Ученые из Омского политеха разработали методику в области металлообработки

Различные смазочно-охлаждающие жидкости по-разному влияют на процесс металлообработки, этот факт установлен учеными уже давно. От выбора марки этой жидкости во многом зависит качество получаемой детали и период стойкости режущего инструмента, но вот определить, какие именно ее параметры являются важными – задача не простая. Эффективность жидкости зависит в основном от сочетания охлаждающей, смазывающей, моющей, антикоррозийной, стружкоотводящей способности, а также срока ее службы. 

Доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» Антон Кисель совместно с профессором кафедры Денисом Реченко с 2012 года занимаются исследованием, связанным с повышением эффективности токарной обработки нежестких заготовок на основе рационального выбора смазочно-охлаждающих жидкостей. Исследование, по словам авторов, наиболее актуально для предприятий авиационной промышленности, так как в данной отрасли допуски на диаметральный размер находятся в пределах 5-10 мкм, а на практике их соблюдать достаточно сложно. Далее подробнее о проекте.

Смазочно-охлаждающие жидкости применяются практически в любом металлорежущем станке, так как их подача в зону резания приводит к повышению стойкости инструмента и производительности, точности формы поверхности и улучшению качества обработки. Выбор эффективной жидкости позволяет максимально возможно снизить упругие деформации заготовки, а значит, повысить точность обработки. Особенно актуальным выбор становится в случае обработки нежестких заготовок, так как они больше всего подвержены деформациям, что усложняет получение детали требуемых размеров. Для решения проблем подбора этих жидкостей под конкретные производственные условия авторами проведены обширные исследования смазочного и охлаждающего действий большого количества их марок. Ими изучено влияние на силы резания при токарной обработке. 

В результате проведенных испытаний разработана методика, позволяющая значительно упростить и ускорить выбор наиболее эффективной марки смазочно-охлаждающей жидкости для обработки заготовок из различных сплавов. 

Антон Кисель, доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» ОмГТУ: «Методика реализована в виде компьютерной программы, на которую получено свидетельство. Ее применение позволяет выбирать наиболее эффективную жидкость, обеспечивающую наименьшие деформации обрабатываемой заготовки. Программа была апробирована в АО «Высокие технологии» и показала высокую точность расчетов. Также по результатам работы получено два патента на способ оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей и установку для оценки охлаждающего действия подобных жидкостей».

При известных обрабатываемых материалах, режимах обработки и свойствах авторами выполнялась экспериментальная оценка смазочно-охлаждающих жидкостей различных марок. Смазочное действие при этом оценивается либо расчетным путем по установленным в работе зависимостям, либо экспериментально с помощью машины трения. А для оценки охлаждающего действия жидкостей учеными применяется разработанная и запатентованная установка, состоящая из термометра, магнитной мешалки, датчика температуры, емкости для исследуемой жидкости и печи нагрева. Проведенные испытания позволили построить графики зависимостей температуры и скорости охлаждения, а также установить влияние марки жидкости на коэффициент трения. 

Разработанная методика оценки смазочно-охлаждающих жидкостей позволит накапливать базу данных, углублять знания в области металлообработки, а предприятиям повысить качество изготовления деталей, увеличить срок эксплуатации режущих инструментов и станков.