Способ оценки технологической эффективности смазочно- охлаждающей жидкости

 

Изобретение относится к испытаниям смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых при резании материалов. Способ оценки технологической эффективности СОЖ, при котором осуществляют резание и судят о технологических свойствах испытываемой СОЖ, заключается в том, что измеряют длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента при резании с испытываемой СОЖ, а также с двумя базовыми СОЖ, для которых отношение значений параметра, характеризующего технологические свойства СОЖ, известно, после чего определяют расчетным путем коэффициент относительной технологической эффективности испытываемой СОЖ, на основании которого оценивают технологическую эффективность испытываемой СОЖ. В качестве параметра, характеризующего технологическую эффективность СОЖ, преимущественно используют стойкость инструмента. Данное изобретение направлено на снижение трудоемкости оценки технологической эффективности СОЖ. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых при резании материалов.

Известны способы оценки технологической эффективности СОЖ по результатам исследования в лабораторных условиях износа режущего инструмента, шероховатости обработанной поверхности, точности обработки, величины крутящего момента (Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием./Под ред. М. И. Клушина. - М.: Машиностроение, 1979, с. 86-89).

Однако непосредственное определение указанных параметров, определяющих эффективность СОЖ, связано со значительными затратами средств и времени, особенно в случае, когда надо определить технологическую эффективность нескольких марок СОЖ.

Известен способ оценки качества СОЖ, основанный на сопоставлении величин сил резания, измеренных при использовании базовых и испытываемых марок СОЖ (Gugger M. , Putting Fluids to the Test [Cutting Tool Engineering, August, 1999, p. 54 - 62).

Недостатком этого способа также является значительная трудоемкость, поскольку измерение сил резания производится в течение всего периода стойкости инструмента. Кроме того, способ требует применения динамометра для измерения сил резания, что не всегда возможно в реальных условиях обработки.

Целью предлагаемого способа является снижение трудоемкости оценки технологической эффективности СОЖ.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе оценки технологической эффективности СОЖ, по которому осуществляют резание и судят о технологических свойствах испытываемой СОЖ, измеряют длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента при резании с испытываемой СОЖ, а также с двумя базовыми СОЖ, для которых отношение значений параметра, характеризующего технологические свойства СОЖ, известно, после чего определяют коэффициент относительной эффективности испытываемой СОЖ Кисп по формуле: где базовый коэффициент относительной технологической эффективности; П_исп, П_А, и П_Б - значения параметра, определяющего технологическую эффективность соответственно испытываемой и базовых СОЖ; L_исп, L_A, и L_B - длина контакта стружки с передней поверхностью инструмента для испытываемой и базовых СОЖ, и затем по величине К_исп оценивают технологическую эффективность испытываемой СОЖ.

В качестве параметра, характеризующего технологическую эффективность СОЖ, может быть использована стойкость инструмента.

Способ осуществляют следующим образом. Производят кратковременное (10... 15 с) резание на одном, характерном для применяемого инструмента режиме, с использованием испытываемой СОЖ, а также двух СОЖ, принятых за базовые, для которых величина К_баз известна. При этом каждый раз после окончания резания измеряют длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента. Затем, используя полученную формулу и измеренные величины длин контактов L_исп, L_A и L_Б, подсчитывают значение коэффициента относительной эффективности К_исп. Сопоставляя величины К_баз и К_исп в соответствии с выбранным параметром эффективности П, ранжируют испытываемую СОЖ по отношению к базовым.

Пример Оценивали технологическую эффективность опытной СОЖ марки ВЕЛС-30М по отношению к базовым СОЖ СНПХ-СОЖ-1 и ВЕЛС-30 при точении стали АС35Г2 резцами из быстрорежущей стали Р6М5 с режимом резания: t=0,5 мм, s=0,12 мм/об, v= 30 м/мин. В качестве параметра, характеризующего технологическую эффективность СОЖ, использовали стойкость инструмента Т. Значения Т для базовых СОЖ, полученные ранее в аналогичных условиях, составили: для СНПХ-СОЖ - 1-82 мин, для ВЕЛС-30 - 52 мин. Все применяемые СОЖ имели концентрацию 3%. Производили точение заготовки с использованием испытываемой и базовых марок СОЖ. Через 15 с после начала резания резцы снимали со станка и исследовали под микроскопом БМИ-1 с целью определения длины контакта стружки с передней поверхностью инструмента L. Границу контактной зоны определяли по характерному следу сходящей стружки на свежезаточенной передней поверхности резца. Длину контакта L находили при увеличении х50, при этом погрешность измерения не превышала 5%. Каждый опыт повторяли не менее трех раз, значение L брали как среднее из трех измерений. В результате испытаний получили для СОЖ ВЕЛС-30 среднее значение L, равное 0,6 мм, для СНПХ-СОЖ-1 - 0,69 мм и для испытываемой СОЖ ВЕЛС 30М - 0,57 мм. Значения коэффициентов относительной эффективности Кбаз и Кисп определяли по отношению к СОЖ с более низкой по критерию стойкости технологической эффективностью - ВЕЛС-30. Следовательно, Кбаз= 1,58. Расчетом по формуле получили: К_исп=0,81. Поскольку К_исп<1<К, технологическая эффективность СОЖ ВЕЛС-30М ниже, чем у СНПХ-СОЖ-1 и СОЖ ВЕЛС-30.

C целью проверки точности предлагаемого способа для испытываемой СОЖ в тех же условиях экспериментально определяли стойкость и сравнивали ее с величиной, рассчитанной по полученному значению Кисп. По расчету Тисп =К_испТА = 42 мин. Экспериментально найденное значение стойкости для СОЖ ВЕЛС-30М составило 45 мин. Разница значений Т, определенных экспериментально и на основе предлагаемого способа, составила не более 7%.

Время, в течение которого была произведена оценка технологических свойств, составило порядка 10 мин, что существенно меньше, чем при использовании способов, основанных на непосредственном измерении износа инструмента при работе с СОЖ.

Таким образом, как следует из приведенного примера, предлагаемый способ позволяет достаточно достоверно и с гораздо меньшей трудоемкостью, чем известные способы, производить ранжирование СОЖ по их технологическим свойствам.

Формула изобретения

1. Способ оценки технологической эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), по которому осуществляют резание и судят о технологических свойствах испытываемой СОЖ, отличающийся тем, что измеряют длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента при резании с испытываемой СОЖ, а также с двумя базовыми СОЖ, для которых отношение значений параметра, характеризующего технологические свойства СОЖ, известно, после чего определяют коэффициент относительной технологической эффективности испытываемой СОЖ К_исп по формуле: где базовый коэффициент относительной технологической эффективности; П_исп, П_А и П_Б - значения параметра, определяющего технологическую эффективность соответственно испытываемой и базовых СОЖ;
L_исп, L_A, L_Б - длина контакта стружки с передней поверхностью инструмента соответственно для испытываемой и базовых СОЖ,
и затем по величине К_исп оценивают технологическую эффективность испытываемой СОЖ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве параметра, характеризующего технологическую эффективность СОЖ, используют стойкость инструмента.