Исследование влияния масляных СОТС с улучшенными трибологическими свойствами на силы резания и шероховатость обработанных поверхностей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Одним из способов повышения эффективности процесса резания является разработка новых эффективных составов смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), которые позволят снизить силу, а также температуру резания, увеличив при этом стойкость режущего инструмента и качество обработанной поверхности. Одним из путей решения данной проблемы является химическая активация СОТС присадками из наноглинистых минералов с минимальной стоимостью, большие запасы которых имеются в недрах земли. В связи с этим приводится теоретическое обоснование выбора данной присадки и ее влияние на трибологические свойства СОТС. Цель работы. Определить влияние масляных СОТС с присадками из наноглинистых минералов на снижение силы резания, а также повышение качества обработанной поверхности при сверлении коррозионно-стойкой стали. Методы исследования. На операции сверления проведены экспериментальные исследования, в процессе которых осуществлялась фиксация составляющих силы резания при помощи трехкомпонентного динамометра М-30-3-6к. Целью эксперимента было определение влияния масляных СОТС, содержащих присадки из наноглинистых минералов, на составляющую силы резания, а также шероховатость обработанной поверхности. С использованием математического моделирования была получена формула для расчета коэффициента трения в процессе сверления. Результаты работы. В процессе проведения экспериментальных исследований получены результаты, показывающие эффективность использования масляных СОТС с присадками из наноглинистых минералов. Получены экспериментальные данные коэффициента трения, составляющей силы резания, а также шероховатости обработанной поверхности при сверлении с использованием экспериментальной СОТС, подаваемой в зону резания. Результаты исследований показали эффективность применения модифицированной СОТС по сравнению с традиционными составами. Выводы. Модифицированная СОТС, в состав которой входит подсолнечное масло и присадки из наноглинистых минералов, позволяет значительно снизить коэффициент трения, силу резания, а также шероховатость обработанной поверхности, что открывает дальнейшую перспективу их использования в металлообрабатывающей промышленности.

Об авторах

Э. Д. Умеров

Email: ervin777@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3477-2036
канд. техн. наук, 1. Крымский инженерно-педагогический университет имени Февзи Якубова, пер. Учебный, 8, г. Симферополь, 295015, Россия; 2. Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского, пр. Академика Вернадского, 4, г. Симферополь, 295007, Россия; ervin777@yandex.ru

В. В. Скакун

Email: vladimir.skakun.92@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-0656-7852
1. Крымский инженерно-педагогический университет имени Февзи Якубова, пер. Учебный, 8, г. Симферополь, 295015, Россия; 2. Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского, пр. Академика Вернадского, 4, г. Симферополь, 295007, Россия; vladimir.skakun.92@list.ru

Р. М. Джемалядинов

Email: rus.dzhemalyadinov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3319-3542
1. Крымский инженерно-педагогический университет имени Февзи Якубова, пер. Учебный, 8, г. Симферополь, 295015, Россия; 2. Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского, пр. Академика Вернадского, 4, г. Симферополь, 295007, Россия; rus.dzhemalyadinov@mail.ru

Ю. А. Егоров

Email: yuriyegorov@cfuv.ru
ORCID iD: 0000-0003-4990-9998
канд. физ.-мат. наук, доцент, Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского, пр. Академика Вернадского, 4, г. Симферополь, 295007, Россия, yuriyegorov@cfuv.ru

Список литературы

  1. Верещака А.С., Лиерат Ф., Дюбнер Л. Анализ основных аспектов проблемы экологически безопасного резания // Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков, 2000. – Вып. 57. – С. 29–34.
  2. Худобин Л.В., Жданов В.Ф. О возможности активации СОЖ импульсными электрическими полями // Чистовая обработка деталей машин. – Саратов, 1980. – С. 49–53.
  3. Maddamasetty A., Revuru S., Sitaramaraju A. Performance evaluation of nanographite-based cutting fluid in machining process // Materials and Manufacturing Processes. – 2014. – Vol. 29 (5). – doi: 10.1080/10426914.2014.893060.
  4. Tribological studies of transmission oil dispersed with molybdenum disulfide and tungsten disulfide nanoparticles / S. Vadapalli, R.N. Thakur, J. Amitabh Kumar, B.M. Saratchandra // Journal of Tribology. – 2016. – Vol. 139 (4). – doi: 10.1115/1.4034766.
  5. Abdulgazis D., Umerov E., Abdulgazis U. Development of endothermic properties and improvement of tribotechnological properties in oil cutting and cooling lubricants // Procedia Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 1503–1507. – doi: 10.1016/j.proeng.2017.10.669.
  6. O’;Sullivan D., Cotterell M. Machinability of austenitic stainless steel SS303 // Journal of Materials Processing Technology. – 2002. – Vol. 124 (1–2). – P. 153–159. – doi: 10.1016/S0924-0136(02)00197-8.
  7. Nitrogen alloyed austenitic Ni-free stainless steel for additive manufacturing / A. Antikainen, T. Jokiaho, J. Lagerbom, T. Lindroos // Powder Metallurgy. – 2024. – Vol. 67 (1–2). – doi: 10.1177/00325899241248996.
  8. Multi-objective optimization of cutting parameters in turning AISI 304 austenitic stainless steel / Y. Su, G. Zhao, Y. Zhao, J. Meng, C. Li // Metals. – 2020. – Vol. 10 (2). – doi: 10.3390/met10020217.
  9. Ahmed Y.S., Paiva J.M., Veldhuis S.C. Characterization and prediction of chip formation dynamics in machining austenitic stainless steel through supply of a high-pressure coolant // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2019. – Vol. 102. – P. 1671–1688. – doi: 10.1007/s00170-018-03277-7.
  10. Uysal A., Demiren F., Altan E. Investigation of surface roughness and chip forms in milling of stainless steel by MQL method // Acta Physica Polonica A. – 2016 – Vol. 129 (4). – P. 439–441. – doi: 10.12693/APhysPolA.129.439.
  11. Muthuswamy P., Murugesan V.G.V. Machinability analysis in high speed turning of Ti–6Al–4V alloy and investigation of wear mechanism in AlTiN PVD coated tungsten carbide tool // Engineering Research Express. – 2021. – Vol. 3 (4). – doi: 10.1088/2631-8695/ac2e12.
  12. Khan A.A., Ali M.Y., Haque M.M. A new approach of applying cryogenic coolant in turning AISI 304 stainless steel // International Journal of Mechanical and Materials Engineering. – 2010. – Vol. 5. – P. 171–174.
  13. Muthuswamy P., Nagarajan S.K. Experimental investigation on the effect of different micro-geometries on cutting edge and wiper edge on surface roughness and forces in face milling // Lubricants. – 2021. – Vol. 9 (10). – P. 102. – doi: 10.3390/lubricants9100102.
  14. Shiva Pradeep N., Padmakumar M., Sarada B.N. Experimental investigation to assess the effects of trumpet hone on tool life and surface quality in milling of AISI4140 steel // FME Transactions. – 2019. – Vol. 47 (3). – P. 437–441. – doi: 10.5937/fmet1903437S.
  15. Isik Y. Investigating the machinability of tool steels in turning operations // Materials and Design. – 2007. – Vol. 28 (5). – P. 1417–1424. – doi: 10.1016/j.matdes.2006.03.025.
  16. Абдулгазис Д.У., Мевлют Ш.Т., Абдулгазис У.А. Использование эффекта расклинивающего давления для снижения адгезионного контакта между передней поверхностью зуба сверла и стружкой // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. – 2020. – № 2 (68). – С. 237–242.
  17. Абдулгазис Д.У., Умеров Э.Д. О возможности формирования эндотермических и улучшения триботехнологических свойств масляных СОТС присадкой наноглинистых минералов листовой структуры // Известия Волгоградского технического университета. Прогрессивные технологии в машиностроении. – 2016. – № 5 (184). – С. 7–11.
  18. Ящерицын П.И., Ефремов В.Д. Основы резания металлов. – Минск: БГАТУ, 2008. – 644 с. – ISBN 978-985-6770-87-9.
  19. Abdulgazis D., Umerov E., Abdulgazis U. Analysis of mathematical models of drilling describing surface quality and tool overload protection aspects // MATEC Web of Conferences. – 2018. – Vol. 224. – doi: 10.1051/matecconf/201822401126.
  20. Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием: справочник / под общ. ред. Л.В. Худобина. – М.: Машиностроение, 2006. – 544 с.
  21. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: справочник / под общ. ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1995. – 496 с.
  22. Латышев В.Н., Шлыков А.А. Влияние состава СОЖ на величину крутящих моментов и стойкость сверл // Технология машиностроения. – 1967. – № 4. – С. 25–29.
  23. ГОСТ 25142–82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1982. – 22 с.
  24. Pirtini M., Lazoglu I. Forces and hole quality in drilling // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2005. – Vol. 99. – P. 1271–1281. – doi: 10.1016/j.ijmachtools.2005.01.004.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).