Effect of minimum quantity lubrication (MQL) by aqueous solutions of drug plants on cutting process in turning 40X13

Abstract

Metalworking fluids (MWF) are undesirable factors in metal cutting. For both economic and ecological reasons, as well as because of increasing legislation, efforts are being made to reduce the use of MWF. On account of this, the introduction dry machining andminimum quantity lubrication (MQL) techniques in machining process is increasing. This paper deals with experimental investigation on the role ofMQL by aqueous solution of drug plunts on cutting temperature, tool wear, surface roughness and chip formation in turning 40X13 (AISI 420) steel at industrial speed-feed combinations by uncoated carbide insert. The encouraging results include signification reduction in tool wear rate, cutting temperature, surface roughness by MQL mainly through favorable change in the chip-tool and work-tool interaction. Мастильно-охолоджуючі рідини (МОР) відіграють важливу роль у процесах обробки металів різанням. За рахунок змащуючого і охолоджуючого ефектів зменшується знос різального інструменту, поліпшується якість і точність обробки деталей. Витрати на утримання та догляд за МОР істотно збільшують вартість механообробки. Крім того, МОР можуть негативно впливати на здоров'я робітників і є джерелом забруднення навколишнього середовища. Тому одним із шляхів підвищення ефективності процесу різання є зменшення або навіть виключення застосування МОР при механічній обробці. Одним з таких методів є різання з мінімізованою кількістю мастила (МКМ). При такому різанні в зону обробки подається невелика кількість МОР – зазвичай від 50 до 500 мл/год, що у багато разів менше у порівнянні з традиційним поливом, де витрати становлять більше 5 літрів на хвилину. Були проведені експерименти при точінні заготовок із сталі 40Х13 (AISI 420) діаметром 90 мм і довжиною 600 мм при наступних режимах обробки: швидкість різання 2,1-2,3м/с; подача S=0,3мм/об; глибина різання t = 0,5 мм при різанні всуху, поливом і МКС. У якості МОР застосовувалася 5%-емульсія ЕТ-2у і водні розчини лікарських рослин. В експериментах вивчалася роль МКМ на такі характеристики процесу різання як температура різання, знос інструменту, шорсткість обробленої поверхні і стружкоутворення. Результати експериментальних досліджень показують, що при різанні в умовах МКМ температура різання, знос різального інструменту, шорсткість обробленої поверхні є кращою у порівнянні з поливом і різанням всуху. Водні розчини лікарських рослин впливають на всі показники процесу різання. Ступінь впливу залежить від природи рослини і його концентрації у водному розчині.