Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 18 ТЕХНОЛОГИЯ 6. В этом случае размер предварительной обра- ботки поверхности 1 с учетом разбухания будет равен D i –1 = D i + z i min + δ i –1 – A Рmin , тогда D 1 = 85 + 0,464 + + 0,12 – 0,00976 = 85,57424 мм. По заводской техноло- гии D 1 принят равным 85,6 мм. Таким образом, искомые параметры: технологи- ческая глубина закалки A Т = 1,22 +0,1 мм; размер пред- варительной обработки D 1 = 85,6 –0,12 мм; припуск на окончательную обработку z min = 0,464 мм. При этом следует отметить, что 10 % деталей бракуются по на- личию прижогов и микротрещин на поверхности (по данным завода). Для обеспечения данной глубины упрочненно- го слоя при использовании генератора с частотой 440 кГц необходимо реализовать поверхностную схему нагрева, которая характеризуется более низки- ми значениями удельной мощности и скорости дви- жения источника нагрева по отношению к объемной схеме. При ширине активного провода индуктора R и = 12 мм – q и = 1,2·10 7 Вт/м 2 , V и = 2 мм/с. На детали необходимо закалить два участка об- щей длиной 103 мм. Оба участка обрабатываются за одно осевое перемещение детали относительно коль- цевого индуктора. Общая длина хода детали с учетом наличия канавки шириной 6 мм и захода и выхода индуктора при непрерывно-последовательной схеме нагрева составляет l = 125 мм. В этом случае основ- ное время составляет Т о = l/V и = 62,5 с, при этом со- гласно общемашиностроительным нормам на терми- ческую обработку на установках ТВЧ при указанном способе базирования детали (рис. 2) вспомогатель- ное время Т всп = 20 с. Таким образом, штучная произ- водительность равна 1 1 0,0121 62,5 20 = = = + + шт о всп П T Т с –1 , а энергозатраты 7 1, 2 10 0,0856 0,012 0,125 0,68 0,002 q D R l V π = = ⋅ ⋅ π ⋅ ⋅ ⋅ = ≈ ⋅ и 1 и и Э кВт ч. Финишная механическая операция осущест- вляется по схеме врезного шлифования. При этом цикл обработки разбит на три этапа: предваритель- ное шлифование, окончательное и выхаживание. В связи с тем что обрабатывается упрочненная по- верхность и во избежание изменения свойств по- верхностного слоя, шлифование осуществляется на «мягких» режимах. При установке на жесткую оправку и работе в цен- трах вспомогательное время составляет Т всп = 90 с. Предварительное шлифование осуществляется на режимах: величина снимаемого припуска t = 0,2 мм, скорость заготовки V з = 30 м/мин ( n з ≈ 110 об/мин), ра- диальная подача S р = 0,004 мм/об, при этом основное время обработки составляет τ 1о = 60·0,2/(110·0,004) = = 27,27 с. Окончательное шлифование – t = 0,1 мм, V з = = 30 м/мин, S р = 0,001 мм/об, при этом основное вре- мя обработки составляет τ 2о = 60·0,1/(110·0,001) = = 54,55 с. Время выхаживания – τ 3о = 10 с. Общее основное время обработки τ о будет равно: 1 2 3 27, 27 54,55 10 91,82 , τ = τ + τ + τ = = + + = о о о о с Таким образом, штучная производительность равна 1 1 0,0055 . 91,82 90 = = = τ + + –1 шт о всп П c Т Расчет эффективной мощности при врезном шли- фовании периферией круга осуществляем по зависи- мости y r q z N N C V S d b = з р , (2) где С N = 0,14, r = 0,8, y = 0,8, q = 0,2, z = 1,0, d – диа- метр заготовки, b = 52 мм – ширина шлифования. Со- гласно зависимости (2) эффективная мощность пред- варительного шлифования 0,8 0,8 0,2 1 0,14 30 0,004 85,6 52 3,25 кВт ч, N окончательного шлифования 0,8 0,8 0,2 2 0,14 30 0,001 85,2 52 1,07 кВт. N Эффективной мощностью, затрачиваемой на про- цесс выхаживания из-за малости ее значения можно пренебречь. Тогда энергозатраты на операции шли- фования будут равны 1 1 2 2 3, 25 27, 27 1,07 54,55 0,04 , N N = τ + τ = = ⋅ + ⋅ ≈ ⋅ о о Э кВт ч а при обработке двух участков – Э = 0,08 кВт ⋅ ч. При этом следует отметить, что в процессе предваритель- ного шлифования согласно расчетам средняя темпе- ратура на поверхности в зоне обработки составляет 435 о С [5]. Финишная стадия с использованием предлагае- мой интегрированной обработки. В данном случае три финишные операции заменяются одной инте- грированной, состоящей из трех переходов: чисто- вое шлифование, закалка ВЭН ТВЧ и окончательное шлифование (выхаживание) (табл. 2).