Введение к работе
Актуальность темы
В современном машиностроении объем механической обработки металлов резанием составляет значительную часть трудоемкости изготовления машин. Одним из способов повышения эффективности машиностроительного производства является разработка новых способов подачи в зону резания смазочно-охлаждаюших технологических средств (СОТС), без применения которых сегодня не обходится ни одна ответственная операция по обработке металлов резанием. С помощью СОТС 'удается значительно облегчить обработку металлов, снизить износ режущего инструмента, повысить качество обработанной поверхности и производительность обработки.
Многочисленными исследованиями установлено, что эффективность СОТС зависит как от состава, так и от способа ее подвода в зону резания. За счет рационального выбора СОТС и эффективных способов их применения может быть достигнуто существенное повышение стойкости режущего инструмента пли скорости резания при обеспечении заданных требо-ваний к качеству обработанной поверхности. В настоящее время особую актуальность приобретают связанные с применением СОТС проблемы: высок расход углеводородного сырья, сложность и высокая стоимость оборудования для регенерации и утилизации отработанных СОТС, загрязнение окружающей среды. Отсюда становится очевидной недостаточность научных разработок в совершенствовании техники применения СОТС.
Цели работы
Повышение эффективности обработки металлов резанием путем применения смазочно-охлажлающих технологических сред в парообразном состоянии.
Методы исследования
Исследование СОТС п парообразном состоянии производилось на операции точения на станке, оснащенном динамометром для измерения составляющих силы резания и прибором индикации для измерения размерного износа. На операции фрезерования размерный износ измерялся с помощью индикатора ИЧ с ценой деления 0,001 мм. Трибологнческие свойства парообразных СОТС исследовались на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме "колодка - диск". Для измерения поверхностного натяжения использовался сгалагмометрическнй метод.
Научная новизна
-
Выдвинута гипотеза, объясняющая повышенную эффективность парообразных смазочных сред по сравнению с жидкими средами за счет благоприятной кинетики проникновения смазочного материала в контактную зону.
-
На основе известной модели "микрокапельного взрыва" построено математическое описание процесса проникновения парообразной смазочной среды в зону резания.
-
С использованием вышеупомянутой модели получены расчетные данные, которые количественно подтверждают выдвинутую в пункте I гипотезу.
-
Предложен конструктивный принцип устройств для получения парообразных СОТС, позволяющий сохранить состав присадок при переводе СОТС из жидкого в парообразное состояние.
-
Экспериментально определены оптимальные параметры применения парообразных СОТС на операциях точения и фрезерования стали 45, коррозионно-стойкой стали 12X18HI0T, серого чугуна.
Практическая ценность работы
-
Разработано и испытано устройство для получения парообразных СОТС, обеспечивающее сохранение в них присадок. Установка оснащена устройством автоматического регулирования расхода и давления пара.
-
Получен экспериментальный материал по эффективности СОТС в парообразном состоянии при точении и фрезеровании стали 45, коррозионно-стойкой стали 12X18Н ЮТ, серого чугуна.
-
Даны рекомендации но практическому применению СОТС в парообразном состоянии.
Реализация результатов работы
Ивановскому СКВ средств механизации передана техническая документация по производству и внедрению устройств для применения СОТС в парообразном состоянии.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены на межрегиональном научно-практическом семинаре "Роль студенческих объединений в развитии научно-технического прогресса в народном хозяйстве" (Иваново 1995 г.); на юбилейной научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов "Повышение качества и эффективности в машино- и прибо-
ростроении" (Нижний Новгород, 1997 г.); на международной научно-технической конференции "VIII Бенардосовские чтения", (Иваново, 1997 г.); на международном научно-практическом симпозиуме "СЛАВЯНТРИБО-4" (Санкт-Петербург, 1997).
Публикации
Результаты выполненных исследований представлены в 7 публикациях.
Структура и объем работы