Действие смазочно-охлаждающей жидкости при резании

Действие смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при резании определяется основными ее свойствами: смазывающим, охлаждающим, моющим и режущим.

Смазывающее действие СОЖ заключается в создании на контактных площадках режущего инструмента различного рода пленок, которые полностью или частично предотвращают контакт передней поверхности со стружкой и задних поверхностей с обрабатываемым материалом. По характеру пленки могут быть физическими, химическими и механическими. Физические пленки образуются в результате молекулярной адсорбции, они имеют высокое сопротивление на сдвиг, но плохо сопротивляются нормальным нагрузкам и имеют низкую термостойкость. Условием образования физических пленок является присутствие в СОЖ поверхностно-активных веществ. Химические пленки образуются в результате хемосорбции, которая сопровождается химической реакцией между СОЖ и контактными поверхностями режущего инструмента. Эти пленки имеют низкое сопротивление на сдвиг, но лучше воспринимают нормальные нагрузки и имеют высокую термостойкость. Условием их образования является присутствие в СОЖ веществ, химически активных по отношению к материалу инструмента. Механические пленки образуются вследствие содержания в СОЖ твердых веществ, которые заполняют впадины микронеровностей контактной поверхности режущего инструмента. Эти пленки имеют еще меньшее сопротивление на сдвиг, чем химические. Смазывающее действие СОЖ проявляется в снижении трения и схватывания на контактных площадках режущего инструмента.

Охлаждающее свойство СОЖ заключается в отводе тепла от инструмента, заготовки и стружки и проявляется в снижении температуры на контактных площадках и в режущем клине режущего инструмента.

Моющее свойство СОЖ заключается в удалении продуктов износа и мелкодисперсной стружки из зоны обработки и проявляется в снижении абразивного изнашивания инструмента.

Режущее свойство СОЖ заключается в том, что наличие в ней поверхностно-активных веществ облегчает процесс разрыва связи в обрабатываемом материале при внедрении режущего клина режущего инструмента в поверхностный слой заготовки.

Смазочно-охлаждающие жидкости могут подаваться в зону резания следующими способами: поливом свободно падающей струей, под давлением со стороны передней или задней поверхности, подача распыленной жидкости.

Современные тенденции в развитии процессов резания

В настоящее время все больше деталей изготавливается из труднообрабатываемых сталей и сплавов, керамики, композитов и других новых конструкционных материалов. Многие из них ктеризуются очень сложной формой, минимальными припусками на обработку, высокими требованиями к качеству обработанных поверхностей. Для обеспечения рациональных условий обработки таких деталей необходим комплексный подход, объединяющий знания о процессах обработки материалов резанием, свойствах материала, оборудовании и т. д.

Совершенствование различных технологических процессов обработки резанием обусловлено целым рядом факторов:

- возрастанием точности обработки и качества обработанной поверхности. Использование новых технологий обработки поверхности инструмента обеспечивает идеальную остроту режущих кромок, что позволяет заменить полирование и притирку. Такая обработка относится к так называемым нанотехнологиям и получила название сверхточной;

- повышением скоростей резания до максимально допустимого уровня с точки зрения безопасности работы станка. Такой процесс получил название сверхскоростной обработки и сопровождается целым рядом изменений в физических процессах, происходящих в зоне резания;

- ограничением использования СОЖ. Затраты на использование и последующую утилизацию СОЖ в современном производстве в несколько раз превышают затраты на режущие инструменты. Кроме того, СОЖ отрицательно влияет на состояние здоровья человека и окружающую среду. В связи с этим все более широкое распространение получает резание без использования либо с минимальным использованием СОЖ;

- использованием лезвийной обработки высокотвердых и закаленных материалов вместо шлифования. Такие технологии находят все более широкое применение благодаря расширенному использованию сменных пластин из сверхтвердых материалов и режущей керамики.

Определенным условием расширения традиционных границ обработки материалов является введение в зону обработки дополнительной энергии, которая либо поступает извне, либо остается после предыдущих технологических операций.