструмента расчетным путем на разных скоростях резания, по которому замер износа инструмента проводят сначала после 100 метров пути резания, затем после 400 метров и строят график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания (Журнал "Технология машиностроения" 2003 г., №6 "Оптимизация областей применения СОТС различной химической природы" И.Н.Никифоров, инж., В.Ю.Шолом, канд. техн. наук, А.С.Трофимов, инж. с 13-15).
Недостатком этого способа является большая трудоемкость испытаний, так как их необходимо проводить в широком диапазоне скоростей.
Задачей настоящего изобретения является снижения трудоемкости испытаний при определении эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения противоизносной эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов, заключающемся в определении относительно-линейного износа инструмента расчетным путем на разных скоростях резания, по которому замер износа инструмента проводят в опорных точках, например, сначала после 100 метров пути резания, затем после 400 метров и строят график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания, в отличие от прототипа определяют термическую электродвижущую силу, возникающую в естественной термопаре "инструмент-заготовка", соответствующую минимальному износу, и определяют скорость резания, соответствующую термической электродвижущей силе без смазочно-охлаждающих технологических сред, затем подбирают скорость резания с использованием испытуемой смазочно-охлаждающей технологической среды, при которой генерируется термоэлектродвижущая сила, соответствующая минимальному износу инструмента при обработке без смазочно-охлаждающих технологических сред, и на этой скорости определяют относительно-линейный износ инструмента, а противоизносную эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред определяют как:
, где
Эф - противоизносная эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред,
опт
v - скорость резания, соответствующая оптимальной температуре резания,
ол
h - относительно-линейный износ инструмента.
Пример конкретной реализации.
Испытания эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резания металлов проводились на токарном станке 16К20 при разных скоростях резания. Износ задней поверхности инструмента измеряли с помощью микроскопа "МИР-2У4.2", а ТЭДС измеряли термопарой "инструмент-заготовка".
ол
В процессе испытания без использования СОТС записываем график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания и определяем термоЭДС, соответствующую минимальному износу. ТермоЭДС определяем традиционным способом посредством естественной термопары. Далее в зону резания подаем СОТС и подбираем скорость резания, соответствующую термоЭДС, обеспечивающей минимальный износ при резании без СОТС. На этой скорости определяем относительно-линейный износ инструмента h. После чего рассчитываем эффективность использованной СОТС по формуле
1
Пример. Испытание СОТС проводили на операции продольное точение стали 12Х18Н10Т твердосплавным инструментом из сплава ВК8 со следующими геометрическими параметрами: задний угол α=10°, передний угол γ=0°, главный угол в плане φ=45°, вспомогательный угол в плане φ=45°, радиус при вершине резца r=0,2 мм. Подача равна 0,1 мм/об., глубина резания 0,5 мм. В качестве СОТС испытывали при постоянной концентрации эмульсолы на минеральной основе "Росойл-500", "Росойл-503", "Росойл-101" и индустриальное масло "И-20". Результаты представлены в таблице.
V<sub>oп, м/мин</sub>
h<sub>о.л, мм/м</sub>
Эф
Без СОТС
80
3,5
22,86
И-20
78
2,5
31,2
Росойл-500
96
2,56
37,5
Росойл-101
98
2,53
38,74
Росойл-503
99
2,47
40,1
Как видно из таблицы, при использования смазочно-охлаждающих технологических сред "Росойл-101" величина эффективности - 38,74, при использования "Росойл-500" - 37,5, при использования "Росойл-503" - 40,1 и при использования индустриального масла " И-20" - 31,2. Из чего следует, что из испытуемых технологических смазок наименее эффективной является - "И-20", а наиболее эффективной - "Росойл-503".
Итак, заявляемое изобретение позволяет снизить трудоемкость при определении эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов за счет сокращения числа измерений оптимальной скорости резания при различных СОТС.