Учеба / Финишная обработка / Доклад 3

Минобрнауки России

Воткинский филиал

Федерального Государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

Ижевский Государственный Технологический Университет имени М.Т. Калашникова

Кафедра: " Технология машиностроения и приборостроения "

Реферат

По дисциплине «Финишные методы обработки»

на тему: "Влияние условий шлифования на силы резания"

Выполнил: студент гр. Т – 711(4) Токмаков И. В.

Проверил: Чумакова Е. В.

г. Воткинск

2013г.

Важной задачей современного машиностроения является разработка и освоение выпуска конкурентоспособной продукции, что возможно за счет широкого применения хрупких неметаллических материалов, в частности, ситаллов, которые обладают рядом важных эксплуатационных характеристик, таких как прочность на сжатие, термостойкость, радио-прозрачность, возможность работы в агрессивных средах. Специфика эксплуатации изделий предполагает повышенные требования к их прочностным характеристикам, точности и качеству изготовления, которые напрямую зависят от эффективности механической обработки, осуществляемой путем алмазного шлифования. Несовершенства технологических процессов обработки, сопровождающиеся появлением вибраций в системе резания в сочетании с повышенным динамическим силовым воздействием на обрабатываемую поверхность (особенно на операциях чернового шлифования), приводят к появлению развитого приповерхностного дефектного слоя. Глубина его проникновения может достигать более 300 мкм, что отрицательно сказывается на трудоемкости последующих доводочных операций [1] , а в случае неполного удаления дефектов, может сопровождаться разрушением изделий при эксплуатации. Кроме этого динамическая неустойчивость технологической системы шлифования отрицательно влияет на точность обработки и может приводить к браку при производстве дорогостоящей продукции.

При алмазном шлифовании ситаллов качество поверхности, точность, производитель-ность и экономичность обработки могут быть повышены за счет выбора рациональных входных параметров ТП обработки изделий, обеспечивающих минимальное силовое и возмущающее ударное воздействие на формируемую поверхность, приводящее к колебательным, вибрационным процессам в зоне резания. Выполненные исследования [2] показали, что использование алмазных инструментов с нерациональными технологическими и эксплуатационными характеристиками, высокой степени изношенности, сопровождающейся изменениями микро- и макропрофиля круга, вызывающими явление его дисбаланса отрицательно влияет на силовой режим и динамику процесса шлифования и, как следствие, на развитие дефектного слоя в обрабатываемом изделии.

Целью работы было определение степени влияния динамики системы СПИД, обусловленной наличием такого фактора, вызывающего вынужденные колебания в системе, как дисбаланс круга, на силовые характеристики процесса шлифования.

Были проведены экспериментальные исследования, связанные с определением усилий резания образцов из комбинированно-дефектного ситалла АС-418, прежде всего, нормальной составляющей силы резания , которая определяет интенсивность развития дефектного слоя и зависит от параметров режима шлифования.

Шлифование осуществлялось при вариации параметров режима: скорость круга Vk = (34; 23,7) м/с; скорость перемещения образца Vd = (1,1; 6,0) м/мин; глубина резания t = (0,1; 0,4) мм при реализации схемы плоского врезного шлифования на станке модели 3672. Образцы обрабатывались в условиях разного уровня динамических возмущающих воздействий на систему резания. Станок оснащался системой для измерения и регистрации составляющих силы шлифования. В состав измерительной системы входят стол динамометрический, усилитель низкой частоты модели 8УН4, самописец H33S-4. В качестве режущего инструмента использовались алмазные круги IAI 250x76x20x3 АС6 315/250 - 4-М2-01. Для поддержания режущей способности инструмента в процессе эксперимента на одинаковом уровне осуществлялась его правка свободным абразивом.

Явление дисбаланса обеспечивалось за счет использования груза нормированной массы, закрепленного на торцевой поверхности шлифовального круга, и смещенного относительно оси последнего. Наличие дисбаланса сопровождается появлением центробежной силы Рд, величина которой регулировалась за счет изменения массы груза. В процессе эксперимента величину Рд выбирали равной, соответственно, 10, 25 и 50 Н.

Как показали исследования, при увеличении центробежной силы (величины дисбаланса круга) изменяются значения нормальной составляющей силы резания (рисунок 1.). При этом среднее значение нормальной составляющей силы резания может, как возрастать с увеличе-нием дисбаланса, так и снижаться. Причем это явление более наглядно видно при интенсивных режимах обработки (высоких значениях скорости детали и глубины резания) – кривые 1и 2.

Рисунок 1. – Влияние центробежной силы Рд на изменения нормальной составляющей силы резания Ру при плоском врезном шлифовании с режимами: 1 – Vk = 34 м/c, Vd = 6 м/мин, t = 0,4 мм; 2 - Vk = 23,7 м/c, Vd = 6 м/мин, t = 0,4 мм; 3 - Vk = 34 м/c, Vd = 1,1 м/мин, t = 0,1 мм

Интенсификация режимов резания приводит к росту энергии, поступающей в зону контакта круга и образца, в результате чего изменяются условия развития дефектного слоя в ситаллах, что скажется на качестве формируемой поверхности.

В представленной работе были получены и проанализированы силовые характеристики процесса шлифования ситалла при различной степени неуравновешенности алмазного инструмента. Было установлено, что интенсивность вибраций, обусловленных величиной дисбаланса круга, оказывает определенное влияние на уровень сил резания и, как следствие, вы-зовет изменение структуры и глубины дефектного, нарушенного обработкой слоя изделий. Полученные данные позволяют установить наиболее благоприятное сочетание параметров режима обработки и состояния шлифовального инструмента, исходя из обеспечения требуе-мого качества обрабатываемой поверхности.