Проникание СОЖ в зону контакта рабочих поверхностей инструмента

Проникание СОЖ в зону контакта рабочих поверхностей инструмента со стружкой и поверхностью обрабатываемой заготовки происходит через зазоры молекулярного порядка между стружкой и передней поверхностью инструмента под влиянием сил химического взаимодействия (с помощью микроскопа установлено, что капля воды, подведенная сбоку к месту контакта стружки и передней поверхности резца, быстро распространяется под стружку); непосредственно через зону резания благодаря наличию ультрамикроскопических и микроскопических трещин в зоне стружкообразования; правильность этого положения установлена методом снятия радиограмм с последующим их фотометрированием. Таких трудностей не возникает при производстве тротуарной плитки.

Прониканию жидкости в зону резания способствуют периодические процессы срыва и образования частиц нароста. В Момент отрыва частиц нароста на мгновение образуется вакуум, в который затягивается жидкость. Помимо этого, в процессе трения на контактных поверхностях образуется большое число капилляров, способствующих прониканию жидкости; они имеют размеры порядка нескольких микрон; в некоторых случаях их удается сфотографировать. Значительному улучшению доступа СОЖ на контактные поверхности способствуют вибрации, возникающие в процессе обработки и вызывающие периодическое образование полостей на контактных поверхностях относительных перемещений инструмента и заготовки. Использование многообразных явлений физико-механического действия внешней среды на деформацию и разрушение материалов содействовало образованию к настоящему времени на базе молекулярной физики, физической химии и физики твердого тела новой области науки — физико-химической механики твердых тел. Рассмотрим на ее основе явления, возникающие в зоне резания при действии технологических сред.

Смазывающее действие жидкостей и газовых сред выражается в образовании на соприкасающихся в процессе резания поверхностях смазочной пленки, которая вследствие высокого молекулярного сродства с материалом инструмента или обрабатываемой заготовки не вытесняется высоким давлением. В настоящее время считают, что при толщине жидкостной прослойки более 0,1 мкм получается жидкостное трение, подчиняющееся закону. При смазочной прослойке менее 0,1 мкм происходит граничное трение или граничная смазка и, наконец, при еще более тонкой прослойке толщиной в одну молекулу происходит так называемая адсорбционная смазка. Используемые СОЖ должны обладать свойством маслянистости, под которым понимают способность жидкости образовывать на поверхности металла прочную пленку смазочного материала, Формирование смазочных пленок в процессе резания может происходить как в результате физической адсорбции поверхностно-активных присадок, так и путем химических реакций жидкости с металлическими поверхностями. Однако разделить поверхностно-активные и химически активные вещества часто бывает затруднительно, так как происходит химсорбция — химическое взаимодействие поверхностных слоев металла с полярными группами молекул поверхностно-активных соединений, входящих в СОЖ. Примером является взаимодействие высокомолекулярных жирных кислот с поверхностью металла, при котором образуются металлоорганические пленки (мыла).