Примение СОТС и виды СОТС

Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) широко используют в механообработке для улучшения обрабаты­ваемости материалов и применяют в виде жидкостей, газов, конси­стентных (пластичных) и твердых смазок. Из них наибольшее применение получили жидкие СОТС, которые принято называть смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ).

На процесс резания СОЖ влияют главным образом через смазываюшее, охлаждающее и моющее действия.

69) Смазывающее действие СОЖ.

Смазывающему действию СОЖ должно предшествовать проникновение среды на контактные площадки инструмента и за­готовки.

Согласно последним исследованиям поступление СОЖ в кон­тактную зону может происходить по следующим схемам (рис. 6.9):

а) через сеть капилляров между поверхностями заготовки и инструмента;

б) через полости, возникающие при периодических срывах нароста;

Рис. 6.9. Схемы поступления СОТС в контактную зону при резании

(В.Н. Латышев):

а - через сеть капилляров между поверхностями заготовки и инструмента; б - через полости, возникающие при периодических срывах нароста; в - при нарушении сплошности контакта между поверхностями заготовки и инструмента; г - путем диффузии через трещины и другие дефекты в стружке

в) при нарушении сплошности контакта между поверхностями заготовки и инструмента, вызванного колебаниями;

г) путем диффузии через трешины и другие дефекты, возни­кающие при образовании стружки в процессе пластической де­формации.

Несмотря на малые размеры капилляров (1...4 мкм), на низ­ких и средних скоростях резания обеспечивается постоянное по­ступление в зону резания ионов и молекул СОЖ и ее паров. При резании на высоких скоростях и с большими подачами условия проникновения СОЖ ухудшаются из-за резкого роста контактных давлений и температуры, при этом смазочный материал поступает в зону резания в виде паров – продуктов разложения СОЖ.

Благоприятные условия для проникновения СОЖ создает вы­сокая реакционная способность новых, свежеобразованных (ювенильных) поверхностей стружки и заготовки, которые как насос притягивают молекулы и ионы смазывающих материалов. При этом проникающая способность СОТС зависит от размеров моле­кул и ионов, а также от их способности адсорбироваться (концен­трироваться) на трущихся поверхностях. Наибольшую проникаю­щую способность имеют ионы галогенов (хлора, брома, фтора, йо­да) и молекулы некоторых органических кислот (олеиновой, стеа­риновой и др.).

Смазывающее действие СОЖ проявляется за счет образования пленок на поверхностях трения, которые по своей природе могут быть физическими, образуемыми за счет молекулярной адсорбции, или химическими – за счет химических реакций с вновь образуе­мыми поверхностями стружки и заготовки. Эти тончайшие пленки снижают силы трения, ослабляют или экранируют адгезионное взаимодействие между инструментом, стружкой и заготовкой, что приводит к снижению износа инструмента и уменьшению шерохо­ватости обработанной поверхности.

Смазывающее действие СОЖ вызывает уменьшение шерохо­ватости обработанной поверхности. Поэтому жидкости, обладаю­щие повышенным смазывающим действием, используют на чисто­вых операциях, при резании на малых скоростях, а также на высо­ких скоростях, например, при использовании инструментов с вы­глаживающими элементами, таких как сверла и развертки одно­стороннего резания [12, 32]. В этих случаях используют масляные СОЖ с противоизносными и противозадирными присадками (S, Сl, Р). Водные эмульсии на этих операциях из-за возникновения вибраций, как правило, не применяют.

70) Охлаждающее и моющее действие СОЖ.

Охлаждающее действие СОЖ заключается в отводе теплоты резания от наиболее нагретых участков инструмента и заготовки путем конвективного теплообмена, т.е. теплообмена, связанного с движением жидкости и ее теплопроводностью. При этом теплоотвод проявляется тем эффективнее, чем выше теплопроводность, удельная теплоемкость, смачиваемость СОЖ и чем выше скорость ее движения через зону резания. При правильном выборе способа подвода СОЖ температуру резания можно снизить на 100...200 °С.

Моющее действие СОЖ заключается в удалении из зоны ре­зания продуктов износа инструмента и заготовки в виде твердых частиц карбидов, мелкой стружки и т.п., усиливающих абразивный износ инструмента и повышающих шероховатость обработанной поверхности. Моющее действие улучшается за счет введения в СОЖ эмульгаторов – поверхностно-активных веществ (ПАВ), уменьшающих поверхностное натяжение жидкости. Молекулы СОЖ при этом активно обволакивают удаляемые частицы, препят­ствуют их слипанию и, тем самым, облегчают их удаление из зоны резания. Особое значение моющему действию СОЖ придается при абразивной обработке и резании хрупких материалов.

Кроме указанных трех основных свойств, СОЖ должны: 1) обладать стабильностью при хранении и эксплуатации; 2) не вызывать коррозию деталей станка, инструмента и заготовки; 3) не разлагаться под действием бактерий; 4) не оказывать вредного воздействия на окружающую среду и здоровье рабочих. Для этого в состав СОЖ вводят антикоррозионные, противоизносные, про- тивозадирные, антипенные, бактерицидные и другие присадки.

Все СОЖ по физико-химическим особенностям основы делят­ся на водные и масляные.