Повышение эффективности суперфиниширования путем рационального применения смазочно-охлаждающей жидкости

• Автор: Башкирцева, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волжский
• Количество страниц: 112 с. : ил.

1 Содержание

Глава 1. Влияние СОЖ на технологические показатели процессов финишной абразивной обработки

1.1. Перспективные направления исследований

1.2. Влияние среды на процессы разрушения и деформации твердых тел

1.3. Механизм диспергирования твердого тела

1.4. Выводы и постановка задачи исследований

Глава 2. Разработка математической модели процесса абразивного диспергирования материалов

2.1. Расчетные параметры процесса

2.2. Выводы

Глава 3. Методики исследований

3.1. Программа исследований

3.2. Методика проведения экспериментов при абразивном диспергировании металлов (суперфиниширование, хонингование)
3.3. Методики исследования основных Гіроцсссов, протекающих вжонтакте «инструмент - деталь»
3.4. Методика исследования физико-химических свойств СОЖ
3.5. Методика исследования реологических характеристик систем СПД
3.6. Методика исследования влияния СОЖ на коэффициент трения абразивного зерна по металлу
3.7. Методика определения удельной поверхности продуктов абразивного диспергирования металла
3.8. Методика исследования кинетики седиментации продуктов диспергирования металла в смазочно-охлаждающих жидкостях
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
4.1. Физико-химические свойства смазочно-охлаждающих жидкостей
4.2. Влияние СОЖ на процессы, протекающие в контакте «инструмент - деталь»
4.3. Исследование реологических характеристик коллоидных систем СПД
4.4. Исследование влияния СОЖ на коэффициент трения абразива
по металлу
4.5. Исследование влияния реологических свойств системы СПД
на интенсивность абразивного диспергирования.металла
4.6. Влияние свойств СОЖ на удельную энергию абразивного диспергирования металла

4.7. Влияние СОЖ на износ абразивного инструмента и качество обработанной поверхности
4.8. Выводы
Глава 5. Рациональное применение состава СОЖ при финишной абразивной обработки
5.1. Экспериментальная проверка математической модели процесса абразивного диспергирования металла
5.2. Рекомендации по рациональному применению СОЖ для процесса абразивного диспергирования металла
5.3. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

Актуальность проблемы. Повышение объема производства машин и оборудования, улучшение их эксплуатационных характеристик связано с совершенствованием процессов финишной абразивной обработки: хонингова-ния, суперфиниширования, доводки.
Решение задач повышения эффективности финишных операций реализовывалось путем выбора рациональных режимов обработки и характеристик абразивного инструмента, подбора состава смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Вместе с тем сущность физико-химических процессов, протекающих в зоне контакта инструмента и детали, недостаточно изучена.
При описании механизма явлений в зоне обработки зачастую преобладает подход, базирующийся на представлениях механики контактного взаимодействия поверхностей при различных режимах трения. Вне поля зрения исследователей остаются физико-химические явления, сопровождающие образование новых поверхностей при диспергировании обрабатываемой детали абразивным инструментом.
В литературе по проблемам технологии финишной абразивной обработки недостаточно полно проводится физико-химический анализ процессов, протекающих на поверхностях обрабатываемой детали, инструмента, частицах диспергированного материала. В связи с вышеизложенным, необходимость рассмотрения процессов финишной абразивной обработки с позиций физико-химической механики материалов особенно актуально.
Цель работы. Повышение эффективности суперфиниширования путем рационального применения смазочно-охлаждающей жидкости.
Научная новизна. Основные научные положения диссертации получены с использованием нового методического подхода к исследованию технологии финишной абразивной обработки с позиций физико-химической механики материалов.

Смачивающая способность СОЖ при абразивном диспергировании металла предопределяет возможность ее поступления в зону контакта «инструмент — деталь» и образования в ней смазочной пленки. Определение этого показателя СОЖ имеет важное значение для прогнозирования технологической эффективности жидкости при обработке металлов абразивным инструментом. Как следует из табл. 4.1 наиболее высокой смачивающей способностью металлов обладают углеводородные жидкости, краевой угол смачивания которых на порядок меньше, чем у эмульсий и водных растворов. Смачивающая способность эмульсий ниже, чем у углеводородных СОЖ, но выше чем у водных растворов. Смачивающая способность СОЖ зависит от характера межмолекулярного взаимодействия жидкости и металла. Соотношение между работами адгезии и когезии для углеводородных, эмульсионных и водных жидкостей характеризуется достаточно широким диапазоном.
. Углеводородные СОЖ, имеющие низкое поверхностное натяжение и маленький краевой угол смачивания, хорошо растекаются по поверхности металла, смачивая его тонкой пленкой.
Эмульсиям, вследствие присутствия в них углеводородной фазы с ПАВ, так же присуще низкое поверхностное натяжение, однако, краевой угол смачивания у них на порядок выше, чем у углеводородных СОЖ.
При контактировании эмульсий с поверхностью металлов происходит адсорбция молекул ПАВ с образованием мономолекулярного слоя, обеспечивающего смазку.
Водные растворы имеют высокое поверхностное натяжение, плохо смачивают металл. Поэтому поступление этих жидкостей в узкие зазоры между абразивным инструментом и деталью затруднено. Следует заметить, что в условиях высокочастотных колебаний скорость перемещения жидкостей по поверхности металла будет возрастать.
На избирательность смачивающего действия СОЖ чугуна СЧ21 и стали 1ИХ15 указывают краевые углы смачивания (табл. 4.1).