СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2009 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС), используемых при резании металлов.

Известен способ определения оптимальной скорости резания (Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966, с.11-17, 40-50), заключающийся в том, что строят график зависимости температуры резания от скорости резания. Оптимальные скорости резания могут быть выявлены на основе обычных стойкостных испытаний по кривой T=f(v), при исследовании интенсивности размерного износа по кривой h_o.л.=f(v), а также при исследовании интенсивности износа с помощью радиоактивных изотопов, оптимальная скорость резания может быть определена также по кривой T=f(s) и l=f(s), где s - подача, если указанные кривые имеют точки максимума или точки перелома.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения износа инструмента при изменении режимов резания для различных СОТС, заключающийся в определении относительно-линейного износа инструмента расчетным путем на разных скоростях резания, по которому замер износа инструмента проводят сначала после 100 метров пути резания, затем после 400 метров и строят график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания (Журнал "Технология машиностроения" 2003 г., №6 "Оптимизация областей применения СОТС различной химической природы" И.Н.Никифоров, инж., В.Ю.Шолом, канд. техн. наук, А.С.Трофимов, инж. с 13-15).

Недостатком этого способа является большая трудоемкость испытаний, так как их необходимо проводить в широком диапазоне скоростей.

Задачей настоящего изобретения является снижения трудоемкости испытаний при определении эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения противоизносной эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов, заключающемся в определении относительно-линейного износа инструмента расчетным путем на разных скоростях резания, по которому замер износа инструмента проводят в опорных точках, например, сначала после 100 метров пути резания, затем после 400 метров и строят график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания, в отличие от прототипа определяют термическую электродвижущую силу, возникающую в естественной термопаре "инструмент-заготовка", соответствующую минимальному износу, и определяют скорость резания, соответствующую термической электродвижущей силе без смазочно-охлаждающих технологических сред, затем подбирают скорость резания с использованием испытуемой смазочно-охлаждающей технологической среды, при которой генерируется термоэлектродвижущая сила, соответствующая минимальному износу инструмента при обработке без смазочно-охлаждающих технологических сред, и на этой скорости определяют относительно-линейный износ инструмента, а противоизносную эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред определяют как:

, где

Эф - противоизносная эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред,

v_опт - скорость резания, соответствующая оптимальной температуре резания,

h_ол - относительно-линейный износ инструмента.

Пример конкретной реализации.

Испытания эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резания металлов проводились на токарном станке 16К20 при разных скоростях резания. Износ задней поверхности инструмента измеряли с помощью микроскопа "МИР-2У4.2", а ТЭДС измеряли термопарой "инструмент-заготовка".

В процессе испытания без использования СОТС записываем график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания и определяем термоЭДС, соответствующую минимальному износу. ТермоЭДС определяем традиционным способом посредством естественной термопары. Далее в зону резания подаем СОТС и подбираем скорость резания, соответствующую термоЭДС, обеспечивающей минимальный износ при резании без СОТС. На этой скорости определяем относительно-линейный износ инструмента h_ол. После чего рассчитываем эффективность использованной СОТС по формуле

Пример. Испытание СОТС проводили на операции продольное точение стали 12Х18Н10Т твердосплавным инструментом из сплава ВК8 со следующими геометрическими параметрами: задний угол α=10°, передний угол γ=0°, главный угол в плане φ=45°, вспомогательный угол в плане φ₁=45°, радиус при вершине резца r=0,2 мм. Подача равна 0,1 мм/об., глубина резания 0,5 мм. В качестве СОТС испытывали при постоянной концентрации эмульсолы на минеральной основе "Росойл-500", "Росойл-503", "Росойл-101" и индустриальное масло "И-20". Результаты представлены в таблице.

  V_{oп, м/мин} h_{о.л, мм/м} Эф Без СОТС 80 3,5 22,86 И-20 78 2,5 31,2 Росойл-500 96 2,56 37,5 Росойл-101 98 2,53 38,74 Росойл-503 99 2,47 40,1

Как видно из таблицы, при использования смазочно-охлаждающих технологических сред "Росойл-101" величина эффективности - 38,74, при использования "Росойл-500" - 37,5, при использования "Росойл-503" - 40,1 и при использования индустриального масла " И-20" - 31,2. Из чего следует, что из испытуемых технологических смазок наименее эффективной является - "И-20", а наиболее эффективной - "Росойл-503".

Итак, заявляемое изобретение позволяет снизить трудоемкость при определении эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов за счет сокращения числа измерений оптимальной скорости резания при различных СОТС.

Изобретение относится к машиностроению. Сущность: определяют относительно-линейный износ инструмента расчетным путем на разных скоростях резания. Замер износа инструмента проводят в опорных точках, сначала после 100 метров пути резания, затем после 400 метров и строят график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания. Определяют термическую электродвижущую силу, возникающую в естественной термопаре "инструмент-заготовка", соответствующую минимальному износу, определяют скорость резания, соответствующую термической электродвижущей силе без смазочно-охлаждающих технологических сред и на этой скорости определяют относительно-линейный износ инструмента. Противоизносную эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред определяют по формуле. Технический результат: снижение трудоемкости испытаний. 1 ил., 1 табл.

Способ определения противоизносной эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов, заключающийся в определении относительно-линейного износа инструмента расчетным путем на разных скоростях резания, по которому замер износа инструмента проводят в опорных точках, например, сначала после 100 м пути резания, затем после 400 м, и строят график зависимости относительно-линейного износа инструмента от скорости резания, отличающийся тем, что определяют термическую электродвижущую силу, возникающую в естественной термопаре "инструмент-заготовка", соответствующую минимальному износу, и определяют скорость резания, соответствующую термической электродвижущей силе без смазочно-охлаждающих технологических сред, и на этой скорости определяют относительно-линейный износ инструмента, а противоизносную эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред определяют как:
, где
Эф - противоизносная эффективность смазочно-охлаждающих технологических сред,
v_опт - скорость резания, соответствующая оптимальной температуре резания,
h_ол - относительно-линейный износ инструмента.