ОЦЕНКА  ЭФФЕКТИВНОСТИ  СУХОГО  ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО  ОХЛАЖДЕНИЯ  ПРИ  ФРЕЗЕРОВАНИИ

Щипанов  Анатолий  Владимирович

канд.  техн.  наук,  доцент 
Тольяттинского  государственного  университета

РФ,  г.  Тольятти

E-mail: 

, 

E-mail: 

ASSESSMENT  OF  EFFICIENCY  OF  DRY  ELECTROSTATIC  COOLING  WHEN  MILLING

Anatoliy  Shchipanov

PhD,  assistant  professor  of  Togliatti  State  University

Russia ,  Togliatti

АННОТАЦИЯ

В  статье  оценена  возможность  применения  сухого  электростатического  охлаждения  при  фрезеровании  Проведены  исследования  зависимости  режима  обработки  на  износ  фрезы.

Abstract

In  article  possibility  of  application  dry  electrostatic  cooling  at  milling.  Researches  of  influence  of  a  cutting  conditions  on  tool  wear  milling  cutter  are  conducted. 

Ключевые  слова:   фрезерование;  сухое  электростатическое  охлаждение;  режимы  резания;  износ  режущего  инструмента.

Keywords:   milling;  dry  electrostatic  cooling;  cutting  conditions;  tool  wear.

Одним  из  наиболее  эффективных  путей  решения  задачи  повышения  износостойкости  режущего  инструмента  является  применение  смазочно-охлаждающих  технологических  средств  (СОТС).  В  основном  используют  жидкие  средства.  Однако  показали  свою  эффективность  и  другие  виды  СОТС,  в  частности  ионизированная  газовая  среда  —  метод  сухого  электростатического  охлаждения  (СЭО).  Результаты  проведенных  исследований  [3;  4;  6]  говорят  о  возможности  повышения  износостойкости  режущего  инструмента  без  применения  СОЖ.  При  фрезеровании  потребляется,  как  правило,  значительное  количество  СОЖ,  поэтому  исследования  возможности  замены  СОЖ  на  экологически  чистые  методы  охлаждения  зоны  резания  при  сохранении  работоспособности  инструмента  весьма  интересны.  Применение  СЭО  позволяет  снизить  силы  резания  [2;  5],  что  также  важно  при  фрезеровании,  характеризующемся  значительными  динамическими  нагрузками.

Известно,  что  износостойкость  металлорежущего  инструмента  является,  пожалуй,  самой  главной  его  характеристикой,  определяющей  область  его  оптимального  применения,  поэтому  было  исследовано  влияние  метода  охлаждения  на  износостойкость  режущего  инструмента  при  фрезеровании. 

Обработка  велась  торцовой  фрезой.  Инструмент:  фреза  торцовая  сборная  с  механическим  креплением  пластин,  диаметр  D  =  63  мм,  число  зубьев  —  6.  Материал  пластин  —  твердый  сплав  Т14К8.  Обрабатываемый  материал  —  сталь  19ХГН. 

В  качестве  критерия  износа  принята  величина  h_з  =  0,8  мм  (общий  износ  задней  поверхности  зуба  фрезы)

Режимы  резания  варировали  следующим  образом:  скорость  резания  V  =  40…200  м/мин,  подача  на  зуб  s_z  =  0,02…  0,2  мм/зуб,  глубина  резания  t  =  0,5…4  мм. 

Обработка  велась  без  использования  СОТС,  всухую  и  с  применением  ионизированной  воздушной  среды.  Учитывая,  что  основной  износ  режущего  инструмента  при  обработке  торцовой  фрезой  наблюдается  на  задней  поверхности  зуба,  то  подачу  ионизированного  воздуха  осуществлялась  со  стороны  задней  поверхности.  Расстояние  от  торца  сопла  установки  СЭО  до  режущей  пластины  l=5  мм. 

Режим  работы  установки  ионизации  воздушной  среды  выбран  по  рекомендациям  [1],  диаметр  сопла  d  =  4  мм,  давлением  воздуха  P  =  0,4  МПа  вылет  иглы  a  =  0,8  мм. 

Результаты  влияния  вида  охлаждения  и  режимов  резания  представлены  на  рисунках  1,2,3. 

Рисунок  1.  Зависимость  стойкости  инструмента  от  скорости  резания:  1  —  обработка  с  СЭО;  2  —  обработка  всухую

Рисунок  2.  Зависимость  стойкости  инструмента  от  подачи:  1  —  обработка  с  СЭО;  2  —  обработка  всухую

Рисунок  3.  Зависимость  стойкости  инструмента  от  глубины  резания:  1  —  обработка  с  СЭО;  2  —  обработка  всухую

Результаты  экспериментов  показывают  эффективность  СЭО  при  фрезеровании.  Наблюдается  повышение  стойкости  инструмента  в  2...4  раза  при  изменении  скорости  резания  на  всем  исследуемом  диапазоне.  Особенно  видна  эффективность  использования  ионизированной  среды  при  высоких  скоростях  резания,  когда  стойкость  повышается  в  четыре  раза  по  сравнению  с  обработкой  без  использования  СОТС. 

Стойкость  инструмента  повышается  примерно  в  два  раза  при  использовании  СЭО  в  зависимости  от  подачи.

Анализ  зависимости  стойкости  фрезы  от  глубины  говорит  об  эффективности  СЭО  при  небольших  глубинах  резания,  с  увеличение  глубины  резания  эффективности  использования  ионизированной  воздушной  среды  значительно  снижается.

Таким  образом,  можно  сделать  вывод  о  перспективности  использования  СЭО  при  фрезеровании,  так  как  результате  его  использования  заметно  повышается  износостойкость  режущего  инструмента. 

Список  литературы:

1. Васькин  К.Я.  Определение  оптимальных  параметров  работы  установки  сухого  электростатического  охлаждения.  Технические  науки  от  теории  к  практике.  —  2014.  —  №  31.  —  С.  22—26.
2. Васькин  К.Я.  Влияние  ионизированного  воздуха  на  силы  резания  при  точении.  Сборник  научных  трудов  Sworld.  —  2013.  —  Т.  6.  —  №  4.  —  С.  52—55.
3. Васькин  К.Я.  Повышение  эффективности  токарной  обработки  заготовок  с  износостойкими  покрытиями  путем  сухого  электростатического  охлаждения:  дисс.  …  канд.  тех.  наук:  05.03.01  Тольятти,  2005.  —  218  c.
4. Васькин  К.Я.  Применение  сухого  электростатического  охлаждения  при  точении  заготовок  с  покрытиями.  Сборник  научных  трудов  Sworld.  —  2013.  —  Т.  6.  —  №  4.  —  С.  91—94.
5. 5.Хрипунов  Н.В.  Трибологические  аспекты  процесса  сухого  электростатического  охлаждения.  Технические  науки  —  от  теории  к  практике.  —  2014.  —  №  33.  —  С.  96—100. 
6. 6.Щипанов  А.В.  Оценка  влияния  сухого  электростатического  охлаждения  на  износостойкость  зубообрабатывающего  инструмента.  Технические  науки  —  от  теории  к  практике.  —  2014.  —  №  35.  —  С.  36—41.