Тепловые явления и смазочно-охлаждающие жидкости при шлифовании

Под действием сил, возникающих при шлифовании, происходит срезание и деформация стружек, а также преодоление трения абразивных зерен по обрабатываемой поверхности. Около 80 % внешней работы, затрачиваемой на шлифование, обычно переходит в теплоту. Часть образующейся теплоты уносится со стружкой, еще какая-то часть остается в обрабатываемой заготовке, а оставшаяся часть теплоты уходит в абразивный инструмент или излучается в окружающую среду.

Смазочно-охлаждающая жидкость, являясь промежуточным звеном между обрабатываемой деталью и абразивным инструментом, способствует повышению эффективности обработки.

Применение СОЖ обеспечивает:

• образование в зоне резания защитных пленок, препятствующих непосредственному контакту зерен абразивного инструмента и обрабатываемой поверхности детали, что способствует снижению выделения теплоты, а также предохранению абразивных зерен от налипания металла;
• отвод образующейся теплоты из зоны резания;
• вымывание и отвод из зоны резания отходов шлифования и др.

По характеру воздействия на процесс резания различают три группы СОЖ: охлаждающие, химически активные и поверхностно-активные. Наибольшей охлаждающей способностью обладают среды, имеющие высокую теплопроводность, теплоемкость, скрытую теплоту парообразования, большую плотность и небольшую вязкость. Химическая активность среды определяется способностью ее молекул образовывать на контактных поверхностях химические соединения, обладающие пониженной способностью к плавлению. Поверхностно-активными веществами по отношению к какой-либо жидкости называют такие вещества, которые, будучи примешаны к жидкости, уменьшают поверхностное натяжение и вследствие этого обладают повышенным молекулярным сцеплением с металлической поверхностью — упрочняют связь смазки с металлом.

На практике применяют следующие виды СОЖ:

• водные химические растворы, содержащие небольшое количество солей щелочных металлов для повышения антикоррозионных и моющих свойств, например кальцинированная сода, калиевые соли, тринатрийфосфат, триэтаноломин и др.;
• водные масляные эмульсии, которые получают добавлением воды в эмулсол, где вода является внешней замкнутой фазой, а масло — внутренней дисперсной фазой. К достоинствам масляных эмульсий можно отнести коррозионную устойчивость, высокую тепловую стабильность и улучшение шероховатости обрабатываемой поверхности. При тяжелых условиях обработки применяют эмульсии, активированные присадками осерненных масел;
• масла с добавками серы и хлорных соединений используют при шлифовании труднообрабатываемых сталей, когда важно дольше сохранить точность профиля круга. К недостаткам масел следует отнести снижение отвода тепла, необходимость установки специальной вентиляции у шлифовального станка.