Охлаждаща течност за изтегляне на алуминий. Избор на флуид за рязане за обработка на алуминиеви сплави Охлаждаща течност за алуминиеви сплави

Всеки, дори начинаещ специалист по металообработване, знае, че при извършване на стругова работа на машина е наложително да се използват режещи течности (охлаждащи течности). Използването на такива технически течности (съставът им може да варира) ви позволява да решите няколко важни проблема едновременно:

• охлаждане на резеца, който активно се нагрява по време на обработка (съответно удължаване на експлоатационния му живот);
• подобряване на повърхностното покритие на детайла;
• повишаване на производителността на процеса на рязане на метал.

Видове охлаждащи течности, използвани при струговане

Всички видове охлаждаща течност, използвани за струговане на машината, са разделени на две големи категории.

Охлаждаща течност на водна основа
Охлаждаща течност на маслена основа

Такива течности премахват топлината от зоната на обработка много по-зле, но осигуряват отлично смазване на повърхностите на детайла и инструмента.

Сред най-често срещаните охлаждащи течности, които се използват, може да се отбележи следното.

• Разтвор на калцинирана сода (1,5%) в преварена вода. Такава течност се използва при извършване на грубо струговане на струг.
• Воден разтвор, съдържащ 0,8% сода и 0,25% натриев нитрит, който повишава антикорозионните свойства на охлаждащата течност. Използва се и за грубо включване на машината.
• Разтвор, състоящ се от преварена вода и тринатриев фосфат (1,5%), почти идентичен по своя охлаждащ ефект с течности, съдържащи калцинирана сода.
• Воден разтвор, съдържащ тринатриев фосфат (0,8%) и натриев нитрит (0,25%). Има подобрени антикорозионни свойства и се използва и при грубо струговане на стругове.
• Разтвор на базата на преварена вода, съдържащ в състава си специален калиев сапун (0,5–1%), калцинирана сода или тринатриев фосфат (0,5–0,75%), натриев нитрит (0,25%).

• Разтвор на водна основа, съдържащ 4% калиев сапун и 1,5% калцинирана сода. Охлаждащите течности, които съдържат сапун, се използват при извършване на грубо обработване, както и профилно струговане на струг. Калиевият сапун, ако е необходимо, може да бъде заменен с всеки друг сапун, който не съдържа хлоридни съединения.
• Разтвор на водна основа, към който се добавят емулсол Е-2 (2–3%) и техническа калцинирана сода (1,5%). Охлаждащата течност от този тип се използва, когато, за чистотата на обработваната повърхност, което не се изисква високи изисквания. С използването на такава емулсия е възможно да се обработват детайли на машината високи скорости.
• Воден разтвор, съдържащ 5–8% емулсол Е-2 (В) и 0,2% сода или тринатриев фосфат. С използването на такава охлаждаща течност се извършва фино струговане на струг.
• Воден разтвор, съдържащ емулсол на базата на окислен вазелин (5%), сода (0,3%) и натриев нитрит (0,2%). Можете да използвате такава емулсия при извършване на груба обработка, както и при довършително завъртане на машината, тя ви позволява да получите повърхности с по-висока чистота.
• Течност на маслена основа, съдържаща 70% индустриално масло 20, 15% ленено масло от 2-ри клас, 15% керосин. Охлаждащата течност от този състав се използва в случаите, когато се нарязват резби с висока точност и детайлите се обработват със скъпи фасонни фрези.

• Sulfofrezol е мазна срязваща течност, активирана със сяра. Тази охлаждаща течност се използва при завъртане с малък разрез. При извършване на груба работа, характеризираща се с активно и значително нагряване на инструмента и детайла, използването на такава охлаждаща течност може да бъде вредно за оператора на машината, тъй като отделя летливи серни съединения.
• Разтвор, състоящ се от 90% сулфорезол и 10% керосин. Такава течност се използва за резба, както и за дълбоко пробиване и довършителни детайли.
• Чист керосин - използва се, когато е необходимо да се обработват детайли от алуминий и неговите сплави на струг, както и при довършителни работи с осцилиращи абразивни пръти.

Характеристики на използването на режещи течности

За да бъде ефективно използването на охлаждащата течност, трябва да се вземат предвид няколко прости правила. Дебитът на такава течност (независимо дали е емулсия или воден разтвор) трябва да бъде най-малко 10–15 l / min.

Много е важно да насочите потока на охлаждащата течност към мястото, където се генерира максимално количество топлина. Такова място при извършване на струговане е зоната, където стружките се отделят от детайла.

От първия момент, когато се извършва завъртане на машината, режещият инструмент започва да се нагрява активно, така че охлаждащата течност трябва да се прилага веднага, а не след известно време. В противен случай, при рязко охлаждане на силно нагрят, в него могат да се образуват пукнатини.

Съвсем наскоро беше въведен усъвършенстван метод за охлаждане, който включва подаване на тънка струя охлаждаща течност от задната страна на ножа. Този метод на охлаждане демонстрира особена ефективност, когато на струг е необходим инструмент, изработен от високоскоростни сплави, за обработка на детайл, изработен от трудни за рязане материали.

В процеса на металообработка винаги има силно триене между детайла и инструмента. Това е особено важно за стругове, където ножът е много горещ. Интензивното триене също причинява преждевременно износване на инструмента за студена пластична деформация, особено за операции като високоскоростно многопозиционно уплътняване или студено екструдиране. Във всички тези случаи е необходимо да се използват специални режещи течности.

Едно от най-новите вътрешни разработки в областта на режещите течности е водоразтворимата универсална охлаждаща течност EFELE CF-621. Въпреки че тази охлаждаща течност е синтетична, тя има най-ниската цена, свързана с минералните продукти.
EFELE CF-621 е предназначен за операции по рязане на метали като стомана, включително неръждаема и легирана, чугун, титан, алуминий и медни сплави.
Тази охлаждаща течност се предлага под формата на концентрат. Има кехлибарен цвят и приятна миризма на карамел, не съдържа формалдехид, хлор и вторични амини, поради което не оказва вредно въздействие върху здравето. Изработена от синтетични компоненти с добавяне (до 15%) на състав на минерално масло, охладителната течност EFELE CF-621 има добра биостабилност и висока производителност. Това позволява обработката на метали при по-ниска концентрация на разтвора.

Течности за рязане: структура, механизъм на действие

Широкото използване на режещи течности се дължи на факта, че те едновременно извършват ефективно разделяне на триещите се повърхности на детайла и инструмента, а също така намаляват температурата на последния. В същото време е представен съставът на компонентите, които включват най-ефективните режещи течности:

1. Лубриканти на базата на синтетични или животински масла.
2. Добавки, които осигуряват на веществата антифрикционни показатели за екстремно налягане.
3. Компоненти, които изключват разделянето на съставите по време на дългосрочно съхранение.
4. Вещества, които предпазват работните инструменти от корозия и разрушаване.
5. Добавки, които намаляват агресивността.
6. Добавки, които подобряват омокряемостта и намаляват образуването на пяна по време на металообработка.

Отпадъчните продукти подлежат на задължително изхвърляне.

Класификацията, според която се произвеждат режещи течности (охлаждащи течности), обикновено се прави според следните параметри:

1. По произход на основните компоненти. Така маслените охлаждащи течности се произвеждат на базата на технически масла - нефтопродукти, както и на базата на мазнини от животински или растителен произход.
2. Според метода на приготвяне се разграничават емулзоли - продукти с дълъг период на спонтанно ексфолиране или охлаждащи технически масла, които се приготвят непосредствено преди употребата им. В последния случай концентратът на охлаждащата течност се произвежда съгласно GOST.
3. В зависимост от индустрията на тяхното приложение се произвеждат синтетични охлаждащи течности, предназначени за условията на операции на пластична деформация, освен това за стругове.
4. Маслените охлаждащи течности също се различават по своите физико-механични свойства - киселинно число, вискозитет, точка на запалване. Последната характеристика определя дали маслените охладители могат да се използват при операции на горещо щамповане или не.

Марки на най-разпространените съединения за машинна обработка

За стругове се произвеждат следните видове:

• Емулзоли, които са разредени конвенционални минерални масла (например I-12, I-20) Емулзолите на петролна основа се произвеждат съгласно Технически изискванияГОСТ 6243-75;
• Емулгатори, които съдържат метални сапуни или синтетични мастни киселини. Произвежда се в съответствие с GOST R 52128-2003;
• Синтетични формули на основата на високоатомни алкохоли, талови масла, триетаноламин. Те се произвеждат в съответствие с GOST 38.01445-88 и са предназначени за стругове, които обработват високоскоростни неръждаеми легирани стомани. Не се допуска използването им под формата на отпадъци;
• Сулфофрезолите (GOST 122-94) са смеси от високо пречистено масло и съдържащи сяра съединения. Ефективно намаляват триенето, нямат корозивни свойства, тъй като не съдържат вода, киселини, основи.

Общо свойство, което трябва да имат синтетичните флуиди за рязане за стругове, е намаленият вискозитет. Тук основните компоненти на охлаждащата течност лесно се разпределят върху сложната повърхност на инструмента, охлаждат го добре и не позволяват чиповете да се залепват към ножа. Средно разглежданият показател за процесите на обработка не надвишава 35 - 40 cSt.

В Русия често се използват вносни продукти, например от търговска марка MobilCut. Въпреки това, според принципа на заместване на вноса, който сега се въвежда широко в Русия, вносните марки постепенно се заменят с местни видове подобни продукти. В допълнение, описанията на такива продукти често не обхващат видовете стомани или цветни сплави (по-специално алуминий), които се използват в Русия. Има специално оборудвани контейнери за използваната охлаждаща течност.

Видове охладители за процеси на металообработка

Поради значителните специфични усилия, както и относителните скорости на плъзгане на материала на детайла върху инструмента, марката за използване в технологични процеситрябва да има значително по-висок вискозитет. Освен това при значителна степендеформации на контактните повърхности, започват химико-механични повърхностни реакции, допринасящи за влошаване на условията на триене. Това намалява живота на инструмента, особено при обработка меки метали, например алуминий. Използването на частично отработени вещества при обработката на алуминий е неприемливо. Ето защо характерни особеноститези състави за условията на Русия са:

• Сравнително висок вискозитет. На практика тя варира от 45 - 50 cSt за охлаждащи течности на базата на минерални масла от тип I20 (GOST 20799-88), до 75 - 80 cSt за охлаждащи течности със серни съединения и животински мазнини (типичен представител е Ukrinol GOST 9.085-88) ;
• Устойчив на висока температура на разслояване или счупване. Съставът задължително съдържа серни добавки, анионни емулгатори. Най-използваните марки включват етаноламини и алкилсулфати с добавки съгласно GOST 10534-88. В отпадъчните продукти концентрацията на такива компоненти е рязко намалена;
• Видове графит на водна основа, включително добавка на базата на маслена суспензия от фин люспест графит. Издават се в съответствие с GOST 5962-88.

Специална група представляват веществата, използвани при обработката на алуминий и неговите сплави. Алуминият се характеризира с интензивно залепване към контактните повърхности на инструмента, поради което трябва да се осигури не толкова понижаване на температурата, колкото висока чистота на крайната повърхност на продукта.

Например при валцуване на алуминиеви листове се използват:

• Продукти на базата на 5 - 10% смазка 59c (GOST 5702-85);
• Емулзоли на базата на синтетични мастни киселини с добавяне на триетаноламини (GOST 8622-85);
• Вещества, съдържащи синтетични алкохоли с високо молекулно тегло: например етиленгликол GOST 10136-97 или глицерин GOST 6823-97.

Много охладителни системи, проектирани да работят с алуминий, се произвеждат според спецификациите на Русия и други страни от ОНД. Вискозитетът на такива състави за обработка на алуминий обикновено се приема като минимум.

Приготвяне, съхранение и изхвърляне на флуиди за рязане

В Русия както концентратът на охлаждащата течност, така и компонентите за неговото приготвяне се произвеждат за условията на конкретно предприятие. Преди да бъдат използвани за металообработка, те преминават през следните процедури:

1. Смесване на компонентите при правилните температури (при 60 - 110 ° C, което се определя от марката и състава).
2. Вземане на проби за анализ на съответствието (GOST 2517-80 се прилага за Русия).
3. Съхранение в специализирани съдове, позволяващи периодично разбъркване, нагряване и др.
4. Зареждане с гориво в устройства и устройства за непрекъснато захранване.

Могат да се добавят добавки при подготовката на охлаждащата течност. За тази цел в обектите на руските предприятия често се предлагат вибратори за фино емулгиране.

С течение на времето въпросните състави се замърсяват, следователно, различни системи, които почистват охлаждащата течност от остатъци от стружки, полепнал метал и др. Отпадъците, чието ефективно почистване вече не е възможно, се изхвърлят.

Видео как да заварявате фрезова течност със собствените си ръце

Повечето оператори на металорежещи машини намират за трудно да си представят процес на обработка без използването на режеща течност (охлаждаща течност). В някои случаи обаче има нужда от суха обработка, което може да се дължи на липсата на подходяща подготовка на оборудването или други условия за работа. Аналитични данни от различни източници показват, че разходите за осигуряване на охлаждане на детайлите са 2-3 пъти по-високи от разходите за режещи инструменти. Освен това световната общност е все по-загрижена за опазването на здравето и околен святпо време на производствена работа. Изхвърлянето на използваната течност за рязане е сериозен проблем за повечето предприятия и вдишването на нейните пари може да причини значителна вреда на човешкото здраве. Поради високите разходи за изхвърляне на охлаждащата течност, европейски производствени предприятиявсе по-често използват сухи или полусухи (с минимално количество охлаждаща течност) технологии за обработка, за разлика от предприятията в Съединените щати. Страни като Германия обаче все още трябва да се съобразяват с настоящите икономически и условията на труди използвайте охлаждаща течност. Но вече са предложени нови разпоредби, които ограничават използването на охлаждаща течност при обработката.

Нека поговорим повече за сухата обработка. Могат ли материалите да се обработват без охлаждаща течност? В повечето случаи е възможно, но този въпрос изисква по-подробно разглеждане.

Първо, режещата течност изпълнява редица задачи:

• Охлаждане.Ето защо течността се нарича охладител.
• Смазка.Твърдите материали като алуминий се натрупват върху режещия ръб, така че е необходимо да се намали триенето и съответно тяхното нагряване.
• Почистване на чипове.В много случаи тази задача е най-важната. Ако стружките ударят повърхността, която се обработва, това ще повреди повърхността и ще доведе до много по-бързо затъпяване на инструмента. В най-лошия случай фреза или фреза, поставени в слот или дупка, могат да се задръстят с чипове, което да доведе до прегряване или дори до повреда.

При суха обработка трябва да се вземе под внимание всяка от горните функции на флуида за рязане.

Смазване и натрупване на режещия ръб

Нека поговорим за смазване. Обърнах най-малко внимание на тази тема, но това не означава, че смазването не е важно при обработката. На първо място, смазването допринася за повече ефективна работарежещ инструмент с по-малко топлина. Когато предният ръб на ножа се плъзне по детайла, той се нагрява поради триене. В допълнение, стружките също се търкат в ножа, генерирайки допълнителна топлина. Смазването намалява триенето и следователно топлината. Така една от функциите на смазването е да подобри ефективността на охлаждане чрез намаляване на генерирането на топлина. Основната функция на смазката е да предотвратява натрупване върху режещия ръб. Всеки, който е видял как алуминият се придържа към фреза, веднага разбира важността на този въпрос. Натрупаните ръбове могат много бързо да повредят инструмента и по този начин да забавят работата.

За щастие, наличието или отсъствието на натрупвания зависи главно от вида на обработвания материал. Най-често натрупването се получава при обработка на алуминий и стомана с ниско съдържание на въглерод или други легиращи елементи. AT този случайтрябва да се използват много остри ножове с големи наклонени ъгли (положителният наклонен ъгъл е ваш приятел!). Също така пръскането на малко количество охлаждаща течност помага за справяне с този проблем, а ефективността на този метод не е по-ниска от традиционния метод. Най-важното е, че не забравяйте да вземете тези мерки преди образуването на сцепления между чиповете и повърхността, която се обработва.

Почистване на чипове

Следващият проблем при сухата обработка е отстраняването на стружките. За тази цел може да се използва въздух под налягане. Въпреки това, този метод на почистване може да не е напълно ефективен при някои операции, като например пробиване. Дълбокото пробиване и пробиване са две от най-проблемните операции на суха обработка по отношение на отстраняването на стружките. За да разрешите проблема, можете да използвате технологичен въздух, подаден към инструмента, но пръскането на малко количество охлаждаща течност е по-добро решение. Течната охлаждаща течност се справя по-добре с тази задача, тъй като има по-висока плътност, по-добре пренася стружки и охлажда обработената повърхност. Но правилното прилагане на пръскане ви позволява да удължите живота на инструмента в сравнение с традиционния метод, описан по-горе. Трябва да се отбележи, че естественото отстраняване на стружките е по-ефективно при хоризонтални фрезови и стругови машини, отколкото при вертикални, особено при суха или полусуха обработка, поради наличието на гравитация.

Охлаждане

Да поговорим за охлаждането. Температурата е най-важният фактор, който влияе върху живота на режещия инструмент. Леката топлина омекотява материала, което има положителен ефект върху обработката. В същото време силното нагряване омекотява режещия инструмент и води до преждевременното му износване. Допустима температуразависи от материала и покритието на режещия инструмент. По-специално, карбидът издържа на значително по-високи температури от бързорежещата стомана. Някои покрития като TiAlN (титанов алуминиев нитрид) изискват високи работна температура, така че тези инструменти се използват без охлаждаща течност. Има много примери, при които изрязването на охлаждащата течност при запазване на технологията води до по-дълъг живот на инструмента. Твърдосплавните инструменти са податливи на образуване на микропукнатини в случай на резки температурни промени при неравномерно нагряване и охлаждане. Sandvik препоръчва в своя образователен курсне използвайте охлаждаща течност, поне в големи количества, за да предотвратите образуването на микропукнатини. Трябва също да се отбележи, че високата топлина влияе неблагоприятно върху точността на обработката, тъй като в резултат на нагряване размерът на детайла се променя.

Как могат да се охлаждат детайлите без охлаждаща течност? Първо, нека разгледаме най-често срещаните методи за охлаждане. Има два вида охлаждащи течности - охлаждащи течности на водна основа и охлаждащи течности на маслена основа. Охлаждащите течности на водна основа са най-ефективни за охлаждане. Колко? Сравнителните данни са показани в следната таблица:

антифриз	Специфична топлина	Стомана А (закалена) Намаляване на температурата, %	Стомана B (отгрята) Намаляване на температурата, %
Въздух	0.25
Масло с добавки (нисък вискозитет)	0.489	3.9	4.7
Масло с добавки (висок вискозитет)	0.556	6	6
Воден овлажняващ разтвор	0.872	14.8	8.4
Водно-содов разтвор, 4%	0.923	-	13
вода	1.00	19	15

Първо, данните, представени в таблицата, показват, че ефективността на различните видове охлаждащи течности зависи пряко от тях специфична топлина. На второ място, трябва да се отбележи, че въздухът е най-лошият хладилен агент - неговите характеристики са 4 пъти по-ниски от тези на водата. Интересен е и фактът, че маслените охлаждащи течности са почти 2 пъти по-ниски от водата по отношение на охлаждащите свойства. Предвид този факт, както и проблемите с безопасността, не е изненадващо, че много предприятия използват охлаждащи течности на водна основа - те са най-добрите охлаждащи течности. Охлаждащите течности на водна основа обаче работят ефективно само до определена скорост на рязане и колкото по-висока става скоростта, толкова по-лошо охлаждат материала и инструмента. Една от причините за това явление е, че при висока скорост на рязане охлаждащата течност няма време да проникне във всички вдлъбнатини и пукнатини в материала. В резултат на това охлаждането става все по-малко качествено, което води до намаляване на ефективността на охлаждане на твърдосплавния инструмент при скорост на рязане, надвишаваща определена стойност.

Могат да се използват топлоустойчиви покрития като TiAlN, които не изискват охлаждане, но е възможно и без тях. Например, можете да използвате сгъстен въздух за охлаждане, но трябва да запомните, че ще са необходими големи количества от него, за да постигнете ефективност, сравнима с водното охлаждане. В случаите, когато е необходимо охлаждане, е много по-ефективно да се използва овлажнен въздух, съдържащ пулверизирана течност. Пръскането също осигурява смазване, което може да бъде полезно за материали като алуминий. Освен това при високи скорости на рязане овлажненият въздух прониква във всички кухини в материала по-добре от водата с водно охлаждане.

Друг метод за охлаждане е използването на охладен въздух. Има много начини за охлаждане на въздуха и той се охлажда естествено, докато излиза от дюзата, но повече ефективно решениее приложението на устройство, наречено вихрова тръба. Горните данни за различни видове охлаждащи течности, както и подробна информация за изследвания, свързани с използването на въздушни и вихрови тръби за охлаждане, можете да намерите в научна работа Brian Boswell "Използването на въздушно охлаждане и неговата ефективност при суха обработка на материали."

тази работаможе да бъде много полезно, ако искате да навлезете в подробностите. Boswell обмисля да оборудва някои патронници за стругове с въздушни канали, но заключава, че най-ефективният вариант е използването на вихрови тръби. Ако ще използвате само въздух, той трябва да бъде насочен към правилните места, за да осигури ефективно охлаждане. Босуел установи, че регулирането на вихровата тръба е много по-лесно, тъй като дюзата може да бъде по-далеч от обработвания материал. В същото време това устройство е в състояние да охлажда материала толкова ефективно, колкото традиционната система за водно охлаждане.

Параметри на суха обработка на материали

Да приемем, че нямате аксесоари като вихрова тръба, но използвате сух или овлажнен сгъстен въздух за смазване и отстраняване на стружки. Как това се отразява на условията на обработка (скорост на подаване и рязане) в сравнение с конвенционалната мокра обработка?

1. Помислете отделно за такъв параметър като подаване на зъб. Регулируемата стойност, в зависимост от вида на охлаждането, е скоростта на рязане. В този случай скоростта на подаване за дадено подаване на зъб ще намалее леко.
2. Ако определен праг на скоростта на рязане бъде превишен, настройката в зависимост от типа охлаждане не работи. В повечето случаи охладителната система ще бъде напълно изключена. Нека наречем тази прагова стойност критична скорост на рязане. Тази скорост ще бъде малко по-бавна, но определено може да се приеме като препоръчителна скорост за инструменти с покритие от TiAlN. Инструментите с покритие от TiN (титанов нитрид) ще работят по-ефективно при тези скорости с охлаждане, така че критичната скорост на рязане е някъде между скоростите, препоръчани за инструменти с покритие от TiN и TiAlN. Очевидно критичната скорост ще зависи от вида на материала, който се обработва, така че няма универсална стойност за всички случаи.
3. За скорости на рязане под критичните се прилага специален коефициент на корекция. Подобно на критичната скорост, коефициентът зависи от обработвания материал и приема стойности от 60% до 85%. С други думи, за някои материали се използва коефициент от 60% от препоръчителната скорост (препоръките на производителите на инструменти се основават на метода на мокра обработка), докато за други материали коефициентът може да достигне до 85%. Коефициентът зависи от топлопроводимостта на материала (топлоустойчивите сплави са доста трудни за обработка, тъй като те провеждат лошо топлина и по време на рязане се образува голямо количество натрупване), смазочните свойства на охлаждащата течност и др.

Какво ще кажете за качеството на повърхностната обработка?

Това е последният въпрос относно сухата обработка. Често качеството на сухото покритие е по-ниско, отколкото при мократа обработка. Има много фактори, които влияят на качеството, но в повечето случаи всичко се свежда до намаляване на скоростта на рязане. За да се поддържа качеството на обработката, е важно да се компенсира намаляването на скоростта с помощта на инструмент с по-голям радиус (например фреза). Второстепенен фактор е смазването, което намалява износването и осигурява гладко рязане. В този случай овлажненият въздух ще ви помогне.

Резултати

И така, какви са изводите?

Ясно е, че обработката с помощта на флуид за рязане превъзхожда по параметри сухата или полусухата обработка, ако не вземете предвид цената на охлаждащата течност и разполагате с подходящо оборудване. Ефектите обаче не са толкова изразени, колкото може да изглежда. Овлажнен въздух може да се използва при обработка на вискозни материали, а вихровите тръби и други устройства за въздушно охлаждане са не по-малко ефективни от традиционния мокър метод. В този случай ще имате поне поток от сгъстен въздух, за да почистите детайла от чипове. Трябва да се разбере, че сухата обработка води до промяна в скоростта на рязане с 20-25%. Подаването на зъб зависи от прилагането на водно охлаждане. Правилната ориентация на дюзата за охлаждаща течност може да увеличи подаването на зъб с до 5%, а подаването на охлаждаща течност под високо налягане през шпиндела позволява още по-големи печалби в производителността.

В някои случаи отказът от използване на охлаждаща течност е доста предизвикателство:

• Топлоустойчивите сплави и титанът трябва да се обработват с мокро рязане, освен когато се използват инструменти, при които се препоръчва суха обработка. Горните материали имат недостатъчна топлопроводимост, за да се използват само за въздушно охлаждане.
• Материалите, които се натрупват върху режещия ръб (някои неръждаеми сплави и алуминий), изискват използването на охлаждаща течност или поне овлажнен въздух за осигуряване на смазване.
• Без охлаждаща течност е много трудно да се отстранят чипове от дълбоки отвори. Този проблем може да бъде решен чрез подаване на овлажнен въздух под налягане.

Помня!

• Ако твоят вретеноне е най-бързият в света, най-вероятно ще трябва да намалите скоростта на рязане поради недостатъчните му обороти. Това е особено вярно при обработка на алуминий (или други меки материали като месинг), както и при използване на малки карбидни фрези. В този случай обаче отхвърлянето на традиционното течно охлаждане не е критично.
• Често е възможно да се увеличи скоростта на подаване чрез намаляване на дебелината на чипа.

Към процеса на металообработка алуминиеви сплавиимат следните изисквания:

1) висока точностобработка и ниска грапавост;

2) висока производителност и изключване на довършителни работи;

3) ниска чувствителност към разпространението на механични свойства и геометрични размери (разнообразие от класове на инструментални материали);

4) относително ниска цена на инструмента.

Обработката на тези материали обаче причинява значителни трудности, свързани с техния висок вискозитет, което води до образуване на натрупвания, прегряване и намаляване на издръжливостта на режещия инструмент и намаляване на качеството на обработваната част.

Използването на съвременни металорежещи машини, инструменти с устойчиви на износване покрития и подаването на режещи течности (охлаждащи течности) в зоната на рязане не винаги осигурява необходимите параметри за качество и производителност. Въпреки това днес металорежещите машини отговарят на изискванията за точност. Предлаганата гама от инструменти и резултатите от многобройни проучвания ви позволяват да изберете такива режещи пластини, чието използване максимизира производителността и качеството на обработка.

В същото време, въпреки разработването на голям брой марки охлаждащи течности и тестове в тази област, няма единна методология, която да гарантира избора на най-ефективната охлаждаща течност. Изборът на ефективна марка охлаждаща течност, според наличните данни, може да намали силите на рязане с 20%. Ето защо е препоръчително да се разработи методология, която да гарантира избора на такава марка.

Като цяло охлаждащите течности имат смазващи, охлаждащи, измиващи, диспергиращи, режещи, пластифициращи и други ефекти върху процеса на рязане. Едно от основните функционални действия на охлаждащата течност е смазващият ефект, тъй като намаляването на триенето в зоната на рязане води до намаляване на интензивността на износване на инструмента, до намаляване на силите на рязане, средната температура на рязане и грапавостта на детайла. . Следователно е необходимо да се проучи смазващото действие на охлаждащата течност, за да се избере специфичен клас за обработка на тези сплави.

Изследване на смазващия ефект на охлаждащата течност

Ефектът на смазване се оценява според резултатите от изпитването както на самите металорежещи машини в процеса на обработка, така и на фрикционни машини. Използването на фрикционни машини позволява не само да се намали консумацията на материали, самата охлаждаща течност и прекараното време, но и да се елиминира влиянието на други действия. Следователно, смазочният ефект на охлаждащата течност в тази работа беше оценен въз основа на резултатите от тестовете на машина за триене. На фиг. 1 показва машината за триене, използвана за изследване на охлаждащата течност.

Тъй като струговането е най-разпространеният вид машинна обработка, за изследването използвахме такава схема на натоварване на машината за триене, която направи възможно симулирането този видобработка, - схемата "блок - валяк" (фиг. 2).

Блокът е изработен от материала на инструмента за обработка - твърда сплав T15K6. Като материал за производството на ролки е избран един от най-разпространените представители на алуминиеви сплави, сплав D16.

Изследването е проведено при сила на натиск върху обувката P=400 N и скорост на ролката n=500 rpm. Силата на натоварване се избира в съответствие със силите на рязане, които възникват по време на металообработката на тези сплави. Скоростта на ролката се получава чрез изчисление от нейния диаметър и препоръките за скорост на рязане.

Ролката беше монтирана на вала и поставена в контакт с блока. Камерата беше затворена с капак и напълнена с тестваната охлаждаща течност. След това въртенето на ролката се включва с честота n и с помощта на натоварващия механизъм натоварването върху блока се прилага плавно до достигане на неговата стойност Р.

Според показанията на инструментите са определени максималните и минималните стойности на момента на триене. Средната стойност на момента се получава като средноаритметично от резултатите от пет експеримента. Въз основа на наличните данни е изчислен действителният коефициент на триене fпо формулата:

За тестване са използвани 10% водни разтвори на охлаждаща течност от няколко марки: Addinol WH430, Blasocut 4000, Sinertek ML, Ukrinol-1M, Rosoil-500, Akvol-6, Ekol-B2. Освен това тестовете са проведени без използване на охлаждаща течност.

Резултатите от изследването са дадени в табл. един.

Резултатите от проведените изследвания позволяват да се оцени смазочният ефект на тестваните охлаждащи течности по време на обработката на представените групи материали. Получените данни дават възможност за избор на най-технологично ефективния охладител за обработка на дадените материали по отношение на смазочния ефект.

Ефективността на всеки клас охлаждаща течност трябва да се определи в сравнение с обработката без използване на охлаждаща течност. Стойността на ефективността K cm за смазващо действие при обработка на различни материали се определя по формулата:

Колкото по-ниска е стойността на K cm, толкова по-ефективен е този клас при обработката на изпитвания материал. В табл. 2 показва ефективността на тестваните класове охлаждаща течност по отношение на смазващото действие.

Известно е, че при обработката ниски скоростиКогато охлаждащата течност достига най-добре зоната на рязане, смазващото действие на охлаждащата течност има най-голям ефект. Поради това използването на охлаждаща течност с висок смазващ ефект е препоръчително при грубо обработване.

Според таблицата Таблица 2 показва, че при обработката на алуминиева сплав D16 най-ефективните смазочни течности са Rosoil-500 (K cm = 0,089), Akvol-6 (K cm = 0,089) и Ekol-B2 (K cm = 0,096).

находки

1. В работата бяха проведени експериментални изследвания на смазочното действие на тестваните охлаждащи течности. Представените резултати позволяват да се избере най-ефективната марка охлаждаща течност за груба обработка на алуминиеви сплави.

2. Резултатите от работата ще бъдат особено полезни при производството на самолетни части, тъй като към самолетните части се предявяват повишени изисквания за качество и точност на обработка.

3. Използването на ефективна охлаждаща течност осигурява максимално възможно намаляване на триенето и средната температура на рязане, което води до удължаване на живота на инструмента, намаляване на силите на рязане, намаляване на грапавостта на повърхността и повишаване на точността на обработка.