№79-13
Класифікація змащувально-охолоджувальних технологічних засобів
О.О. Богданов1 , В.А. Дербаба1, В.М. Рубан1, Н.С. Назаренко2
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2Відокремлений структурний підрозділ «Фаховий коледж ракетно-космічного машинобудування Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 79:152–162
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.152
АНОТАЦІЯ
Мета. Метою дослідження є розробка комплексної системи класифікації змащувально-охолоджувальних технологічних засобів (ЗОТЗ) і аналіз їхнього впливу на основні параметри процесу механічної обробки металів різанням, такі як продуктивність, довговічність інструменту, якість поверхні деталей, силу різання та температурні деформації. Крім того, метою є встановлення оптимальних умов застосування ЗОТЗ для різних типів матеріалів та режимів обробки.
Методика. Методика дослідження включала аналіз наукової літератури, класифікацію ЗОТЗ за їх агрегатним станом, складом та функціональними властивостями. Проведено експериментальну оцінку мастильних, охолоджувальних і мийних властивостей рідких, пластичних, газоподібних і твердих ЗОТЗ. Розглянуто особливості їх впливу на зменшення температур у зоні різання, зниження тертя та поліпшення процесу видалення стружки.
Результати. На основі аналізу запропоновано класифікацію ЗОТЗ, що включає чотири основні групи: рідкі (емульсії, мастильні олії, водозмішуючі склади), тверді (графіт, тальк, воски, полімери), пластичні (мінеральні та синтетичні мастила), газоподібні (азот, аргон, повітря). Виявлено, що використання рідких ЗОТЗ дозволяє знизити температури в зоні різання та покращити охолодження, тоді як тверді ЗОТЗ ефективні в умовах високих температур і навантажень. Застосування ЗОТЗ знижує силу різання, забезпечує стабільність якості обробки та подовжує термін експлуатації інструментів.
Наукова новизна. Новизна роботи полягає в розробці комплексної системи класифікації ЗОТЗ, яка враховує їх агрегатний стан, хімічний склад, функціональні характеристики та умови застосування. Встановлено залежності між параметрами ЗОТЗ (склад, концентрація, температурні характеристики) та їх впливом на основні параметри процесу обробки металів різанням. Вперше проведено детальний аналіз комбінованих складів ЗОТЗ, що містять водні розчини з додаванням солей і поверхнево-активних речовин, для забезпечення одночасно мастильного та охолоджувального ефекту.
Практична значимість. Результати дослідження мають значну практичну значимість для підприємств металообробної галузі. Запропонована система класифікації та рекомендації щодо вибору ЗОТЗ дозволять значно підвищити продуктивність технологічних процесів за рахунок оптимізації охолодження та змащування; подовжити термін експлуатації різального інструменту за рахунок зниження тертя та температурних деформацій; поліпшити якість поверхні деталей за рахунок зменшення шорсткості та формування залишкових напружень стиску; зменшити витрати на обслуговування інструменту та експлуатаційні витрати; скоротити негативний вплив на навколишнє середовище за рахунок застосування безпечних і екологічно чистих ЗОТЗ.
Ключові слова: змащувально-охолоджувальні технологічні засоби, класифікація, змащувально-охолоджувальна рідина, мастильний ефект, стійкість інструменту.
Перелік посилань
1. Лалазарова, Н.О., Дощечкіна, І.В., Орлов, М.С., & Афанасьєва, О.В. (2020). Покращення оброблюваності високоміцного чавуну використанням технологічних середовищ. Вісник ХНАДУ, 91, 150–154. https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2020.91.0.150
2. Колесніков, В.О. (2020). Дослідження впливу змащувально-охолоджувальних рідин на робочі та експлуатаційні властивості корозійнотривких сталей. Проблеми корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів "КОРОЗІЯ-2020". XV Mіжнар. конф. Матеріали, 378–382.
3. Балицький, О.І., Колесніков, В.О., & Гаврилюк, М.Р. (2018). Вплив змащувальної охолоджувальної рідини на формування продуктів різання роторної сталі 38ХН3МФА. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 54(5), 103 – 107.
4. Змащувально-охолоджувальна рідина для обробки металів різанням (2004). (Пат. 69836, Україна. C10M 173/02. 20031211305. Заявл. 10.12.2003. опубл. 15.09.2004, бюл. № 9. 4 с.)
5. ДСТУ 3927-99. Нафтопродукти. Рідини мастильно-холодильні. Номенклатура показників якості (1999).
6. ДСТУ 3914-99. Нафтопродукти. Мастила технологічні. Номенклатура показників (1999).
7. Дербаба, В.А., Носачов, В.С., & Різо, З.М. (2021). Дослідження і удосконалення методики випробувань верстата на геометричну і кінематичну точність. Збірник наукових праць НГУ, 64, 198–212. https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.198
8. Kravchenko, Yu., & Derbaba,V. (2020). Empirical definition of the shearing angle and chip-edge contact length when cutting. Збірник наукових праць НГУ, 63, 123–133. https://doi.org/10.33271/crpnmu/63.123
9. Щербина, Є.Ю., Дербаба, В.А. & Козечко, В.А. (2022). Критерії стійкості ріжучого інструменту для висошвідкістної обробки. Збірник наукових праць НГУ, 67, 77–95. https://doi.org/10.33271/crpnmu/67.077
