Влияние смазочно-охлаждающей жидкости на силы резания при токарной обработке титанового сплава вТ3

сырья / В. А. Пеннер, А. П. Моргунов // Омский научный вестник. - 2011. - №3(93). - С. 101-102.

2. Аверьянов О. И. Агрегатно-модульный принцип построения гибких автоматических линий и оптимизация их структурно-компоновочных схем / О. И. Аверьянов, А. И. Дощенко, Ю. М. Золоторевский // Проектирование оптимальных технологических систем машин : сб. ст. / под ред. А. И. Дощенко, Я. Буды. - М. : Машиностроение,1989. - 344 с.

ПЕННЕР Виктор Андреевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Метрология и приборостроение».

АЛЬЖАНОВ Самат Даулетович, студент группы П-518.

Адрес для переписки: semik_91@mail.ru

Статья поступила в редакцию 23.11.2012 г.

©. В. А. Пеннер, С. Д. Альжанов

УДК 62192 А. А. РАЖКОВСКИЙ

А. Г. КИСЕЛЬ Д. С. РЕЧЕНКО А. А. ФЁДОРОВ

Омский государственный университет путей сообщения

Омский государственный технический университет

ВЛИЯНИЕ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ 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. Также в процессе обработки возникают силы трения по передним и задним поверхностям режущего инструмента. Применение смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) снижает силы трения на передней и задней поверхностях режущего инструмента, что способствует уменьшению сил резания.

Ключевые слова: токарная обработка, силы резания, титановый сплав, смазочно-охлаждающая жидкость.

Применение СОЖ благоприятно воздействует на процесс резания металлов: значительно уменьшается износ режущего инструмента, повышается качество обработанной поверхности и снижаются затраты энергии на резание. При этом уменьшается наросто-образование у режущей кромки инструмента и улучшаются условия для удаления стружки и абразивных частиц из зоны резания. Наименьший эффект дает применение СОЖ при обработке чугуна и других хрупких материалов.

При работе твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания рекомендуется обильная и непрерывная подача СОЖ, так как при прерывистом охлаждении в пластинах твердого сплава могут образоваться трещины и инструмент выйдет из строя. Наиболее эффективно применение СОЖ при обработке вязких и пластичных металлов, при этом с увеличением толщины среза и скорости резания положительное воздействие СОЖ на процесс стружко-образования уменьшается.

Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала и вида обработки. СОЖ должна обладать высокими охлаждающими, смазывающими антикоррозионными свойствами и быть безвредной для обслуживающего персонала. Все СОЖ можно разбить на две основные группы — охлаждающие и смазочные. К первой группе относятся водные растворы и эмульсии, обладающие большой теплоемкостью и теплопроводностью. Широкое распространение получили водные эмульсии, содержащие поверхностно-активные вещества; водные эмульсии применяются при обдирочных работах, когда к шероховатости обработанной поверхности не предъявляют высоких требований. Ко второй группе относятся минеральные масла, керосин, а также растворы поверхностно-активных веществ в масле или керосине. Жидкости этой группы применяются при чистовых и отделочных работах. Также нашли применение осерненные масла (сульфофрезолы), в которых в качестве активированной добавки используется сера.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013

1000

900

800

700

600

500

—Без СОЖ  * - 1,5% В.Р.К.Т.С. —— Blasocut 2000

- - Blasocut 4000 —— Isogrind

—— Смальта 3 —•— Смальта 3*ЕР

- - - - Смальта 11 —•— Addinol

♦ Росойл —— Биосил С —— Биосил М

0,1

0,19

0,38 S, мм/об

Рис. 1. Зависимости сил резания Р от величины подачи S при испытаниях различных марок СОЖ на титановом сплаве ВТ3 со скоростью резания V = 31 м/мин

—Ф— Без СОЖ

1,5% В.Р.К.Т.С. —— Blasocut 2000 - -* Blasocut 4000 —— Isogrind —— Смальта 3 —Смальта 3*ЕР  - - - Смальта 11 Addinol ♦ Росойл — Биосил С —А- Биосил М

S, мм/об

Рис. 2. Зависимости сил резания Р от величины подачи 5 при испытаниях различных марок СОЖ на титановом сплаве ВТ3 со скоростью резания V = 49 м/мин

1,5% В.Р.К.Т.С.

—— Blasocut 2000  -h Blasocut 4000 —— Isogrind —— Смальта 3 —•- Смальта 3*ЕР - - - - Смальта 11 Addinol ♦ Росойл Биосил С —А- Биосил М S, мм/об

Рис. 3. Зависимости коэффициента Ксож от величины подачи 5 при обработке титанового сплава ВТ3 с применением различных марок СОЖ со скоростью резания V = 31 м/мин

-и - 1,5% В.Р.К.Т.С.

—— Blasocut 2000

- Blasocut 4000 —— Isogr•ind

—— Смальта 3 —— Смальта 3*ЕР

- - - - Смальта 11

Addinol ♦ Росойл —Биосил С —А- Биосил М

S, мм/об

Рис. 4. Зависимости коэффициента Ксож от величины подачи 5 при обработке титанового сплава ВТ3 с применением различных марок СОЖ со скоростью резания V = 49 м/мин

Из многочисленных аспектов проблемы использования СОЖ в обработке материалов резанием одним из наименее разработанных является организация и техника применения. Это вызвано тем, что основное внимание специалистов было сосредоточено на разработке новых составов СОЖ и изучении механизма их действия. Сейчас, когда производство, потребление и номенклатура СОЖ резко возросли, когда значительно ужесточились гигиенические требования к любому производственному процессу, вопросы техники применения СОЖ стали особенно актуальны.

Эффективная работа предприятий транспорта, машиностроения, судостроения, автомобилестроения, оборонной, электронной и многих других отраслей промышленности предопределяется правильным выбором и использованием в производстве СОЖ и смазочных материалов различного назначения.

Правильный выбор СОЖ может обеспечить снижение силы резания от 10 до 20 %. 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 [1, 2].

Испытания проводились на токарном станке марки ФТ-11 с помощью универсального динамометра УДМ-100. УДМ устанавливался на поперечные салазки суппорта токарного станка. Для крепления резца в УДМ применялся резцедержатель.

В качестве обрабатываемой заготовки применялся цилиндрический вал диаметром 50 мм, выполненный из титанового сплава марки ВТ3. Обработку заготовки производили одним и тем же режущим инструментом, но с различными режимами резания. В качестве режущего инструмента применялся проходной упорный резец с напаянной режущей пластиной из твердого сплава марки ВК8. Перед проведением экспериментов УДМ тарировался для перевода получаемых данных в единицы измерения силы — Ньютоны. Схема установки для измерения сил резания состояла из: динамометра типа УДМ-100, усилителя и приборного щита. Данная установка позволяет получить проекции силы резания на оси X, У, 7.

Исследования проводили следующим образом. Закрепленную в шпинделе заготовку протачивали в течение 10-15 с при данных режимах резания: скорость ре-

зания ^=31 м/мин и ^=49 м/мин, глубина резания t=1 мм при подачах 5=0,1, 5=0,19 и 5=0,38 мм/об. При этом фиксировались измеренные составляющие силы резания.

Первый эксперимент проводился без применения СОЖ, затем при точении подавалась в зону резания СОЖ.

Для оценки применялись десятипроцентные водные растворы СОЖ следующих марок: Смальта-3, Смальта-3ЕР, Смальта-11, Isogrmd, В^оси 2000, В^оси 4000, Addinol, Росойл, Биосил С и Биосил М. Кроме того, в качестве СОЖ применялся 1,5 % водный раствор кальцинированной технической соды.

По полученным данным построены графики зависимостей результирующих сил резания от подачи при разных скоростях резания (рис. 1 и 2). Результирующая сила резания рассчитывалась по формуле:

Ррез=^Р?+Ру + Р?.

где Рх, Ру, Рг - составляющие силы резания по трем координатам, Н.

Также определялся коэффициент технологической эффективности исследуемой марки СОЖ по формуле:

КСОЖ = Ррезсож/Ррез'

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

Наилучшая СОЖ, при заданных режимах резания, определялась по наименьшему значению КСОЖ.

На рис. 3 и 4 показаны зависимости коэффициента КСОЖ при различных режимах резания для титанового сплава ВТ3, которым характеризуется изменение сил резания по отношению к силе резания при обработке без применения СОЖ.

Проанализировав результаты экспериментов, можно сделать следующие выводы: при обработке титанового сплава ВТ3 наиболее эффективными (обеспечивающим наименьшие силы резания) являются СОЖ перечисленных марок: В^оси 2000, В^оси 4000, Смальта-11, Смальта-3*ЕР, Смальта-3, Биосил С, Isogrind, Биосил М (эффективность по убыванию),

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013

но их эффективность проявляется на высоких подачах или низких скоростях резания. На низких подачах или высоких скоростях резания применение СОЖ неэффективно с точки зрения сил резания.

Библиографический список

1. Евсеев, Д. Г. Измерение сил резания при токарной обработке : методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Резание металлов» / Д. Г. Евсеев, А. Ю. Попов. - М. : МИИТ, 2006. - 34 с.

2. Сайдаков, Ю. Н. Смазочно-охлаждающие жидкости -основа эффективной работы промышленности и транспорта / Ю. Н. Сайдаков // Научно-технический журнал «Горная промышленность». - 1999. - № 6 [Электронный ресурс]. - М., 1999 - ISSN 1609-9192. - Режим доступа: http://www.mmmg-media.ru, свободный (дата обращения: 30.10.2012).

РАЖКОВСКИЙ Александр Алексеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология

транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС).

КИСЕЛЬ Антон Геннадьевич, аспирант кафедры «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава» ОмГУПС.

РЕЧЕНКО Денис Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» Омского государственного технического университета (ОмГТУ).

ФЁДОРОВ Алексей Аркадьевич, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения» ОмГТУ.

Адрес для переписки: rechenko-denis@mail.ru

Статья поступила в редакцию 16.11.2012 г.

© А. А. Ражковский, А. Г. Кисель, Д. С. Реченко,

А. А. Фёдоров

УДК 631.331 А. п. ШЕВЧЕНКО

И. О. КОРОБКИН

Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина

ДВИЖЕНИЕ

ВОЗДУШНО-ЗЕРНОВОЙ СМЕСИ В ПЛОСКОМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕ СЕМЯН

Приведены устройство и принцип работы плоского распределителя семян, позволяющего равномерно распределять семена различных культур по сошникам. Разработана теоретическая модель движения воздушно-зерновой смеси. Полученные выражения связывают физико-механические свойства смеси и кинематические параметры распределителя семян.

Ключевые слова: распределитель семян, направитель, турбулизатор, подвижные распределительные перегородки, воздушно-зерновая смесь, гетерогенный поток.

В современных посевных машинах широко применяются пневматические системы распределения посевного материала. Основной, наиболее важный элемент такой системы — распределитель семян. На пневматической селекционной сеялке ССНП-16 ввиду ее конструктивных особенностей и небольшого числа семяпроводов необходима установка плоского распределителя семян (рис. 1).

Распределитель семян работает следующим образом [1]. Семена попадают в первую камеру 2 через подводящий трубопровод 3, далее скатываются по заслонке-направителю 4 и подхватываются турбу-лизированным воздушным потоком, создаваемым вентилятором 1 и турбулизатором 6. Положение за-слонки-направителя 4 можно менять при помощи регулятора положения 5. Большой угол открытия за-слонки-направителя позволяет использовать более мелкие семена за счет того, что за заслонкой-напра-вителем создается область разряжения, в которую

засасываются мелкие семена. Турбулизатор 6 позволяет сохранить турбулентный режим движения зерна и за счет турбулизации потока семена равномерно распределяются по всему объему эластичного патрубка 7. Эластичный патрубок 7 гибко соединяет первую 2 и вторую 8 камеры. После прохождения эластичного патрубка семена попадают во вторую камеру 8, где подвижные распределительные перегородки 9 равномерно распределяют поток семян по отводящим патрубкам 11. С помощью регуляторов положения распределительных перегородок 10 настраивается равномерность распределения семян различных культур по сошникам.

Использование предложенного распределительного устройства семян позволяет равномерно распределять семена различных культур по сошникам, благодаря настройке положения углов подвижных распределительных перегородок, а также позволяет выравнивать поток семян, поступающих в первую