Obrabotka Metallov 2015 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (67) 2015 8 ТЕХНОЛОГИЯ Методика экспериментального исследования На первом этапе исследований испытыва- лись серийные СОЖ с различным охлаждающим и смазывающим действием: углеводородная – масло индустриальное И-20А (ГОСТ20799-88) ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» и две марки СОЖ производства ООО «НИиХП» [19]: синтетическая – водный раствор концентрата ПОА-2м ТУ0258-006-11850138-02 и эмульси- онная – водный раствор эмульсола ЭПМ-1ш ТУ0258-004-11850138-01. Масляные СОЖ обладают высоким экрани- рующим действием, уменьшают интенсивность схватывания материала с рабочей поверхностью режущих и давящих зерен, в результате чего снижаются силы трения [12]. Продукты ПОА-2м и ЭПМ-1ш – это новые марки, рекомендуемые для замены отечествен- ных СОЖ различной природы (автокатов, вел- сов, эколов и др.) и импортных, таких как Ratak, Mobilent, Blasocut, Cimcool и др. Концентрат ПОА-2м состоит из водорастворимого полимера (полиэтиленоксида) и различных добавок (анти- коррозионной, антибактериальной и специаль- ной), а также из компонентов, повышающих его смазывающие свойства [20]. Водорастворимый полимер полиэтиленоксид обладает уникаль- ным свойством – при повышении температуры он выпадает из раствора (теряет растворимость в воде). Известно, что в процессе шлифования происходит локальное повышение температуры в контакте круг-деталь, способствующее выпа- дению полимера из раствора в зоне обработки и образованию молекулярного защитного слоя между поверхностью круга и детали. А это, в свою очередь, уменьшает износ инструмента, причем с ростом температуры плотность моле- кулярного слоя увеличивается [20]. Эмульсол «ЭПМ-1ш» содержит: сольвент рафината минерального масла, щелочные мыла натуральных жирных кислот, амиды жирных кислот, алкилполигликольэфир, нефтяные суль- фонаты натрия, метилен-бис-тетрагидрооксазин, бутилдигликол. Так как износ зерен и характер взаимодей- ствия абразива с обрабатываемым материалом зависит от СОЖ, то вначале проводилась серия экспериментов по шлифованию покрытий всу- хую (без СОЖ), затем в среде, обладающей в основном охлаждающими свойствами (в водо- проводной воде), а также в химически актив- ной среде с добавлением в воду фосфата калия (К 3 РО 4 ), который известен как основной компо- нент специальной «титановой» СОЖ [21]. В итоге для исследований влияния среды на обрабатываемость плазменных покрытий были подготовлены следующие составы: состав№1 – шлифование всухую (без СОЖ); состав № 2 – водопроводная вода; состав № 3 – 4 %-й водный раствор фосфата калия; состав № 4 – масло индустриальное И-20; состав № 5 – 3 %-й водный раствор концен- трата «ПОА-2м»; состав № 6 – 3 %-й водный раствор эмульсо- ла «ЭПМ-1ш». Концентрацию серийных СОЖ выбирали в соответствии с рекомендациями разработчика. Испытания проводились на экспериментальной установке на базе круглошлифовального по- луавтомата мод. 3М152МВФ2 с ЧПУ по схеме круглого наружного продольного шлифования с выхаживанием по методике [22]. Шлифовали об- разцы-втулки из стали 45 диаметром 60±0,1 мм и высотой 70 мм с плазменно-напыленными по- крытиями. Обработке подвергали широко распростра- ненные плазменные покрытия на никелевой (по- крытие ПВ) и железной (покрытие ПЖ) основе [22]. Обрабатывали покрытия серийными круга- ми с характеристиками 24АF46N6Vи 64СF46N6V формы 1 600×25×305 ГОСТ Р52781–2007. Режи- мы шлифования: скорость резания v р = 35 м/с, скорость продольной подачи s прод = 425 мм/мин, скорость вращения детали v д =19 м/мин и глубина резания t = 0,01 мм/дв. ход. Для оценки технологической эффективно- сти СОЖ использовали следующие критерии: состояние рабочей поверхности круга и отдель- ных зерен; период стойкости Т , мин абразивного круга, определяемый по появлению следов дро- бления или прижогов на шлифованной поверх- ности покрытий; коэффициент шлифования по объему K ш , мм 3 /мм 3 ; коэффициент режущей способности абразивного круга K р , мм 3 /мин·Н; удельнуюмощностьшлифования K N , Вт·мин/мм 3 ; комплексный критерий K м , мм 3 /мин·Вт · мкм; параметр шероховатости шлифованных образ-