Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 7 TECHNOLOGY операциях металлообработки, так как достаточ- но значимой проблемой с точки зрения экологии является использование в машиностроении сма- зочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Однако в процессе абразивной обработки, где наблюда- ются высокие контактные температуры, исполь- зование MQL в обычном ее представлении не всегда эффективно по сравнению с охлаждением СОЖ. В научном сообществе были предприняты меры повышения эффективности шлифования при использовании технологии MQL . Достаточ- но значимого эффекта добились авторы работ [1, 2] применением дополнительного охлаждения зоны резания криогенными средами (жидкий азот, CO 2 ). Сложность конструкции подвода и хранения криогенных сред создают проблемы дальнейшего развития данного направления. В работе [3] предложено охлаждать зону контакт- ного взаимодействия с помощью вихревой трубы (на основе вихревого эффекта). Такой способ до- статочно прост в реализации, но эффективность его без использования смазки не столь высока. В развитие данного направления авторами работ [4,5] исследуется технология подачи минималь- ного количества смазочной среды в охлажден- ном воздухе ( CAMQL – сold air with minimum quantity lubrication ) посредством использования вихревой трубы. В работе [5] авторами предла- гается использовать минеральное масло, что не- сколько противоречит концепции экологическо- го шлифования. Не менее интересным, а главное результативным направлением повышения эф- фективности технологии MQL является приме- нение в смазочных композициях различных на- ночастиц [6,7]. В качестве наночастиц в составах для MQL применяют MoS 2 , Al 2 O 3 , наноалмазы, углеродные нанотрубки (УНТ), SiO 2 , TiO 2 [8]. При внесении в состав для MQL наночастиц в процессе шлифования наблюдается снижение контактной температуры и коэффициента тре- ния, повышается износостойкость абразивного инструмента, таким образом, изменяется харак- тер контактного взаимодействия абразивного зерна с обрабатываемым материалом, т. е. их можно назвать наномодификаторами [9]. В ра- боте [10] представлено исследование влияния смазочной среды на базе растительного масла с добавкой наночастиц Al 2 O 3 при шлифовании ни- келевого сплава Inconel 600 с применением тех- нологии MQL. Согласно полученным результа- там уменьшаются шероховатость обработанной поверхности, температура и сила резания. Цель работы – определить влияние техноло- гии подачи MQL и CAMQL на эксплуатационные показатели процесса шлифования и свойства тонкого поверхностного слоя. Методика исследований Для проведения экспериментальных исследо- ваний использовали плоскошлифовальный ста- нок с ЧПУ CHEVALIER модель Smart -B1224III. Характеристика абразивного инструмента – 25АF100I10V. В качестве смазочной среды ис- пользовали растительное соевое масло, в том числе и с добавлением наночастиц Al 2 O 3 . Режим шлифования: скорость круга v = 35 м/с; скорость подачи стола v s = 6 м/мин; подача на глубину t – 0,01 мм/ход. Величина припуска, удаляемого за один опыт, 0,5 мм, количество па- раллельных опытов – три. Анализ имеющихся публикаций по применению технологии подачи MQL и CAMQL в процессе шлифования показы- вает, что режим дозирования смазочной среды в зависимости от условий обработки в большин- стве случаев варьируется в интервале от 20 до 100 мл/ч [4–7]. В наших исследованиях остано- вились на двух режимах: 30 и 50 мл/ч. Для по- дачи воздуха в систему воздушного охлаждения применяли компрессор AIRRUS CE 250-V135. В рамках концепции минимального воздействия на окружающую среду в качестве смазочной среды предлагается использовать растительное масло. В работе [11] исследована возможность применения в качестве смазочной среды трех видов растительных масел: кукурузного, горчич- ного и соевого. По результатам эксплуатацион- ных испытаний установлено, что соевое масло более эффективно. Устройство подачи минимального количе- ства смазки в охлажденном воздухе ( CAMQL ) реализовано посредством синтеза установки MQL (модель Spraymat 700 производитель Steidle Германия) и вихревой трубы. Принцип работы вихревой трубы базируется на вихревом эффек- те, сущность которого заключается в снижении температуры в центральных слоях закрученно- го потока газа (свободного вихря) и повышении температуры периферийных слоев. При соответ- ствующей конструкции устройства вихрь газа