Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Соизмеримость скоростей помимо повышения производительности за счет уменьшения удельной работы резания и повышения стойкости инструмента улучшает динамику абразивной обработки и качество поверхности, уменьшает ее шаржируемость абразивными частицами.
Кинематические зависимости для макролезвийного и шлифостро-гания соответствуют формулам (3.5) - (3.10) (см. рис. 3.1), а рациональные параметры среза от соотношения скоростей приведено на рис. 3.2.
Шлифовальный круг 24А40СТ9Б5 диаметром 300 мм и зернистостью 40 снимает припуск 0,1 мм. Измерения круга, работавшего 10 мин после правки, позволили установить, что наиболее часто повторяющееся расстояние между абразивными зернами равно Рс? = 0,75 ^0, где d0 - средний наиболее вероятный размер абразивного зерна в поперечнике. Шаг режущих зерен, составляющих примерно 50 % от всех зерен на рабочей поверхности инструмента, равен P1 = 3,5J0- Для зернистости 40 do = 0,4 мм и
СПОСОБЫ НА БАЗЕ МАКРОЛЕЗВИЙНОГО СТРОГАНИЯ И ШЛИФОВАНИЯ 133
P1 = 3,5 ж 0,4 = 1,4 мм число режущих зерен равно Z = InRIP1 =670,
средняя ширина среза Ь = 0,2 мм. Параметры среза для различных значений Ас приведены в табл. 5.1.
При увеличении кс от 0,1 до 1 толщина среза увеличивается в 5,5 раза, а длина контакта - в 1,9 раза, т.е. увеличение объема срезаемого металла происходит главным образом за счет увеличения толщины среза (см. рис. 3.2).
Невыгодное перераспределение между толщиной и длиной среза наблюдается с уменьшением кс < 0,1. При кс < 0,01 срезание припуска осуществляется почти при постоянной длине контакта, и уменьшение объема среза вызывается непосредственно уменьшением микротолщин среза. В то же время при зернистости 40 высота рабочей части зерна в среднем равна 0,08 мм и допускаемая по условию размещения стружки толщина среза (0,03 ... 0,04 мм) более чем в 10 раз превышает среднюю толщину среза при шлифовании. Поэтому оптимальным является соотношение скоростей 0,1 < кс < 1. Эти зависимости справедливы и при обработке цилиндрических поверхностей. Установлено, что при врезном шлифовании с увеличением кс повышается точность обработанной поверхности.
Увеличение скорости движения подачи в продольном направлении при шлифовании алмазными кругами вызывает значительное уменьшение удельной работы шлифования. Например, при шлифовании заготовок из твердого сплава Т15К6 и закаленной стали 45 алмазными кругами ACP зернистостью 100/80 на керамической связке удельная работа шлифования уменьшилась почти в 8 раз при увеличении скорости продольного движения подачи с 0,5 до 8 м/мин [25]. Этот эффект, наблюдаемый при малых отношениях скоростей продольного хода и вращения круга (A0 = 10"3), может быть значительно большим в условиях шлифострогания при A0 = 0,1 ... 1.
5.1. Параметры среза в зависимости от соотношения скоростей Vс заготовки и V111 шлифовального круга
= vc/vm Максимальная толщина среза an,» MM Давление на зерно р, МПа Средняя толщина среза а, мм Длина контакта /, MM Объем среза V, мм3 Коэффициент абразивного резания
10 0,0462 1500 0,02310 94,00 0,43400 1,0
1 0,0255 3030 0,01275 11,62 0,02960 0,85
ю-1 0,0046 22 000 0,00231 6,05 0,00280 0,5
ю-2 0,0005 45 000 0,00025 5,48 0,00027 0,36
134 РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ МАКРОЛЕЗВИЙНОЙ И АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
Режимы шлифострогания устанавливают исходя из заданного параметра шероховатости поверхности. По нему находят зернистость круга согласно рекомендациям. Затем по формуле (4.12) определяют кинематическую шероховатость, обусловленную пересечением на поверхности заготовки траекторий режущих зерен (см. рис. 3.1, а).
Разлагая функцию косинуса на ряд, с высокой точностью получим высоту неровностей
пкс 2 5R Г к і \± \ К 1
~ z2 A+1.
(5.1)
Высота неровностей пропорциональна квадрату шага зерен (зернистости) и обратно пропорциональна радиусу инструмента. Сопоставление кинематической шероховатости с технологической (обусловленной состоянием режущей части инструмента) показывает, что для одинаковых их значений при соизмеримых скоростях инструмента и заготовки (A0 < 10) зернистость круга рекомендуется уменьшить на два номера, а при кс<2-на один номер (тем меньше, чем меньше кс).
По размеру зерна определяется допускаемая толщина среза из условия размещения стружки перед зерном, которая, как правило, отводится по двум его граням, аналогично токарному строганию (см. рис. 4.3 и рис. 5.9). При известном вылете зерна h = d0 (1 - ки) от его размеров в поперечнике d0 и поправке ки на критическую глубину заделки зерна находим допускаемую толщину среза
[a] = dQ(l-kh)/3. (5.2)
Затем для выбранного радиуса круга R и припуска / уточняется соотношение кс по (3.6).
Пример. Определить режим плоского шлифострогания заготовок из закаленной конструкционной стали для заданного параметра шероховатости поверхности Ra = 1,6 ... 2 мкм. При шлифовании такому параметру шероховатости соответствует круг марки 15А40СМ28К. Для шлифострогания, задавшись кс < 2, выбираем круг зернистостью на номер меньше - 15А32С18К1, который при обычном шлифовании обеспечивает Ra = 0,8 ... 1 мкм. Находим допускаемую толщину среза (5.2) при kh = 0,74 - [а] = 0,0277 мм и средний шаг между зернами Pi = 3,5 ж do = 3,5 ж 0,32= 1,12 мм. Для круга формы ГШ радиусом R - 150 мм и глубины припуска / = 0,05 мм определяем из (3.6) по формуле !bJil ^ ^ ^ ^ СООтно-
