Краткая характеристика процесса трения при металлообработке
В процессе металлообработки трение между инструментом и заготовкой протекает в условиях высоких удельных давлений на относительно чистых трущихся поверхностях, на которых нет окислов и адсорбированных пленок.
Для процесса резания металла характерен очень высокий коэффициент трения, нередко достигающий значения 1.
При высокой скорости резания температура в месте контакта может достигать +800...+1000 С, нагрев инструмента также становится следствием процесса трения.
Коэффициент трения определяется многими факторами, такими как угол резца, материал изготовления инструмента и заготовки, скорость резания и др. Значительно снизить трение и повысить качество изготовления изделий позволяют смазочно-охлаждающие жидкости.
Таким образом, трение играет главную роль в процессе истирания и затупления металлорежущего инструмента. Поэтому антифрикционные характеристики при подборе СОЖ являются первостепенными.
При разработке материалов производители осуществляют лабораторные тестирования своих продуктов, чтобы исследовать и при необходимости модернизировать их свойства.
Испытание СОЖ – это определение свойств материалов с помощью специализированных стендов и установок в условиях, приближенных к режимам эксплуатации СОЖ на станках.
Методы испытаний СОЖ на трение
При производстве и подборе СОЖ актуально проведение испытаний на определение противоизносных и антифрикционных свойств.
Противоизносные характеристики тестируются по методу Райхерта на машине трения со схемой трения «ролик-кольцо». При этом ролик неподвижен, а кольцо вращается с заданной частотой.
Данный метод особенно актуален при тестировании смазочных материалов, работающих в условиях повышенных нагрузок.
По окончании этапа эксперимента сравниваются линейный износ и интенсивность изнашивания образцов без смазочного материала и образцов с СОЖ, а также сравниваются показатели различных СОЖ между собой для выбора наиболее эффективного материала.
Испытания по стандарту ASTM G99 позволяют определить коэффициенты трения покоя и трения скольжения образцов.
Схема трения при испытаниях – «сфера-диск». В процессе тестирования регистрируется сила трения скольжения и автоматически вычисляется коэффициент трения как отношение силы трения двух образцов к нормальной силе, прижимающей их друг к другу.
На изображении представлены графики изменения коэффициента трения скольжения в зависимости от времени образцов с СОЖ (верхний рисунок) и без смазочного материала (нижний рисунок) в процессе испытаний по ASTM G99.
На графиках видно, что испытываемая смазочно-охлаждающая жидкость стабилизирует процесс трения, уменьшая разброс показателей, значительно снижает коэффициент трения, предотвращает скачкообразное движение.
Испытания СОЖ по указанным методам проводятся в лаборатории «Моденжи», г. Брянск. Испытательные установки поверены и аттестованы в аккредитованном метрологическом центре.
Этапы испытания СОЖ на трение
Для проведения испытания СОЖ должно быть составлено техническое задание с указанием целей и показателей, по которым будет происходить оценка.
После этого, в зависимости от задач и исходных данных, выбирают подходящий метод тестирования.
Испытания осуществляются по разработанному плану. Как правило, для достижения наиболее достоверных результатов испытания одного образца проводят несколько раз.
По окончании тестирования всех образцов эксперты анализируют полученные данные, составляют протокол испытаний. Пример протокола испытаний.
Проведение триботехнических испытаний позволяет подобрать наиболее подходящую для конкретной пары трения смазочно-охлаждающую жидкость и обеспечить длительный ресурс инструмента, высокое качество обработки.
На данном канале будем и дальше рассказывать о трении, изнашивании, испытаниях и инновационных материалах, продлевающих ресурс оборудования, – обязательно подписывайтесь. Также следите за «Моденжи» на официальных страницах в соцсетях – ВКонтакте, Telegram, YouTube, RUTUBE.