Режущий инструмент - Филиппов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Целесообразность использования пульсирующего потока жидкости и газа в качестве COC при внутреннем его подводе будет рассмотрена ниже.
Эффективность использования охлаждающего свойства COC зависит от количества COC и скорости движения потока COC в зоне резания. В еще большей степени от скорости потока зависит способность COC выносить стружку из зоны резания по стружечным канавкам инструмента. Для перемещения частиц стружки необходимо обеспечить достаточную скорость потока. При разработке , нового металлорежущего оборудования не представляет большого труда обеспечить требуемые характеристики системы охлаждения
104
ft лI мин
(расход, давление, способ подвода и т. д.). Сложнее обстоят дела с использованием внутреннего охлаждения на существующем оборудовании, в частности на вертикально-сверлильных станках. Обычно эти станки имеют маломощный (0,125 кВт) электронасос типа П22 с подачей 22 л/мин жидкости вязкостью не более 1,5 9E, с нежесткой характеристикой зависимости расход — напор (кривая /) рис. 3.4. Потери напора в трубопроводах, каналах сверла, патроне обычно составляют около 4—8 м (3—6 МПа). При таком падении напора электронасос может обеспечить подачу жидкости в слишком малом объеме, что снизит эффективность использования сверл. Применение пульсирующего потока жидкости или жидкости и газа в этом случае поможет не только решить эту проблему, но и обеспечить при небольших затратах на патрон значительное повышение производительности обработки.
Количество охлаждающей жидкости, подаваемой в зону резания, зависит от условий обработки. В числе условий — оптимальная температура в зоне резания.
Охладить зону резания до нормальных температур невозможно: контактные слои стружки и инструмента всегда нагреты до высоких температур, давление в этой зоне чрезвычайно высокое и проникновение в эту зону охлаждающих жидкостей невозможно. Стремление охладить зону резания преследует цель поддержать в этой зоне оптимальную температуру, что и определяет объем подводимой жидкости. Количество жидкости зависит и от метода обработки: при токарных работах значительная часть жидкости рассеивается вращающейся заготовкой без соприкосновения с зоной обработки, находясь с ней в контакте в течение незначительного времени; при обработке отверстий с охлаждением поливом жидкость в еще более значительных количествах разбрасывается вращающимся инструментом (или заготовкой), а при горизонтальном ее расположении — под действием собственной массы жидкости.
При внутреннем подводе СОЖ происходит наиболее полное использование объема подаваемой жидкости и можно наиболее эффективно управлять процессом охлаждения зоны резания. Возможность регулировать при этом температуру близлежащих к зоне резания слоев режущей части подтверждено испытаниями. Так, при работе спиральным сверлом с пластинкой из твердого сплава, приклеенной к корпусу клеем, теряющим прочность при 40 °С, и внутренним подводом СОЖ, пластинка прочно удерживалась клеем в широком диапазоне скоростей резания. Таким образом,
4 5 В Hапор,м
Рис. 3.4. Зависимость расхода жидкости от напора для станочных
насосов: / — электронасос типа ПА22; 2 — типа ПА4$; 5— типа ПА90; 4 <** типа ПАЇ 80
105
при сохранении высокой температуры в контактной зоне, температура корпуса инструмента и пластинки оставалась достаточно низкой.
Обычно объем СОЖ, подаваемой в зону резания, колеблется в пределах 5—90 л/мин в зависимости от типа станка и диаметра обработки (90 л/мин — на тяжелых сверлильных станках, у наиболее распространенных станков средней мощности объем жидкости, подаваемой насосом, — 22 л/мин) Нормативы режимов резания рекомендуют объем СОЖ в пределах 5—10 л/мин. Специальные станки могут иметь системы подготовки и подачи СОЖ объемом до 200 л/мин (станки для глубокого сверления эжекторными сверлами, сверлами БТА и т. д.).
Предельное значение объема СОЖ, рассчитанное из условия теплообмена между охлаждающей жидкостью и нагретым инструментом, стружкой, зоной резания, имеет гораздо меньшее значение, чем рекомендуемые нормативами резания. При этом надо учитывать, что к предельному состоянию — полному отводу теплоты Q0, выделяющемуся при резании, не следует стремиться из-за наличия зон оптимальных температур, до которых и целесообразно охлаждать зону резания.
На ряде отечественных предприятий получило распространение охлаждение газовой средой — воздухом с распыленной в виде тумана жидкостью. Расход жидкости при этом не превышает 150 г/ч, давление воздуха в сети 20—40 МПа.
Газоэмульсионная смесь создается в специальных бачках-распылителях или в соплах-распылителях и подводится к задней поверхности инструмента по трубопроводу или через внутренние каналы в корпусе инструмента.
Охлаждение зоны резания может осуществляться также и за счет предварительного охлаждения обрабатываемого изделия и его последующей установки для обработки на станок.
Существуют и другие (кроме COC) способы снижения температуры в зоне резания. К этим способам следует отнести: использование инструмента с перемещающимися режущими кромками («ротационное» резание), инструмента с более теплопроводным материалом режущей части, конструкций с увеличенными тепло-отводящими поверхностями и т. д. Эффективность различных способов зависит от конкретных условий обработки и применительно к этим условиям их и целесообразно выбирать.
