Введение к работе
Актуальность теш. Машиностроение и приборостроение являются приоритетными отраслями народного хозяйства. Большую долю операция й этик производствах составляет обработка металлов резанием. Данные процессы характеризуются исключительным многообразием условий, вызванных применением новых конструкционных и рекупмх материалов, инструмента, спецификой конкретных опорзций. Для каждой из этих операций важны трибологаческиэ параметры обработки, которые определяют энергозатраты на ггроцэсо, интенсивность изнашивания инструмента и качество изделия.
.Использование смззочно-охлаждэщих технологических сред (СОТС) при обработке материалов резанием является одним из путей повышения производительности и улучшения качества обработки.Совершенствование технологических смазочных материалов, улучшение режима смазки позволяет снизить энергетические затраты до 20%, сократить расход инструмента более, чем в два раза. В настоящее время ввиду увеличения стоимости и дефицитности углеводородных СОТС особую актуальность приобретает проблема замены минеральных, а также растительных масел на водные синтетические составы. Это особенно важно для операций, где инструмент работает в стесненных условиях: при сверлении и внутреннем резьбонарезашш.
Цель работы. На основе комплекса физико-химических и триооло-гических исследований присадок класса производных фталоциашша (Фц) обеспечить оптимизацию состава водных синтетических СОТС и повыиеь ние обрабатываемости металлов резанием. Показать эффективность замены минерального масла на синтетическую водную композицию, обеспечивающую эффективность резания малоразмерным бветрорекущим инструментом.
Методы исследования. Для проварки теоретических предпосылок о механизме действия Фц-присадок был проведен цикл физико-химических экспериментальных исследований, выполненный на ряде установок: для измерения поверхностного натяжения, кинематической вязкости, даффе-рещиалыю-термического анализа, Ж-спектроскопии, фотометрія, измерения электродного потенциала при зачистки поверхности под раствором. Применялась также методика, разработанная с участием автора
твором. Применялась также методика, разработанная с участием автора " - оценка химической' активности присадки методом ЭПР в условиях нагрева. ...
Трибологические свойства исследуемых растворов СОТС исследовались в модельных условиях на трибометре СЩ-2 и в условиях натурального процесса резания (измеренная работы резания, контактной температури, интенсивности изнашивания инструмента, коэффициента утолщения стружки и параметров профиля её надрезцовой поверхности).
Теоретические расчеты, статистическая обработка результатов и построение графиков зависимостей производились с помощью IBM-совместимого персонального компьютера.
' Научная новизна. Выявлены особенности механизма смазочного* ' действия водных .синтетических .СОТС, содержащих анионные ПАВ и Фц-присадаи. Установлено, что соединения класса фталоциакинов, с одной стороны, обладают положительной адсорбцией вследствие анизо-метричной формы ее молекулы и обеспечивают смазочное действие путем образования граничной мезефьзи дискотичоского типа; с другой стороны, они способны проявлять эффект химической смазки ввиду наличия в составе молекулы трибоактивных групп. Таким образом, смазочный эффект Фц-присадок обусловлен как структурообразующими их свойствами, так и механизмом химической смазки вследствие термического распада молекул с образованием активных радикалов и формированием химических смазочных пленок. Установлена корреляция между физико-химическими и. триоологическшши свойствами вышеназванных соединений. Предложены новые методики: определения химической активности присадок (по методу ЗПР с нагревом); использования информации о микрорельефа надрезцовой поверхности стружки; оценки смазочной способности СОТС . по результатам комплекса физико-химических исследований.
Практическая ценность. Дэны рекомендации по практическому использованию водных синтетических СОТО двухкошонентного состава типа ПАВ-Фц (сочетание компонентов и оптимальные концентрации). Разработаны офїєкачшше методики по экспресс-оценке работы резания и интенсивности изнашивания инструмента.
Реализация работы. Комплекс физико-химических методик для . оценки СОТС и их компонентов передан исследовательской группе Технопарка Ивановского госунивэрситета и используется при выполнении научно-исследовательских работ про созданию новых составов СОТС на
базе Ивановского объединения "Химпром". Результати исследований Фц-присадок переданы на Заволжский химический завод (изготовитель этих соединений) с целью расширения области использования продукции. Модельные состави СОТС на базе синтетического серийного состава "прогресс-13" с етедонием Фц-присадок прошли производственные испытания на Ивановском станкостроительном производственном объединении с положительным результатом.
Апробация р.чоога. Основные положения диссертационной работа докладывались и обсувдэлись на:
ежегодных -научных конференциях: профессорско-преподавательского состава Ивановского госуниверситета 1989-1992 гг.;
4-й областной научной конференции молодше ученых. - Иваново, 1990;"
1-м' Всесознои совещании по лиотропннм кидкин кристаллам. - Иваново, 11-13 дек. 1990;
VIII-й научно-технической конференции "Теплофизика технологических процессов", Рыбинск, 1992;
научной конференции "Смззочно-охлаждаодие технологические средства для обработки материалов", Херсон, 1992.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы из 116 наименований, изложена на стр. машинописного текста с рисунками, ' таблицами и 1 приложением на 3 стр.