Смазывающе-охлаждающие технологические среды

Современные смазывающе-охлаждающие технологические среды

(СОТС) – это сложные многокомпонентные соединения продуктов нефтяно-

го и химического производства. Цель использования СОТС – повышение

стойкости инструмента, уменьшение силы резания, улучшение качества об-

работанной поверхности, удаление стружки из зоны резания. В основе дейст-

вия СОТС лежат следующие эффекты: смазочный, охлаждающий и моющий.

Смазочный эффект – уменьшение сил адгезии и трения на поверхностях инструмента. Необходимым условием проявления этого эффекта является способность СОТС проникать между контактирующими поверхностями по капиллярам и образовывать там пленки, уменьшающие коэффициент трения.

Охлаждающий эффект – снижение температуры в зоне контакта режущего инструмента с обрабатываемым материалом за счет уменьшения тепловыделения и увеличения теплоотвода. Уменьшение тепловыделения происходит благодаря влиянию СОТС на прочность отделяемого слоя материала, повышение его хрупкости, уменьшение работы, затрачиваемой на стружкообразование.

Интенсивность теплоотвода в основном зависит от вязкости, теплопроводности и скорости движения СОТС, разности температур охлаждаемой поверхности и СОТС. При непрерывных процессах резания СОТС практически не достигает контактных поверхностей в зоне резания, поэтому снижение температуры происходит только в результате охлаждения режущего инструмента и обрабатываемой детали. Следовательно, интенсивность охлаждения можно повысить за счет высоконапорной подачи СОТС, подачи СОТС со стороны задней поверхности или по специальным каналам, изготовленным в теле инструмента, подачи СОТС в виде тумана. При этом СОТС в виде эмульсии или в виде водных растворов имеют лучшие охлаждающие свойства по сравнению с масляными СОТС.

Моющий эффект – это обеспечение выноса из зоны резания стружки, продуктов изнашивания режущего инструмента и продуктов распада СОТС.

Особенно важен этот эффект при выполнении финишных операций. Неправильное применение СОТС может привести к негативным последствиям (особенно при низких скоростях резания) из-за химического и электрохимического взаимодействия СОТС с поверхностями инструмента, уменьшения защитного действия нароста при черновых операциях. Сопоставление стойкости инструментов с охлаждением и без такового показывает, что существует пороговая скорость, ниже которой применение СОТС нежелательно. Так, для быстрорежущих инструментов пороговой скоростью является скорость резания 10 м/мин, причем чем больше сечение резца, тем ниже значение пороговой скорости. При применении твердосплавных инструментов пороговой скоростью резания является скорость 80 м/мин при использовании распыленной СОТС и 100 м/мин при использовании охлаждения поливом.

В отечественной промышленности используются масляные и водорастворимые СОТС. Масляные СОТС состоят из минерального масла (60–95 %) и присадок (антифрикционных, антизадирных, антитуманных, ингибиторов коррозии и т. д.). К основным маркам масляных СОТС относятся: сульфофрезолы – осерненное минеральное масло средней вязкости.

Недостатком сульфофрезолов является то, что они вызывают коррозию цветных сплавов и отрицательно воздействуют на человека. Достоинством является только их дешевизна;

МР-1 – средневязкое минеральное масло с антизадирными и антиизносными присадками, содержащими серу, фосфор и хлор; эффективно при обработке углеродистых и легированных сталей со скоростями резания более 40 м/мин;

ОСМ-3 – маловязкое минеральное масло с антизадирными и антиизносными присадками, содержащими фосфор и хлор; эффективно при чистовой обработке углеродистых и легированных сталей.

Водорастворимые СОТС (эмульсолы) содержат 70–85 % минерального масла, эмульгаторы (вещества, облегчающие получение эмульсии) и присадки. Для уменьшения расходов на транспортировку и хранение эти СОТС выпускаются в виде концентрата, который по мере необходимости потребитель разбавляет водой до необходимой концентрации. К основным маркам водорастворимых СОТС относятся:

Э-1, Э-2, Э-3 – эмульсолы с низкими технологическими свойствами; ЭТ-2 имеет лучшие технологические свойства и большую стабильность состава;

«Укринол-1» имеет в составе ингибиторы коррозии, обладает высокими технологическими свойствами, повышает стойкость твердосплавного инструмента (по сравнению с ЭТ-2) в 1,5–2 раза;

РЗ-СОЖ8 – эмульсол на базе ЭТ-2, активированного кристаллическим йодом; эффективен при обработке титановых сплавов.