Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 4 2019 9 TECHNOLOGY MDT ) методом Зонда Кельвина. Применяемый метод основывается на двухпроходной методи- ке. В первом проходе определяется рельеф по- верхности образца с применением прерывисто- контактного метода (колебания кантилевера возбуждаются механически). На втором проходе этот рельеф отслеживается при прохождении над образцом на некоторой высоте для опреде- ления поверхностного электрического потенци- ала φ( x ). Исследования проводились с помощью токопроводящего кантилевера ( CSG10/Au ) с по- крытием из золота. Перед проведением всех перечисленных ис- следований для удаления загрязнений с поверх- ности образцы очищали в этаноле с примене- нием ультразвуковой ванны (мощность 50 Вт, продолжительность три минуты). Результаты и их обсуждение Первоначально проводили эксплуатацион- ные испытания с применением в качестве сма- зочной среды соевого масла с режимом дози- рования в 50 мл/ч. Оценка составляющих сил резания показала, что при шлифовании с тех- нологией MQL силовая нагрузка в конце цикла шлифования несколько выше, чем при обработ- ке без СОЖ (см. таблицу). Здесь, очевидно, ска- зывается засаливание рабочей поверхности кру- га и, следовательно, высокая степень адгезии и трения. При использовании технологии CAMQL варьировали величину воздушного потока. Из данных таблицы можно наблюдать некоторое снижение составляющих сил резания, причем более заметно это проявляется при величине по- тока, равного 12 м 3 /ч, скорее всего, за счет луч- шего охлаждающего эффекта. В дальнейшем рассматривали применение двух подходов, связанных с уменьшением и уве- личением количества подаваемой смазки. Проб- ные испытания с режимом дозирования 100 мл/ч с использованием технологии MQL показали увеличение составляющих силы резания P z и P y относительно значений, полученных при шлифо- вании без СОЖ, соответственно на 10 и 15 %. На- блюдается увеличение засаливания рабочей по- верхности круга. Анализ публикаций, где авторы используют в качестве смазочной среды расти- тельные масла, показывает, что количество пода- ваемой смазки составляет не более 50 мл/ч [6, 12]. Исходя из этого принято решение уменьшить величину подачи смазки до 30 мл/ч. Можно кон- статировать, что при шлифовании с использова- нием технологии MQL относительно значений, полученных при шлифовании без СОЖ, соот- ветствующие значения составляющих силы ре- зания практически одинаковые. Результаты, по- лученные с применением технологии CAMQL , достаточно интересные. При величине воздуш- ного потока 16 м 3 /ч, по аналогии с MQL , значи- мого эффекта не наблюдается. Однако при по- токе 12 м 3 /ч происходит уменьшение почти на 20 % обеих составляющих силы резания отно- сительно значений при шлифовании без СОЖ. Из рассмотренных режимов обработки такое со- четание дозировки масла и величины потока ох- лажденного воздуха обеспечивает наибольшее снижение составляющих силы резания. На следующем этапе проводили испытания смазочных композиций при добавлении наноча- стиц Al 2 O 3 с концентрацией 0,4 мас. % и режи- мах дозирования 30 и 50 мл/ч. Эффективность данного решения подтверждает полученные ре- зультаты (см. таблицу). Так, в отличие от при- менения в качестве смазки только соевого масла при использовании технологии MQL с наноча- стицами наблюдается уменьшение силы резания в особенности нормальной составляющей на 10 и 30 % с режимами дозирования 50 и 30 мл/ч соответственно. Несколько неоднозначная ситу- ация отмечается в процессе шлифования с тех- нологией CAMQL . Так, значения силы резания при подаче в 50 мл/ч не только не уменьшились, но и несколько возросли. Причиной здесь может быть повышенная вязкость составов. Как из- вестно, добавление наночастиц увеличивает вяз- кость растворов [13], плюс накладывается фак- тор низкой температуры воздушного потока, что в совокупности ухудшает отвод смазки при ее боль- шом количестве из зоны резания и снижает веро- ятность проникновения в зону непосредствен- ного контактного взаимодействия. Уменьшение режима дозирования до 30 мл/ч способствовало улучшению условия шлифования относительно значений, полученных при использовании толь- ко соевого масла, тангенциальная составляющая силы резания снизилась на 15 % (величина воз- душного потока 12 м 3 /ч). Силы резания имеют практически одинаковые результаты с данными, полученными по технологии MQL .