Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе выполняют по форме приложения 4.1. В выводах по работе необходимо проанализировать полученные результаты.
Вопросы для самопроверки
1) Какими методами рекомендуют осуществлять предварительную обработку наплавленных поверхностей?
2) Какие материалы служат для изготовления режущей части инструмента используемого для обработки наплавленных поверхностей?
3) В зависимости от каких факторов выбирают углы токарных резцов?
4) В какой последовательности назначают элементы режима резания наплавленных поверхностей?
5) Какие параметры используют в качестве критериев оценки технологической эффективности токарных операций?
6) На что указывают цифры после букв в обозначениях марок твердых сплавов?
7) На что указывают цифры после букв в обозначениях марок быстрорежущих сталей?
8) В зависимости от каких факторов выбирают скорость резания?
9) Какие факторы оказывают доминирующее влияние на шероховатость обработанных поверхностей?
10) Какие параметры служат для оценки шероховатости обработанных деталей?
Лабораторная работа № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ШЛИФОВАНИЯ НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА КАЧЕСТВО
ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Цель работы: Получение практических навыков оценки влияния режима шлифования наплавленных деталей на качество обработанной поверхности.
Задачи работы:
Изучить методику исследований.
Изучить теоретическую часть работы.
Обработать результаты исследований и сделать выводы по работе.
Теоретическая часть
Обработка заготовок наплавленных деталей шлифованием.
Окончательную обработку наплавленных поверхностей восстанавливаемых деталей осуществляют шлифованием. В условиях ремонтного производства обработку деталей типа «ступенчатый вал» производят на круглошлифовальных станках, используя два основных способа: многопроходное с продольной подачей и врезное шлифование.
Главным движением при всех способах шлифования является вращение шлифовального круга.
Рабочую (окружную) скорость круга (скорость резания) определяют по формуле:
(5.1)
где D - диаметр шлифовального круга, мм;
п - частота вращения круга, мин" .
Скорость вращения заготовки детали рассчитывают по зависимости:
(5.2)
где Dx - максимальный диаметр обрабатываемой поверхности (диаметр заготовки при круглом наружном шлифовании), мм;
n1 - частота вращения заготовки, мин-1.
Многопроходному шлифованию с продольной подачей подвергают заготовки деталей, имеющие обрабатываемые поверхности сравнительно большой длины L (L > H, где Н - высота шлифовального круга).
Обрабатываемая заготовка перемещается вдоль своей оси со скоростью продольной подачи Snp. В конце двойного или каждого хода шлифовальный круг перемещают в направлении, перпендикулярном оси заготовки, на величину, равную поперечной подаче Sn. Перебеги, во избежание образования «завалов» по краям обработанной поверхности детали, должны быть равными 11 = l2 = 0,3H (рис. 5.1, а).
Один или несколько проходов выполняют без поперечной подачи (выхаживающие проходы), что позволяет повысить точность и уменьшить высотные параметры шероховатости обработанной поверхности.
При обработке с врезной подачей шлифовальный круг перемещается в направлении, перпендикулярном оси заготовки, со скоростью врезной подачи Vs.
В конце цикла шлифования подачу выключают и осуществляют выхаживание в течение определенного времени (рис. 5.1, б).
Этот метод более производителен в сравнении со способом шлифования с продольной подачей. Точность в значительной степени зависит от макрогеометрии рабочей поверхности шлифовального круга, поэтому круг необходимо править чаще, чем при обработке с продольной подачей.
Этим способом осуществляют обработку поверхностей относительно небольшой длины (L < Н).
Рис. 5.1. Схемы способов круглого наружного шлифования:
а, б - с продольной и врезной подачей соответственно;
1 - шлифовальный круг; 2 - заготовка
Перед назначением режима шлифования выбирают характеристику шлифовального круга, его форму и размеры. Материал абразивного зерна, твердость и связка круга определяются маркой материала шлифуемой заготовки и его твердостью.
Зернистость круга зависит, в первую очередь, от требуемых параметров микрогеометрии обработанной поверхности.
Окончательную обработку наплавленных поверхностей заготовки рекомендуют осуществлять кругом из электрокорунда белого, зернистостью 25 ... 40, твердостью СМ2 ... С1 на керамической связке.
Режим шлифования выбирают по нормативам. При этом ориентируются на материал заготовки и его твердость, группу обрабатываемости этого материала шлифованием, размеры шлифуемой поверхности детали, допуск выдерживаемого размера, параметры шероховатости обработанной поверхности, припуск на обработку, тип и модель станка.
Окончательное шлифование поверхностей заготовок, наплавленных электродной проволокой Св-08Г, Нп-65Г, Нп-30ХГСА, рекомендуют осуществлять, используя следующие режимы: рабочая скорость шлифовального круга VK = 35 м/с; скорость заготовки V3 = 20 ... 25 м/мин; режущая способность шлифовального круга Qm = 1000... 1500мм3/мин.
Скорость врезной подачи, соответствующая оптимальной режущей способности шлифовального круга при круглом наружном шлифовании, определяют по зависимости:
(5.3)
где D1 и L - диаметр заготовки и длина обрабатываемой поверхности, мм.
Следует иметь в виду, что скорость врезной подачи при окончательном шлифовании не должна превышать Vs = 0,15 мм/мин.
С целью снижения погрешности геометрической формы и высотных параметров шероховатости обработанной поверхности в конце цикла шлифования рекомендуется осуществлять выхаживание в течение 0,10 ... 0,15 мин.
Для восстановления режущей способности шлифовального круга производят его правку.
Правку круга при круглом наружном шлифовании осуществляют методом обтачивания, используя следующие режимы:
при правке алмазом - 6 проходов со скоростью продольной подачи Vsп = 0,3 м/мин и поперечной подачей Sn = 0,02 мм/дв. ход, а также 4 выхаживающих прохода (без поперечной подачи);
при правке алмазно-металлическим карандашом - 4 прохода при Vsn= 0,4 м/мин и Sn = 0,03 мм/дв. ход и 4 выхаживающих прохода.
В качестве критериев оценки технологической эффективности операций шлифования используют:
1) критерии, учитывающие производительность обработки;
2) критерии, учитывающие качество обработанных деталей;
3) критерии, одновременно учитывающие производительность обработки и качество обработанных деталей.
К критериям первой группы относятся: режущая способность шлифовального круга, коэффициент шлифования, составляющие силы шлифования, удельная мощность шлифования, скорость изнашивания шлифовального круга, период стойкости круга, контактная температура и др.
В качестве критериев второй группы используют параметры шероховатости обработанной поверхности, отклонение формы, величину и знак остаточных напряжений в поверхностном слое материала детали, дефекты поверхности в виде прижогов, трещин и др.
Критерии третьей группы имеют сложную структуру и используются редко. Шероховатость поверхности характеризуется высотными и шаговыми параметрами.
К высотным параметрам относятся: Ra - среднее арифметическое отклонение профиля (мкм); Rz - высота неровностей профиля по десяти точкам (мкм); Rmax - наибольшая высота неровностей (мкм).
Шаговые параметры: Sm - средний шаг неровностей (мм); St - средний шаг по вершинам профиля (мм); tp - относительная опорная длина профиля.
Показателями отклонения формы цилиндрических поверхностей являются овальность и огранка, которые являются характеристиками комплексного показателя - отклонения от круглости поперечного сечения поверхности.
Радиальную Ру и касательную Pz составляющие силы шлифования при круглом наружном шлифовании измеряют с помощью тензометрических датчиков, наклеенных на центры для установки заготовки.
Сигнал с датчиков усиливается усилителем и регистрируется с помощью осциллографа или компьютера.
Размерный износ Ик шлифовального круга измеряют с помощью индикаторной головки, закрепленной на стойке, установленной на столе шлифовального станка (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Схема измерения износа шлифовального круга: