Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту3
..pdfРис. 92. Эскиз обработки к примеру 62
ватости обработанной поверхности Ra = 0,8 мкм. При пуск на сторону h = 0,2 мм. Материал заготовки — сталь 40Х закаленная твердостью 53 HRQ. Способ крепления заготовки — в центрах. Эскиз обработки приведен на рис. 92. Необходимо: выбрать шлифовальный круг; на значить режим резания; определить основное время.
Р е ш е н и е |
(по |
справочнику [18]). I. Выбираем |
шлифовальный |
круг. |
Устанавливаем характеристику |
круга (табл. 176, с. 346). Для круглого наружного шлифо вания с продольной подачей, параметра шероховатости поверхности Ra = 0,8 мкм (бывший 7-й класс), конструк ционной закаленной стали с HRQ > 50 рекомендуется характеристика: Э, ЭБ40СМ2К.
В качестве материала абразивных зерен принимаем белый электрокорунд (ЭБ), марку которого Э9А устанав ливаем по табл. 167, с. 332. Выбор этой марки обусловлен высокой твердостью шлифуемой заготовки и требованиями, предъявляемыми к точности обработки и шероховатости обработанной поверхности. В характеристике приняты: зернистость 40, твердость <ЗМ2, связка керамическая (К).
В используемом справочнике нет ряда характеристик шлифовальных кругов,предусмотренных действующими стандартами. В примере 61 показано, как с помощью табл. 143 данного учебного пособия вводятся дополни тельные характеристики в маркировку круга, рекомен дованную справочником. Поэтому в рассматриваемом примере дополняем характеристику круга, давая лишь краткое обоснование: 1) переводим старое обозначение мар
кировки абразивного материала Э9А в новое 24А; 2) при нимаем индекс зернистости Н (содержание основной фрак ции 45 % при зернистости 40); 3) принимаем структуру круга среднюю № 5 (для круглого наружного шлифова ния в центрах рекомендуются обычно структуры № 5 и 6); 4) указываем разновидность принятой керамической связки К8 (для электрокорундовых кругов); 5) указы ваем тип круга по справочнику [18], табл. 170, с. 334! На ,круглошлифовальных станках применяют обычно круги ПП и ПВД. Принимаем тип ПВД (плоский с двусто ронней выточкой), обеспечивающий удобно.е и надежное крепление круга на шпинделе шлифовальной бабки; 6) при нимаем класс круга А; 7) указываем допустимую скорость круга 35 м/с (обычное шлифование).
Маркировка |
полной |
характеристики круга: 0В Д |
|
24А40НСМ25К8 |
35 м/с. |
|
|
Размеры нового круга по паспортным данным станка |
|||
ЗМ13]: диаметр DK = |
600 мм, ширина круга (или вьгсота) |
||
В„,=. 63 мм (см. |
с. |
427 |
данного пособия). |
П.Назначаем режим резания.
Впроцессе круглого наружного шлифования методом продольной подачи в соответствии с ГОСТ 25762—83 рассматриваются следующие элементы движений' , (см.' рис. 92):
1. Вращение шлифовального круга — главное движение резания Dr. Оно характеризуется скоростью главного движения резания v (м/с):
.. _ |
пРкп« |
|
1000-60 ’ |
где: D„ — диаметр круга, |
мм; пк — частота вращения |
круга, мин-1. |
|
2. Вращение заготовки — движение окружной подачи Ds0K{l- Оно характеризуется скоростью движения окруж
ной подачи у,окр (м/мин) |
% |
|
|
5окр |
1000 |
’ |
|
где d3 — диаметр заготовки; |
п3 — частота |
вращения за |
|
готовки, мин-1. |
|
|
|
3. Возвратно-поступательное перемещение стола с 'за |
|||
готовкой — движение продольной |
подачи |
DS[ipoj(. Про |
дольная подача S 0 (мм/об заготовки) устанавливается
в зависимости от характера шлифования (предваритель ного или окончательного) и ширины шлифовальной^ круга:
|
|
So = s%ВК, |
|
где |
вд — коэффициент, |
учитывающий продольную |
по |
дачу |
(в долях ширины |
круга); Вк — ширина круга, |
мм. |
Для того чтобы установить на станке принятую величину S0, нужно определить скорость (м/мин) движения про
дольной подачи и,дпрод |
(скорость |
движения стола): |
|
SBn3 |
$дВнпя |
5 прод— |
1000 — |
1000 ' |
4. Поперечное перемещение круга — прерывистое дви жение поперечной подачи D snou• Поперечная подача в за
висимости |
от настройки |
станка осуществляется |
либо |
один раз |
на двойной ход |
стола — S2X мм/дв. ход, |
либо |
на'каждый ход стола — Sx мм/ход.
Рекомендации по режимам резания приведены в спра вочнике [18], табл. 69 (с. 465, раздел «Круглое наружное шлифование»).
1. Скорость главного движения резания (шлифоваль
ного |
круга) |
v = 30 |
35 |
м/с; |
v = |
• |
По паспорт |
|
ным данным станка 3M131 у нового круга DK= 600 мм; |
||||||||
пн = |
1112 мин-1. |
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 ,1 4 - 6 0 0 -1 1 1 2 |
= |
35 м/с, |
|
|
||
|
|
|
1 0 0 0 -6 0 |
|
|
|
|
|
т. е. |
в пределах рекомендуемого |
диапазона. |
|
|||||
2. Скорость движения окружной подачи ц,окр (в спра |
||||||||
вочнике— окружная |
скорость |
детали од); ^зокр = |
15... |
|||||
55 |
м/мин. |
Принимаем |
среднее |
значение |
35 |
м/мин |
( » 0,58 м/с).
3. Определяем частоту вращения заготовки, соответ ствующую принятой скорости движения окружной подачш
пз |
1000с,»онр |
1 0 0 0 -3 5 |
— 280 мин-1. |
|
nd3 |
3,14-40 |
|||
|
|
Найденное значение п3 = 280 мин-1 может быть уста новлено на станке 3M131, имеющем бесступенчатое регу лирование частоты вращения заготовки в пределах 40— 400 мин-1.
4. Поперечная подача круга Sx мм/ход (в справочнике названа глубиной шлифования /); S x = 0,005 0,015 мм/ход стола; учитывая высокие требования, предъ
являемые к точности обработки |
[поле допуска по /16 (ста |
||
рое обозначение — 2-й |
класс) 1 |
и шероховатости |
поверх |
ности Ra — 0,8 мкм, |
принимаем S x = 0,005 |
мм/ход. |
Так как на станке ЗМ131 поперечные подачи регулируются бесступенчато в пределах 0,002—0,1 мм/ход, то принимаем
Sx = |
0,005 |
мм/хрд. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
5. Определяем продольную подачу на оборот заго |
|||||||||||||||
товки: |
S0 = sRBtt. |
Для |
окончательного |
шлифования |
||||||||||||
в справочнике рекомендуется |
вд = |
0,2 ... 0,4; |
принимаем |
|||||||||||||
5Л = |
0,3. |
Тогда S 0 = |
0,3.63 |
= 18,9 мм/об. |
|
|
|
|
||||||||
|
6 . Определяем скорость движения продольной подачи |
|||||||||||||||
(скорость |
продольного |
хода |
стола) |
|
|
|
|
|
||||||||
|
vs |
|
= |
|
Тооо |
18,9-280 |
|
= |
5,3 м/мин ( « 0,088 м/с). |
|
||||||
|
прод |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
На используемом станке предусмотрено бесступенча |
|||||||||||||||
тое |
регулирование |
скорости |
продольного |
хода |
стола |
|||||||||||
в |
пределах |
0,05—5 |
м/мин, |
поэтому принимаем |
vs |
|
= |
|||||||||
= |
5 |
м/мин |
( » 0,083 |
м/с). |
|
|
|
|
|
|
|
Р°Л |
||||
|
7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание: |
|||||||||||||||
N Рез = |
CNvrAix$4l |
(с. |
469). |
|
В |
соответствии |
с |
дей |
||||||||
ствующим |
|
стандартом |
проставим |
в формуле |
вместо |
од, |
||||||||||
t |
и |
S |
соответственно |
t»s |
, |
|
Sx |
и So'- N pe3 = |
CNvrs |
x |
||||||
XSJSK |
|
|
табл. 70 |
справочника |
(с. |
480) |
коэф |
|||||||||
|
Выписываем из |
фициент и показатели степеней формулы для круглого наружного шлифования с поперечной подачей на каждый ход стола, обработки стали, зернистости круга 40, твер
дости |
СМ2 |
(находится в диапазоне СМ1 —Cl): |
CN = |
|||||||
= 2,65; |
г = |
0,5; |
х = |
0,5; |
у = |
0,55; |
<7 = 0 . |
Тогда |
||
А/ре3 = |
2,65 X 350-5 .о,005°>-18,9°.55 = 2,65 • 5,92 • 0,07 X |
|||||||||
X 5,05 = |
5,5 |
|
кВт. |
|
|
|
|
|
|
|
8 . Проверяем, достаточна ли мощность двигателя |
||||||||||
шлифовальной |
бабки. |
У станка |
3M131 |
Nma — NMr\ = |
||||||
= 7,5-0,8 |
= |
6 |
кВт, |
N рез < |
Л/шп (5,5 < 6,0), т. е. |
обра |
ботка возможна. Если при расчете получится перегрузка станка по мощности, можно снизить мощность N рез путем соответствующего уменьшения величины.о, в пределах
диапазона, рекомендуемого справочником.
Задана 95. На круглошлифовальном станке 3M131 шлифуется шейка вала диаметром d3 и длиной /; длина
вала 1г. Припуск на сторону h |
(табл. 145). |
|
|
Необходимо: выбрать шлифовальный круг; назначить |
|||
режим резания; определить основное время. |
можно |
||
При решении задач кроме |
справочника [18] |
||
пользоваться литературой |
[5, |
9, 10]. |
|
§ 3. РЕЖИМ РЕЗАНИЯ |
|
|
|
ПРИ ВНУТРЕННЕМ |
ШЛИФОВАНИИ |
|
|
Пример 63. На внутришлифовальном станке |
|||
ЗК228В шлифуется сквозное отверстие диаметром |
D3 = |
||
= 60//7(+0’03) и длиной / = |
60 |
мм. Параметр шерохова |
тости обработанной поверхности Ra = 0,63 мкм. Припуск
на сторону |
h = 0,2 мм. Материал заготовки — сталь 45 |
||
закаленная, |
твердостью |
46,5 HRCa |
(соответствует |
HRC 45). Станок оснащен |
устройством |
для активного |
контроля обрабатываемых заготовок. Эскиз обработки приведен на рис. 93. Необходимо: выбрать шлифовальный круг; назначить режим резания с использованием таблиц
нормативов; определить основное |
время. |
Р е ш е н и е (по нормативам |
[9]). I. Выбираем шли |
фовальный круг. Устанавливаем характеристику круга (карта 14, с. 169). Для параметра шероховатости поверх
ности |
Ra = |
0,63 |
мкм, конструкционной |
стали с 32— |
||||
51,5 |
HRCa (соответствует HRC 30—50) рекомендуется ха |
|||||||
рактеристика |
23А; |
24А16С25К; |
принимаем |
24А16С25К. |
||||
|
|
|
В |
характеристике |
приняты: |
|||
|
|
|
материал абразивных зерен — |
|||||
|
|
|
электрокорунд |
|
белый |
24А; |
||
|
|
|
зернистость 16; твердость С2; |
|||||
|
|
|
структура № 5 и связка ке |
|||||
|
|
|
рамическая К. В используе |
|||||
|
|
|
мых нормативах |
не |
приведе |
|||
|
|
|
ны |
некоторые |
элементы ха |
|||
|
|
|
рактеристики |
шлифовальных |
||||
|
|
|
кругов, предусмотренные дей |
|||||
|
|
|
ствующими |
|
стандартами. |
|||
|
|
|
Устанавливаем их с помощью |
|||||
|
|
|
табл. 143 данного |
учебного |
||||
|
|
|
пособия. Принимаем |
индекс |
||||
|
|
|
зернистости П |
(при |
зерни |
|||
|
|
|
стости 16 содержание |
основ- |
ной фракции 55 %). Устанавливаем разновидность при нятой керамической связки — К8 (для электрокорундовых кругов). Устанавливаем тип круга. На внутришлифовальных станках применяют обычно круги типа ПП (плоские прямого профиля) и ПВ (плоские с выточкой). Выбираем тип ПВ, обеспечивающий удобное и надежное крепление круга на шлифовальном шпинделе. Принимаем
класс |
круга — А: |
Указываем |
допустимую скорость |
вра |
|
щения |
круга — 35 |
м/с (обычное шлифование). |
|
|
|
Маркировка |
полной |
характеристики |
круга |
||
ПВ 24А16ПС25К8А 35 м/с. |
|
|
Вк |
||
Устанавливаем |
диаметр DK и высоту (ширину) |
круга. При внутреннем шлифовании рекомендуется
DK/D3 = 0,8 |
0,9 |
(карта |
14, примеч. 3, с. 169), где |
|||
Da — диаметр |
шлифуемого |
отверстия |
заготовки. Прини |
|||
маем |
это отношение |
0,85. |
Тогда DK= |
0,85DB= 0,85 X |
||
ХбО = 51 мм. Ряды основных размеров |
кругов по стан |
|||||
дарту |
приведены в справочнике [18], |
с. |
339. Принимаем |
|||
DK = |
50 мм. Высоту круга |
Вк для |
обрабатываемых от |
верстий длиной / = 25 ... 75 мм принимают меньшей на
10—-15 мм, |
т. е. Вк = |
60 — 10 = 50 мм. Размеры DK= |
= 50 мм |
и Вк = 50 |
мм предусмотрены стандартом и |
могут быть установлены на внутришлифовальном станке ЗК228В (по его паспортным данным размеры устанавли
ваемых |
кругов DK= 45 |
175 мм; Вк = 32 63 мм). |
II. |
Назначаем режим |
резания. |
1.Определяем частоту вращения шлифовального круга
при принятой скорости v = 35 м/с:
|
titt — |
Ю О О - б О р |
1000-60-35 |
= 13 376 МИН-1 . |
||
|
|
nDK |
3,14-50 |
|||
Принимаем |
по паспортным |
данным |
станка ЗК228В. |
|||
пя = |
13 000 мин-1. |
частоту вращения |
обрабатываемой за |
|||
2. |
Определяем |
готовки (карта 15, лист 1, с. 172, 173). Для диаметра шли фования £>3 до 63 мм и стали 32—51,5 HRCa п3 = 200 мин-1. Рекомендуемая па может быть установлена на станке ЗК228В с бесступенчатым регулированием частоты враще ния шпинделя в пределах 100—600 мин-1.
Скорость движения окружной подачи
я03л3 |
3,14.60-200 |
= 37,7 м/мин ( « 0,63 м/с). |
% к р ” 1000“ |
1000 |
|
3. Определяем скорость движения продольной подачи и8 (в нормативах названа продольной минутной по
дачей SM, см. карту 15, лист 1, с. 172, 173). Для |
Da до |
|||||||||
63 |
мм, |
«з = 200 |
мин-1 и Вк до |
63 мм -^«прод = |
SM= |
|||||
= |
7000 |
мм/мин. |
|
|
коэффициенты |
на |
ивпрод* |
|||
|
Учитываем |
поправочные |
||||||||
|
В ,зависимости от параметра шероховатости обработан |
|||||||||
ной поверхности |
(карта 15, |
с. 177) для Ra = 0,63 |
мкм |
|||||||
Ка |
= |
0,77. |
|
|
|
|
|
|
|
|
SM , |
|
|
от формы заготовки (карта 15, |
с. |
178) |
|||||
|
В зависимости |
|||||||||
для цилиндрической |
поверхности |
К,М2 = 1 |
(в карте |
до- |
||||||
пущена |
опечатка— указан |
К, |
= 1 ,8 ). |
|
|
|
||||
|
Тогда ve |
|
= |
70007С, |
\ |
= 7000-0,77-1,0 = |
||||
= |
|
и р о д |
|
|
М| |
М2 |
|
|
|
|
5390 мм/мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
vs |
Рекомендуемая скорость движения продольной подачи |
|||||||||
(скорость |
продольного хода шлифовальной бабки) |
может быть установлена на станке ЗК228В с бесступенча тым регулированием в пределах 1000—7000 мм/мин.
4. Определяем поперечную подачу круга (карта 15,
лист |
1, с. 172, |
173). |
Для D3 |
до 63 мм, пг = 200 мин"1 |
и Вк до 63 мм 5*дв |
0,004 мм/дв. ход. По стандарту |
|||
этот |
параметр |
обозначается |
S2X. |
Учитываем поправочные коэффициенты на попереч ную подачу.
В зависимости от обрабатываемого материала и точ ности обработки (карта 15, с. 175): для конструкционной углеродистой стали и поля допуска по Н7 (старое обозна чение — 2-й класс точности) поправочный коэффициент
-!•
Взависимости от припуска (карта 15, с. 176): для
принятого по условию припуска на сторону 0,2 мм (на диаметр 0,4 мм) поправочный коэффициент K„t = 0,93
(найден интерполированием значений Ка = 0,87 для
припуска 0,3 |
мм и |
Ка*1 — 1,0 для |
припуска |
0,5 мм). |
|
В зависимости от диаметра шлифовального круга |
|||||
(карта |
15, с. |
176): для принятого |
отношения |
D JD a = |
|
= 0,85 |
поправочный |
коэффициент |
Ка. = 1. |
|
|
|
|
|
|
*3 |
|
Взависимости от способа контроля размера (карта 15,
с.177): при активном контроле — поправочный коэффи циент К, — 1,2.
В зависимости от жесткости заготовки и формы по верхности (карта 15, с. 177): при LIDa < 1,2 и цилиндри ческой поверхности К». = 1 .
В зависимости от точности обработки и жесткости станка (карта 2, с. 110): для внутришлифовального станка ЗК228В (см. в карте по графе, где приведена мод. ЗА228), проработавшего непрерывно до 10 лет, поправочный ко эффициент Кш = 1.
В зависимости от твердости шлифовального круга (карта 14, примеч. 1, с. 169) для принятой твердости
круга |
С2 поправочный коэффициент К\ = 1. |
|
||
С |
учетом |
поправочных |
коэффициентов |
|
5 2х = 5 , дв. х = O m K |
i t K s t K i t K i t K i t K x K i |
= |
||
= 0,004* 1*0,93* 1*1,2* 1 • Ы = 0,0045 мм/дв. ход. |
||||
Принимаем по паспортным данным станка |
ЗК228В |
|||
S2I = |
0,004 |
мм/дв. ход. |
|
|
5. Определяем мощность, затрачиваемую на резание (карта 16, лист 1, с. 179). Материал обрабатываемой заготовки — конструкционная углеродистая сталь — от носится к I группе обрабатываемого материала (карта 1, с. 109). Находим по карте 16 для I группы обрабатывае мого материала, Da до 70 мм, SM(т. е. ^впрод) до 5450 мм/мин
идо 0,004 мм/дв. ход Л/табл = 3,3 кВт.
Учитываем поправочный коэффициент на мощность (карта 16, лист 2, с. 180). Для ширины круга Вк = 50 мм и принятой твердости круга С2 поправочный коэффициент
KNt = |
1,16. |
Тогда |
Л/рез = |
^табл/^iVi “ |
3,3*1,16 = |
|
= 3,85 |
кВт. |
|
|
|
|
|
6. Проверяем, достаточна ли мощность привода шли |
||||||
фовального |
шпинделя. У станка |
ЗК228В Nmn = NRr] = |
||||
= 5,5-0,85 |
= 4,7 |
кВт; |
Npca < |
Nwn (3,85 |
< 4,7), т. е. |
|
обработка возможна. |
|
ли условия |
бесприжого- |
|||
7. Проверяем, |
выполняются |
вого шлифования. При окончательном шлифовании изде лий из закаленной стали нельзя допускать, чтобы уста новленный режим шлифования приводил к образованию прижогов на обработанной поверхности, т. е. нельзя допускать чрезмерного возрастания температуры в зоне шлифования. Для того чтобы проверить, выполняются ли условия бесприжогового шлифования, подсчитывают удельную мощность шлифования N w т. е. мощность,
приходящуюся на 1 мм ширины шлифовального круга (NуД — обобщенная характеристика режима шлифования)!
Л^уд = *= 4 ? - = 0)077 кВт/-мм-
Далее нужно определить по карте 16, лист 2, с. 180 предельное значение Л/уд> при котором обеспечивается бесприжоговое шлифование закаленной стали. Для твер
дости |
круга |
С2, скорости |
движения |
окружной |
подачи |
vs |
(в нормативах — обозначена скорость вращения |
||||
детали |
уд) |
д о 63 м/мин |
предельное |
значение |
N yR = |
= 0,13 кВт/мм. Так как 0,077 < 0,13, то условия бесприжогового шлифования выполнены.
III. Основное время (мин)
^ |
2l.h |
|
|
1 0 ---- 7 ,-------с---» |
|
|
|
|
snpofl |
|
|
где L — длина хода стола; при перебеге круга на каждую |
|||
сторону, равном 0,5Б„, |
L = I — 60 |
мм; |
h — припуск |
на сторону (по условию h = 0,2 мм); |
и8 |
д — скорость |
движения продольной подачи, мм/мин; S 2x — поперечная подача круга, мм/дв. ход.
Обычно в формулах для определения основного вре мени при шлифовании имеется коэффициент точности К, учитывающий время на «выхаживание» (см. пример 62 в данном пособии). В приведенной формуле этот коэффи циент отсутствует, так как в используемых нормативах приведены средние значения S2X, рассчитанные исходя из полного времени цикла шлифования и «выхаживания» ([9], с. 107). Изменения времени на «выхаживание» учитываются в этих нормативах поправочными коэффи циентами на поперечную подачу в зависимости от ряда технологических факторов (точности обработки, шеро ховатости поверхности и др.):
г _ |
2.60-0,2 |
, , , ....... |
* ° |
5390-0,004 |
— M l МИН. |
Задача 96. На внутришлифовальном станке ЗК228В шлифуется сквозное отверстие диаметром D3 и длиной /. Припуск на сторону h (табл. 146). Станок оснащен устрой ством для активного контроля обрабатываемых заготовок.
Необходимо: выбрать шлифовальный круг; назначить режим резания; определить основное время.