Работа единичного зерна

Определить условия работы единичного зерна, в частности подачу, прихо­дящуюся на одно единичное зерно, можно исходя из тех же соображений, что и при расчете подачи на зуб при вихревом нарезании резьбы. В качестве примера возьмем случай плоского шлифования. В течение одной минуты с обрабатывае­мой детали срезается слой припуска длиной, равной величине продольной пода­чи v_u, м/мин. В течение этого времени абразивный круг сделает n оборотов. Все лежащие на периферийной поверхности круга абразивные зерна при этом при­нимают участие в срезании припуска. Все абразивные зерна, лежащие в одной общей плоскости, проходящей перпендикулярно оси вращения круга, сделают в течение одной минуты число срезов N равное произведению числа лежащих в этой плоскости зерен и числа, сделанных в течение этой минуты оборотов кру­га. Число этих оборотов известно - оно равно частоте вращения круга n_k. При условии расположения абразивных зерен вплотную друг к другу, без свободных промежутков между ними, число зерен лежащих на одной окружности перифе­рийной поверхности круга (в одной плоскости) Z_aL3. можно определить, поделив длину окружности периферийной поверхности круга на размер зерна. В дейст­вительности абразивный материал занимает лишь долю объема инструмента (см. табл.17.1.).

Таблица 17.1. Объемное содержание шлифовального материала

в абразивных инстру­ментах.

Номер структуры	1…3	3…4	5…6	7…8	9…12	13…16
Содержание абразивных зерен, °/о	60…56	56…54	52…50	43…46	44…33	34…30

Оставшаяся часть объема приходится на занятые воздухом поры и связку, скрепляющую абразивные зерна. Следовательно, и на рабочей, периферийной поверхности абразивные зерна занимают такую же долю площади и в том же соотношении распределяются по окружности в плоскости, нормальной к оси вращения круга.

На рис.17.1. представлена схема расположения абразивных зерен на поверх­ности абразивного круга по окружности, лежащей в плоскости перпендикуляр­ной оси вращения круга. Эти зерна последовательно друг за другом срезают припуск по одной линии в направлении продольной подачи. Каждое абразивное зерно вслед за предыдущим срезает стружку, толщина которой соответствует величине подачи на зуб (на зерно) s_Z.

Таким образом, исходя из вышесказанных соображений:

где: s_Z – подача на зуб (зерно), мм/зуб;

v_u – продольная подача, мм/мин;

N – число срезов сделанных в течение одной минуты абразивными зернами, лежащими в одной плоскости на периферийной поверхности абразивного круга; N = n_kp·z_а.з. (z_а.з. – число абразивных зерен по длине окружности, на периферийной поверхности абразивного круга).

где: z_а.з – число абразивных зерен на окружности периферийной поверхно­сти круга в плоскости нормальной к оси его вращения; D_kp – наружный диаметр круга, мм. δ – поперечный размер абразивных зерен, мм. C – содержание абразивных зерен, %. Исходя из этого:

С целью количественной оценки величины подачи s_Z, приходящейся на одно абразивное зерно, проведем ее расчет для произвольно принятых условий шли­фования в пределах реально применяемых в практике машиностроения. Пред­положим, что шлифование плоской поверхности ведется на плоскошлифоваль­ном станке абразивным кругом прямого профиля диаметром D_kp=200 мм, с зер­нистостью шлифовального материала 50, что соответствует размеру абразивных зерен S = 0,5 мм. Структура круга №3 – с объемным содержанием шлифовально­го материала С = 50%. Примем скорость продольной подачи v_u=12 м/мин, часто­ту вращения круга n =2800 об./мин. Для этих условий:

17.3. Абразивные инструменты и их маркировка

Все абразивные инструменты имеют свою маркировку. В маркировке абра­зивного инструмента указывается природа абразивного материала, размер его зерен (зернистость) и зерновой состав (содержание основной фракции), твер­дость инструмента, природа и свойства связки, класс точности и класс неурав­новешенности круга.

Так, например, маркировка абразивного круга может быть:

2SA16 ПСМ2 8К8 БЗ,

где

25А – шлифовальный материал-электрокорунд белый,

16 – зернистость (160-200 мкм.),

П – зерновой состав (содержание основной фракции 55%),

СМ2 – твердость круга,

8 – номер структуры,

К8 – связка керамическая,

Б – класс точности,

3 – класс неуравновешенности круга.

Кроме этого на абразивном круге указывается обозначение его формы, раз­меры и максимальная окружная скорость (скорость резания) в метрах в секунду.

В качестве шлифовальных материалов применяются:

• на основе кристаллической окиси алюминия Al₂O₃–нормальный электрокорунд (марки 13А, 14А и 15А), электрокорунд белый (23А, 24А,25А), хромистый электрокорунд (33А и 34А), монокорунд (43А, 44А);

• на основе карбида кремния SiC – карбид кремния черный (53С, 54С, 55С) и карбид кремния зеленый (63С, 64С);

• природный алмаз (А1, А2, А3, А5, А8);

• синтетический алмаз (АС2, АС4, АС6, АС15, АС20).

В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на четы­ре группы: шлифзерно (2000…160 мкм), шлифпорошки (125…40 мкм), микро- шлифпорошки (63…14 мкм) и тонкие микропорошки (10…3 мкм). В номере зерни­стости размер зерен основной фракции указывается в сотых долях миллиметра.

Содержание основной фракции обозначается буквенными индексами; В (вы­сокое), П (пониженное), Н (низкое) и Д (допустимое).

Твердость абразивного инструмента зависит от прочности связки и характе­ризует способность связки удерживать зерна шлифовального материала. Уста­новлены семь степеней твердости инструментов: весьма мягкие (ВМ1, ВМ2), мягкие (М1, М2, М3), среднемягкие (СМ1, СМ2), средние (С1, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТ3), твердые (Т1, Т2), весьма твердые (ВТ) и чрезвычайно твердые (ЧТ).

Номер структуры круга показывает объемное содержание шлифовального материала. С увеличением номера от 1 до 16 содержание шлифовального мате­риала уменьшается, а объем пор увеличивается.

Связки абразивных инструментов могут быть: керамические (К1-К10), баке­литовые (Б, Б1…Б4), вулканитовые (В, В1…В5), металлические (М1, МК, МВ1), глифталевые (Г) и другие.

Шлифовальные круги изготавливаются трех классов точности (АА, А и Б) и четырех классов неуравновешенности (1, 2, 3 и 4).

При шлифовании вращательное главное движение резания всегда придается режущему инструменту — шлифовальному кругу. Скорость его является скоро­стью резания, измеряемой, в отличие от всех других видов обработки резанием, в метрах в секунду. По форме обрабатываемой поверхности шлифование может быть плоским или круглым.

17.4. Плоское и круглое шлифование

При плоском шлифовании периферией круга обрабатываемой заготовке придаются движения продольной подачи S_пр со скоростью v_u и поперечной по­дачи S_n. После прохода по всей обрабатываемой поверхности шлифовальному кругу дается движение вертикальной подачи S_в, в результате которого он пере­мещается на величину глубины резания t.

Рис.17.2. Схема плоского шлифования.

Глубина резания назначается в пределах 0,005…0,015 мм при чистовых про­ходах и 0,015…0,15 мм при черновых проходах. Поперечная подача зависит от ши­рины круга и назначается на чистовых проходах 0,2…0,3, а на черновых 0,4…0,7 его ширины.

Скорость продольной подачи заготовки назначается в пределах от 3 до 30 м/мин. Скорость резания не рассчитывается и не регулируется.

Основное технологическое время рассчитывается по формуле:

где: l – длина хода стола с заготовкой, мм; B_kp – ширина круга, мм; В_з – ширина заготовки, мм;

l₂ – величина перебега с каждой боковой стороны перепега, мм;

h – величина припуска, мм;

v_u – скорость продольной подачи, м/мин;

s_n – поперечная подача, мм/х. или мм/дв.х.;

t – глубина резания, мм;

к_Т – коэффициент точности (1,2…1,5).

Круглое шлифование может осуществляться методами продольной подачи, глубинным, врезания и бесцентрового шлифования.

Рис.17.3. Методы круглого шлифования.

При бесцентровом шлифовании продольная подача s_M изделия происходит за счет поворота ведущего круга.

где: λ – коэффициент, учитывающий проскальзывание круга.

Основное технологическое время определяется:

при шлифовании методом продольной подачи

при глубинном методе

при шлифовании методом врезания

при бесцентровом шлифовании

где: l₀ – длина обрабатываемой поверхности;

B_kp – ширина шлифовального круга, мм;

s_n – продольная подача, мм/об;

n_u – частота вращения изделия, об/мин;

h – припуск на обработку, мм;

t – глубина резания, мм;

s_M – минутная подача, мм/мин;

m – число деталей в партии, шлифуемых одним потоком;

k_T – коэффициент точности.

Кроме жесткого шлифования твердыми кругами в практике машиностроения в последнее время находит все расширяющееся применение мягкое шлифование абразивными лентами, лепестковыми кругами и в среде свободного абразива.

Дата добавления: 2014-01-07