4. Научно-исследовательская часть

4. Научно-исследовательская часть

4.1 Описание схемы дискретного шлифовального круга для обработки отверстия детали «Шестерня блокировки дифференциала А25.37.283».

Конструкция сборного шлифовального круга, предназначенного для обработки отверстия, представлена на рис. 4.1.

Рисунок. 4.1 Дискретный шлифовальный круг для внутреннего шлифования.

Круг состоит из корпуса 1, имеющего Т-образное продольное сечение. В пазы 2 вставлены абразивные сегменты 3, закрепляемые в корпусе крышками 4, 5.

Круг устанавливается на шпинделе 6.[7,стр. 31-32]

4.2 Разработка дискретного шлифовального круга для внутреннего шлифования.

Шлифование характеризуется высокой точностью размеров, геометрической формы, низкой шероховатостью и волнистостью обработанных изделий, вследствие чего оно находит всё более широкое применение в технологии производства машин, станков и т.д..

Технология шлифования характеризуется интенсивным тепловыделением в зоне резания, приводящим к появлению на высоких режимах обработки прижогов поверхностного слоя, микротрещин, растягивающих остаточных напряжений и др. дефектов, снижающих качество и эксплуатационную надёжность машин и оборудования.

Применение сборных абразивных кругов с прерывистой режущей поверхностью позволяет устранить дефекты на высоких режимах резания, вследствие чего они получают всё большее применение в промышленности.

Для уменьшения дефектов поверхностного шлифованного слоя необходимо снижать температуру в зоне резания, что достигается прерыванием процесса резания в течение одного оборота абразивного инструмента.

Прерывистые круги проще создать сборными, при этом возникает ряд дополнительных преимуществ, таких как более эффективное использование моющего, смазочного и охлаждающего действия СОЖ, более рациональное использование абразивного материала и др.

Сборные абразивные круги для прерывистого резания позволяют значительно снизить температуру в зоне резания и уменьшить дефекты шлифованных поверхностей. Снижение температуры достигается за счёт прерывистого резания, эффективного смазочного, охлаждающего и моющего действия СОЖ, мощных аэрогидродинамических потоков, генерируемых при работе сборных абразивных кругов. [7,стр 3-8]

В качестве режущих элементов в сборных абразивных кругах используют сегменты, прессуемые из смеси обычных абразивных материалов и связок.

Исходные данные для расчёта: наружный диаметр инструмента мм, диаметр центрального посадочного отверстия круга – 12 мм, высота абразивных сегментов – 12 мм, количество режущих абразивных сегментов n=6 шт., абразивный материал предназначен для обработки закаленной стали ШХ15, 65Г, 18ХГТ, и др. 24А25ПСМ26К5 плотностью 2,7г/см .

Допускаемые напряжения абразивного материала режущих сегментов на разрыв Мпа, на смятие – 30 МПа, на срез МПа, на изгиб МПа.

Рабочая частота вращения сборного абразивного круга 7500 об/мин. Составляющие силы резания: Н, Н. Смазочно охлаждающая жидкость в зону резания подаётся через конструкцию инструмента с использованием устройства для подвода СОЖ.

Находим длину дуги режущей части абразивного сегмента, предварительно задавшись отношением .

мм; (4.1)

мм. (4.2)

Учитывая что полезное использование абразива составляет 20-25% от наружного диаметра круга, определим наружный диаметр корпуса круга, в котором закрепляются абразивные сегменты,

мм. (4.3)

Значения радиусов и назначаем конструктивно мм, =14 мм из условия обеспечения прочности участка абразивного сегмента, расположенного в корпусе.

Без больших погрешностей расчёта можно принять мм, мм.

Величину воздушного промежутка принимаем равной мм.

Вычисляем остальные размеры абразивного сегмента:

мм; (4.4)

мм; (4.5)

мм; (4.6)

(4.7) (4.8)

(4.9)

(4.10)

(4.11)

мм;

мм;

мм;

мм;

(4.12)

мм;

мм;

мм;

мм.

Вычисляем высоту , координаты центров масс и элементарные площадки .

мм; (4.13)

мм; (4.14)

мм; (4.15)

(4.16)

(4.17)

(4.18)

Общая площадь абразивного сегмента

(4.19)

Радиус, на который отстоит центр масс абразивного сегмента от оси вращения,

(4.20)

Определяем массу абразивного сегмента

(4.20)

С учётом пропитки пор абразива смазочно-охлаждающей жидкостью масса станет равной

(4.21)

Частота вращения круга при испытании

(4.22)

Циклическая частота вращения

(4.23)

Центробежная сила, действующая на абразивный сегмент в процессе испытания,

(4.24)

Центробежная сила, действующая на выступающую из корпуса абразивную часть

(4.25)

где (4.26)

с учётом пропитки

(4.27)

Находим реакцию R корпуса круга на абразивный сегмент

(4.28)

- усилие поджатия.

Угол находим из равенства

(4.29)

Проверяем прочность абразивных сегментов на изгиб

(4.30)

Проверяем прочность сегментов при разрыве

(4.31)

(4.32)

Проверка сегментов на смятие

(4.33)

где

Проверяем прочность сегментов на срез

(4.34)

Рассчитываем виброустойчивость

(4.35)

где

Частота внешнего воздействия, вызванного ударами абразивных сегментов об обрабатываемую поверхность,

(4.36)

Поскольку , 22883 4710, безрезонансная работа сборного абразивного круга обеспечена.

Проверяем условие на отсутствие раскрытия стыков между абразивными сегментами и металлическим корпусом.

(4.37)
Частота вращения шпинделя, назначаемая из условия нераскрытия стыков,

(4.38)

Условие нераскрытия стыков в процессе шлифования соблюдается, поскольку , 7500об/мин 1435об/мин.[7,стр 24-30]

4.3 Влияние дискретных шлифовальных кругов на параметры обработки.

Зависимость удельной составляющей силы резания P_z кругов при шлифовании деталей из сталей У8А (1) и Р6М5 (2) (контурные линии – сплошной круг, штриховые линии – прерывистый) показывает рис. 4.2. [ 24,стр 20 ]

Рисунок. 4.2 Изменение значения величины составляющей силы резания P_z

в зависимости от типа применяемого шлифовального круга

На рис. 4.3 показана зависимость удельных составляющих силы резания P_y и P_z от времени шлифования (контурные линии – сплошной круг, штриховые линии – прерывистый). [24,стр 20 ]

Рисунок. 4.3 Изменение значения величины составляющей силы резания P_z

и P_y в зависимости от времени шлифования и типа круга.

Большое влиянии оказывает применение прерывистого шлифовального круга на удельный съём металла К в зависимости от времени шлифования деталей. Такую зависимость показывает рис. 4.4 (контурные линии – сплошной круг, штриховые линии – прерывистый). [ 24,стр 24]

Рисунок. 4.4 Удельный съём металла в зависимости от времени

шлифования и типа шлифовального круга.

Зависимость размерного износа круга R от продолжительности шлифования показывает рис. 4.5 (контурные линии – сплошной круг, штриховые линии – прерывистый). [ 24,стр 17]

Рисунок. 4.5 Размерный износ круга в зависимости от продолжительности

шлифования и типа шлифовального круга.

Дата добавления: 2015-08-28