Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 20 ТЕХНОЛОГИЯ Решая уравнения (1) относительно искомого раз- мера, получим А Tmax = А Кmax + t min = 1,2 + 0 = 1,2 мм; А Tmin = А Кmin + t max = 0,8 + 0,018 = 0,818 мм. 5. Определим припуск на окончательную обра- ботку по уравнению z i min = 2( R z + T ) i- 1 + 2 Σδ еi = 0. 6. В этом случае размер предварительной обработ- ки поверхности 1 с учетом разбухания будет равен D i -1 = D i + z i min + 1 i − δ – A рmin = 85 + 0 + 0,015 – – 0,0065 = 85,0085 мм. Таким образом, искомые параметры: технологи- ческая глубина закалки A Т = 0,82 +0,38 мм; размер пред- варительной обработки D 1 = 85 003 0 018 0 , , − − мм; припуск на окончательную обработку z min = 0. По предлагаемой схеме обработки первым пере- ходом является предварительное шлифование детали в размер D = 85 003 0 018 0 , , − − мм. При этом цикл обработки разбит на два этапа: предварительное шлифование и чистовое шлифование. В связи с тем что производит- ся обработка сырого (незакаленного) материала, шлифование осуществляется на более «жестких» ре- жимах по отношению к заводской технологии. Предварительное шлифование выполняется на режимах: величина снимаемого припуска t = 0,29 мм, скорость заготовки V з = 25 м/мин ( n з ≈ 95 об/мин), ра- диальная подача S р = 0,015 мм/об, при этом основное время обработки составляет τ 1о = 60·0,29/(95·0,015) = = 12,2 с. Чистовое шлифование: t = 0,01 мм, V з = 25 м/мин, S р = 0,001 мм/об, при этом основное время обработки составляет τ 2о = 60·0,01/(95·0,001) = 6,3 с. Окончательное шлифование осуществляется по- сле поверхностной закалки без переустановки дета- ли. В этом случае припуск на окончательное шли- фование формируется за счет увеличения удельного объема закаливаемой поверхности, возникающего в процессе структурно-фазовых превращений в ста- ли. При поверхностной закалке на глубину 0,82 мм следует ожидать величину снимаемого припуска по- рядка t = 7 мкм. В этом случае цикл шлифования осу- ществляется по схеме: окончательное шлифование, выхаживание. Режимы окончательного шлифования те же, что и при чистовом шлифовании, предшеству- ющем переходу поверхностной закалки: t = 0,01 мм, V з = 25 м/мин, S р = 0,001 мм/об. Следовательно, основное время обработки τ 2о = 6,3 с. Процесс выхаживания по предлагаемой схе- ме обработки направлен не столько для устранения упругих деформации, сколько для повышения по- верхностной твердости и сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое материала [6]. В данном случае время выхаживания в ущерб произ- водительности увеличим до τ 3о = 25 с, что позволит увеличить уровень остаточных сжимающих напря- жений на 12 %. Суммарное основное время двух переходов шли- фования составит о 1о 2о 3о 2 12, 2 12,6 25 49,8 с. Таким образом, штучная производительность равна 1 1 0,007 34,8 90 = = = τ + + шт о всп П Т с –1 . Согласно зависимости (2) эффективная мощ- ность предварительного шлифования N 1 = 8 кВт, чи- стового и окончательного шлифования N 2 = 0,93 кВт. При этом время на окончательное шлифование при снятии припуска 7 мкм составляет τ 3о = 4,42 с. Тогда энергозатраты на операции шлифования с учетом об- работки двух участков будут равны ( ) 1 1 2 2 2 3 2 N N N = τ + τ + τ = = ⋅ + ⋅ + ⋅ ≈ ⋅ о о о Э 16 12,2 1,86 6,3 1,86 4,42 0,06 кВт ч . В данном случае в процессе предварительного шлифования согласно проведенным расчетам сред- няя температура на поверхности в зоне обработки составляет 640 о С [5]. Это при шлифовке сырого материала может привести лишь к возникновению значительных растягивающих напряжений в поверх- ностном слое материала. Однако в процессе после- дующего перехода термоупрочнения эти напряжения устраняются при нагреве материала под закалку и не оказывают влияния на окончательное состояние ма- териала. Поверхностная закалка осуществляется между двумя переходами шлифования, т. е. обработка каж- дой упрочняемой цилиндрической поверхности выполняется раздельно. Для назначения режимов поверхностной закалки стали 60 воспользуемся разра- ботанной методикой [7, 8]. Для обеспечения глубины упрочненного слоя h = 0,82 мм принимаем значение удельной мощности нагрева q и = 2,6·10 8 Вт/м 2 , ско- рость движения источника V и = 55 мм/с. Поскольку закалка осуществляется за один установ детали, то Т всп = 0 с. В этом случае штучная производитель- ность обработки будет равна технологической про- изводительности. С учетом того что термоупроч- нению подвергаются два участка на детали, П шт составляет П шт = V и /(2 π D ) = 55/(2 π 85) = 0,103 с –1 ,