Пример выполнения задания № 2

Требуется определить оптимальные режимы алмазного выглаживания роликов диаметром 20 мм из стали ШХ15 (HRC 63...64), предварительно обработанных с R_Z=8,0 мкм с целью получения Ra=0,5 мкм на токарном станке 1К62. Условия алмазного выглаживания:

максимальные напряжения в контакте =8000 МПа,

диаметр деформирующего инструмента =3 мм.

Преобразовав уравнение

1,1 •

получим зависимость для определения подачи, обусловленной шероховатостью обрабатываемой поверхности:

,

где требуемая шероховатость, мкм;

, МПа;

диаметр деформирующего инструмента, мм;

скорость обработки, м/мин.

– исходная шероховатость, мкм;

Подставив исходные данные, получим /

Учитывая, что V имеем /

Из условий обеспечения стойкости инструмента, обработку алмазным выглаживанием закаленных сталей целесообразно производить при скоростях V = 10...70 м/мин, откуда

Соотнесем эти числа оборотов с паспортными данными станка 1К62 (160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000 об/мин) и определим промежуточные возможные числа оборотов шпинделя станка. Затем произведем вычисления по уравнению для S (0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12; 0,13 мм/об) и, скорректировав полученные значения допустимых подач, получим следующие данные (таблица 5).

Таблица 5 – Определение оптимальных режимов алмазного выглаживания роликов из стали ШХ15 (HRC 63…64) на станке 1К62

	S, мм/об	Sпаспорт, мм/об	Sпаспорт, мм/мин
160	0,112	0,11	17,6
200	0,103	0,097	19,4
250	0,095	0,09	22,5
315	0,088	0,084	26,5
400	0,081	0,074	29,6
500	0,074	0,074	37
630	0,068 не проходит	0,07	-

Из полученных данных видно, что оптимальными режимами алмазного выглаживания роликов из стали ШХ15 (HRC 63…64) на станке 1К62, позволяющими получить Ra = 0,5 мкм при исходной Rz = 8,0 мкм, являются n=500 мин^-1 и S = 0,074 мм/об. Такое сочетание частоты вращения шпинделя и подачи обеспечит максимальную производительность процесса обработки.

Таблица 6 - Исходные данные к заданию № 2

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Исходная шероховатость , мкм	12	12	12	12	10	10	10	10	4	4	4	4
Требуемая шероховатость , мкм	0,8	0,6	0,4	1,0	0,8	0,6	0,4	1,0	0,8	0,6	0,4	0,3
, МПа	8 ^3	8 ^3	12 ^3	5 ^3	8 ^3	8 ^3	12 ^3	4 ^3	4 ^3	8 ^3	10 ^3	15 ^3
Диаметр деформирующего инструмента , мм,	3	6	6	2	3	5	6	2	2	3	5	6

Исходные данные по размерам, составу и свойствам материала обрабатываемых роликов те же, что в рассмотренном примере, станок 1К62.

Задание № 3

Определение наиболее производительного метода обработки, обеспечивающего получение заданных параметров качества

В данном задании требуется определить наиболее производительный метод обработки стальных роликов (алмазное точение или магнитно-абразивная обработка) для получения требуемой шероховатости.

Магнитно-абразивная обработка - обработка, осуществляемая при относительном движении заготовки и абразивных зерен в магнитном поле.

Сущность метода заключается в совмещении двух или более перечис­ленных ниже элементарных воздействий на обрабатываемую поверхность:

• микрорезание абразивными зернами, формирующими пространствен­но-сложный абразивный инструмент под действием магнитного поля. Оче­видно, что используемые при этом абразивные зерна должны обладать магнит­ными свойствами, т. е. представляют собой магнитно-абразивный порошок;

• пластическое деформирование микрообъемов поверхностного слоя обрабатываемой заготовки при силовом воздействии ферромагнитных рабо­чих тел под действием магнитного поля;

• непосредственное воздействие сильного магнитного поля на поверх­ностный слой обрабатываемой заготовки;

• химическое воздействие жидкофазной компоненты рабочей среды при наличии в ней химически-активных, в том числе поверхностно-активных веществ;

• электрохимическое воздействие на поверхность, если созданы усло­вия для протекания электрохимических процессов.

Из вышесказанного следует, что магнитное поле при МАО играет двоякую роль: осуществляется непосредственное взаимодействие этого поля с веще­ством обрабатываемой заготовки с изменением структурно-фазовых и физи­ко-механических свойств поверхностного слоя; в сильном магнитном поле из ферромагнитных абразивных частиц формируется компактный абразив­ный инструмент.

В большинстве случаев технологического применения используются три первых вида элементарных воздействий, а химическое и электрохимическое воздействие применяют для повышения технологической эффективности метода.

Разработаны магнитно-абразивные станки для зачистки, доводки и поли­рования различных по форме и материалам деталей. Наряду с традиционны­ми изделиями из конструкционных, углеродистых и легированных сталей, осваивается МАО труднообрабатываемых и жаропрочных материалов и спла­вов, в том числе титана, керамики, износостойких покрытий. Достаточно полно отработаны составы ферромагнитно-абразивных порошков и смазочно-охлаждающих технологических средств.

В зависимости от схемы МАО роль магнитного поля заключается:

• в формировании из магнитно-абразивного порошка абразивного ин­струмента (ферромагнитной абразивной массы, уплотненной энергией маг­нитного поля) и в удержании этого порошка в зоне резания;

• в создании сил резания;

• в придании абразивному инструменту или заготовке рабочих движений.

Магнитное поле создает электрические токи в поверхностном слое дви­жущейся заготовки и ее поверхность приобретает электрическую заряженность. Это активизирует электрохимические процессы на обрабатываемой поверхности и действие ПАВ, содержащихся в СОЖ, вызывает изменения структуры поверхностного слоя заготовки и его механических свойств. Со­ответственно МАО относят к ЭФХКМО, основанным на комбинированном воздействии на заготовку электрофизических, электрохимических и механи­ческих факторов.

В качестве абразивного инструмента используют магнитно-абразивные порошки, магнитно-реологические жидкости с абразивным наполнителем, шлифовальные круги, абразивные бруски, шлифовальные шкурки. На прак­тике получили распространение все виды МАО с применением порошка, размещенного на активной поверхности магнитного индуктора (поверхность с магнитными полюсами, обращенная к обрабатываемой поверхности заго­товки), в рабочем зазоре (пространство между полюсом магнитного индук­тора и обрабатываемой поверхностью, заполняемое магнитно-абразивным порошком) или в рабочей зоне (пространство между полюсами магнитного индуктора, заполненное магнитно-абразивным порошком, в которое поме­щена заготовка).