Выбор типоразмера шлифовального круга

Общие сведения

 

Процессам шлифования в современном машиностроении принадлежит большой удельный вес. В общем машиностроении около 12% металлорежущих станков являются шлифовальными. На заводах массового производства шлифовальных станков значительно больше. Так, на автомобилестроительных заводах их около 30%, в подшипниковой промышленности – 55…60%.

На металлорежущих станках различают главное движение резания и движения подач. Главное движение осуществляет процесс резания, а движения подач обеспечивают снятие материала со всей обрабатываемой поверхности. Главное движение резания совершается со значительно большей скоростью, чем движения подач. При шлифовании главным движением является вращение шлифовального круга с угловой скоростью . Скорость резания при шлифовании – скорость перемещения режущих кромок абразивных зерен рабочей поверхности круга относительно обрабатываемой поверхности. Она равна геометрической сумме скоростей главного движения и скоростей подач в относительном движении. Учитывая, что скорость главного движения резания существенно больше скоростей движений подач, последними пренебрегают. Таким образом, при расчетах за скорость резания при шлифовании принимают окружную скорость рабочей поверхности круга. Ее определяют по формуле, м/с

, (1.1)

где – диаметр шлифовального круга, мм; – угловая скорость вращения круга, рад/с; – частота вращения круга, мин^-1.

При шлифовании обычно используют вращательные, поступательные или возвратно-поступательные движения подач. Они являются результатом относительного перемещения круга и заготовки. Рассмотрим основные движения подач.

Касательное движение подачи осуществляется в направлении, касательном к рабочей поверхности круга в точке его взаимодействия с заготовкой. При круглом шлифовании касательное движение подачи обеспечивается вращением заготовки с угловой скоростью . Скорость касательного движения подачи определяется по формуле, м/мин

, (1.2)

где – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; – угловая скорость вращения заготовки, рад/с; – частота вращения заготовки, мин^-1.

Различают попутную схему шлифования, когда вектор скорости касательной подачи совпадает с вектором скорости шлифования, и встречную – при противоположных направлениях векторов скоростей. Встречная схема обработки обычно используется при круглом наружном центровом шлифовании. При бесцентровом шлифовании применяют попутную схему.

Радиальное движение подачи выполняется в направлении радиуса круга в точке его взаимодействия с заготовкой. При круглом врезном шлифовании для снятия припуска радиальная подача выполняется непрерывно при перемещении круга в радиальном направлении с заданной скоростью (рис. 1.1, 4.1). Скорость радиальной подачи определяется по формуле, мм/мин

, (1.3)

где – радиальная подача, мм/об.

Если длина шлифуемой поверхности превышает высоту круга, то при центровом шлифовании используют осевое движение подачи (рис. 4.3). Тогда радиальная подача выполняется периодически в момент реверса стола станка на каждый ход или каждый двойной ход заготовки в осевом направлении.

Рис. 1.1. Схема круглого наружного врезного шлифования: А – положение круга в начале шлифования; Б – промежуточное положение круга; В – положение круга в конце шлифования

 

Осевое движение подачи – движение подачи, выполняемое в направлении оси шлифовального круга. При бесцентровом шлифовании оно является непрерывным (рис. 4.5). При круглом центровом шлифовании осевая подача представляет собой возвратно-поступательное движение, направление которого изменяется на противоположное после завершения хода в начале следующего (рис. 4.3). Скорость осевой подачи равна, м/мин

, (1.4)

где – осевая подача, мм/об.

Под подачей понимают расстояние, пройденное заготовкой или шлифовальным кругом в направлении движения подачи за один ход, двойной ход или оборот другого движения. В нашем случае имеют место подачи: касательная – , осевая – , радиальная – . Они измеряются, соответственно, в мм на ход, мм на двойной ход, мм на оборот. Ход – это движение подачи в одну сторону при поступательном или возвратно-поступа-тельном движении.

В ранее используемой терминологии при круглом наружном шлифовании касательное движение подач называлось круговым, радиальное – поперечным или врезным, осевое – продольным.

Глубина резания при шлифовании – толщина снимаемого слоя металла за один оборот заготовки, измеренная перпендикулярно обработанной поверхности. Для установившегося процесса шлифования глубина резания равна величине радиальной подачи. Она определяется по формуле, мм/об

. (1.5)

Для круглого наружного врезного шлифования длина дуги контакта (рис. 1.1) может быть вычислена по формуле, мм

, (1.6)

где – эквивалентный диаметр, мм. Знак «+» принимается для встречного шлифования, знак «-» – для попутного.

Поверхность контакта шлифовального круга с заготовкой определяется шириной шлифования , равной длине обрабатываемой поверхности , и длиной дуги контакта .

Суммарную толщину сечения стружки, снимаемой режущими зёрнами круга в любой момент шлифования, можно оценить эквивалентной толщиной среза

. (1.7)

Наиболее широкое распространение в машиностроении имеет врезное шлифование, которое используется в тех случаях, когда высота шлифовального круга превышает длину обрабатываемой поверхности . Траектория движения образующей круга относительно заготовки представляет собой спираль (см. рис. 1.1), шаг которой увеличивается от нуля в начале шлифования до величины радиальной подачи при установившемся процессе. При выхаживании в конце шлифования она вновь уменьшается до нуля.

Важным параметром, характеризующим производительность процесса врезного шлифования, является скорость (интенсивность) снятия материала заготовки, приведённая к 1 мм ширины шлифования, мм³/(мм·с)

. (1.8)

В современных условиях производства расширяется тенденция использования высокоскоростного и глубинного шлифования [1, 3…9, 16].

Высокоскоростное шлифование выполняется при скорости резания 60…120 м/с. Для преобладающего большинства операций скорость шлифования находится в пределах 25…35 м/с. Увеличение скорости шлифования весьма существенно влияет на основные параметры процесса, определяющие его эффективность. Пропорционально повышению скорости шлифования появляется возможность увеличить численные значения подач, что, соответственно, приводит к снижению основного времени на обработку.

При шлифовании материалов обычной обрабатываемости с повышением скорости шлифования при сохранении других параметров режима обработки, как правило:

- повышается стойкость шлифовальных кругов и, соответственно, объем материала, снятого за период стойкости;

- снижается шероховатость обработанной поверхности;

- уменьшаются силы резания;

- уменьшается износ кругов.

Высокоскоростное шлифование наиболее распространено при круглом наружном и внутреннем шлифовании в крупносерийном и массовом производстве.

Для высокоскоростного шлифования используются специально создаваемые станки с повышенной жесткостью и виброустойчивостью, а также шлифовальные круги, обладающие повышенной прочностью на разрыв.

Глубинное шлифование – производится при резком увеличении глубины шлифования. Для плоского шлифования периферией круга глубина шлифования мм/ход при обработке конструкционных сталей обычной обрабатываемости; мм/ход – для труднообрабатываемых металлов и сплавов. Одновременно столь же резко снижается скорость касательной подачи ( м/мин). Поскольку при таком увеличении в резании участвуют значительно большее число режущих кромок абразивных зерен, чем при обычном шлифовании ( мм/ход), снижается толщина среза, нагрузка на единичное зерно уменьшается. По этой причине уменьшается шероховатость обработанной поверхности и повышается ее однородность. Увеличение длины контакта шлифовального круга и заготовки повышает виброустойчивость технологической системы. Глубинное шлифование отличается более высокой производительностью.

Глубинный метод наиболее распространен при плоском, в том числе профильном шлифовании, существенно реже при круглом шлифовании. Примерами его высокоэффективного применения могут служить: шлифование хвостовиком турбинных лопаток, шлифование точных пазов без предварительного фрезерования, вышлифовывание стружечных канавок у сверл, фрез и др.

 

Рекомендации по правке шлифовальных кругов

В практике машиностроительного производства используют многие способы правки шлифовальных кругов [12]. Наиболее распространенным из них является правка точением. Правка точениемзаключается в срезании абразивных зерен и связки шлифовального круга режущими кромками правящего инструмента (рис. 5.1). При правке фактически обтачивается рабочая поверхность шлифовального круга. Роль резцов обычно выполняют кристаллы алмазов, обладающие наибольшей износостойкостью.

Рис. 5.1. Схема правки точением: 1 – шлифовальный круг; 2 – правящий

инструмент; 3 – режущая кромка, например, кристалл алмаза;

– скорость осевой подачи при правке; – радиальная подача;

– глубина резания при правке

Простота и надежность правки точением предопределяет ее широкое распространение. В первую очередь, это касается шлифования для обеспечения точности 6…7-го квалитетов и выше, шероховатости обработанной поверхности Rа ≤ 0,32 мкм.

Правка выполняется на рабочей скорости шлифовального круга алмазно-металлическими карандашами; алмазными зернами (с естественными гранями), закрепленными в оправах; алмазными инструментами, режущая часть которых подвергнута огранке (шлифованию) для образования определенной геометрической формы (резцы, иглы, гребенки).

Наиболее широко распространены алмазно-металлические карандаши (табл. 5.1), в которых в определенном порядке размещены кристаллы алмазов, надежно зафиксированные специальным сплавом. Такой сплав и алмаз имеют примерно одинаковые коэффициенты теплового расширения, что при значительных колебаниях температуры в процессе правки не вызывает значительных внутренних напряжений. Преимущества алмазных карандашей: простота конструкции; жесткость; возможность изменения размеров, количества и расположения алмазов; достаточно равномерное распределение рабочей нагрузки между отдельными алмазными зернами; небольшое время установки и снятия; высокая производительность правки; низкая стоимость.

Таблица 5.1

Основные типы алмазных карандашей (ГОСТ 607-80Е*)

и область их применения

Расположение алмазов. Эскиз	Тип	Область применения
Цепочкой вдоль оси карандаша	01 (Ц)	Правка фасонного профиля по копиру. Внутреннее шлифование. Все виды шлифования кругами зернистостью 25 и крупнее (если отсутствуют карандаши типа 02)
Слоями	02 (С)	Все виды шлифования, кроме фасонной правки профиля по копиру, и резьбошлифования. Наиболее эффективны при правке крупногабаритных кругов. Алмазы могут быть расположены с перекрытием слоев, чтобы по мере изнашивания одного слоя вступали в работу алмазы следующего слоя

 

Окончание табл. 5.1

Расположение алмазов. Эскиз	Тип	Область применения
В один слой по сферической поверхности	03 (ЦФ)	Фасонное шлифование
Неориентированные	04 (Н)	Резьбошлифование однониточными кругами зернистостью 16 и менее. Прецизионное шлифование мелкозернистыми кругами с высокими требованиями к шероховатости поверхности. Правка тонких кругов на вулканитовой связке, фасонных кругов с острым профилем, кругов для заточки пил

 

Карандаши типа 01 с расположением алмазов вдоль оси инструмента (цепочкой) имеют такое же назначение, как и карандаши с одним алмазом. В карандашах типа 02 алмазы могут быть расположены слоями с перекрытием, чтобы по мере изнашивания одного слоя алмазов вступили в работу алмазы последующего слоя. Этот инструмент наиболее эффективен при правке крупногабаритных кругов. В карандашах типа 03 алмазы
расположены по сферической поверхности в один слой, при этом их вершины выступают равновысотно над уровнем связки, благодаря чему достигается более открытая структура рабочей поверхности круга с повышенной режущей способностью. Карандаши типа 04, изготовляемые из мелких алмазных порошков, способны при правке формировать острые кромки круга, обладающие достаточно высокой режущей способностью.

В процессе правки алмазно-металлические карандаши изнашиваются, на рабочих поверхностях алмазов образуются площадки износа. Если карандаши устанавливаются под углом в сторону вращения круга и развернуты в направлении движения подачи при правке, то периодический поворот правящего инструмента вокруг оси вводит в работу незатупившиеся грани алмаза. Это способствует улучшению работы правящего инструмента, снижению его износа, предохраняет алмаз от перегрузок и разрушения, исключает вибрации при правке.

Алмазные карандаши типов 01 и 03 и кристальные алмазные инструменты устанавливаются под углом к радиусу круга в точке взаимодействия инструмента в сторону вращения круга (см. рис. 5.1), алмазные карандаши типа 02 — под углом 2°...5°, карандаши типа 04 – без наклона.

Кристальные алмазные правящие инструменты разделяются на инструменты из алмазов естественной формы и обработанных (ограненных) алмазов (табл. 5.2). Алмазный однокристальный инструмент с зернами естественной формы имеет более острые режущие кромки, которые ориентированы при установке алмаза в оправе. В связи с этим инструмент работает с меньшими усилиями, что весьма важно при правке кругов на вулканитовой связке, резьбошлифовании (однониточным кругом), шлице- и зубошлифовании, а также в других случаях, где необходимо получить острые тонкие режущие кромки или уменьшить упругие деформации вулканитового круга при правке. Для рационального использования алмазов при достижении площадки износа 1...2 мм² алмазное зерно переустанавливают острой вершиной вверх.

Таблица 5.2

Основные типы алмазного кристального инструмента

и области их применения

Тип инструмента	Эскиз	Область применения
Алмаз естественной формы в оправе		Фасонная правка по копиру. Правка кругов с острыми кромками, резьбошлифование, шлицешлифование, зубошлифование. Правка кругов на вулканитовой связке. Правка набора кругов разного диаметра
Алмазный резец		Правка по копиру периферии и торца круга или сложного профиля при совмещенном шлифовании нескольких торцовых или цилиндрических поверхностей
Алмазная игла		Правка однониточных и многониточных резьбошлифовальных кругов
Алмазная гребенка		Правка по копиру периферии и радиусных галтелей круга. Прорезка кольцевых канавок в круге. Многокруговое шлифование

Алмаз естественной формы в оправе представляет собой стальную державку, в которой закреплен необработанный алмаз с острой вершиной. Для закрепления алмазов применяют: механический зажим (резьбовым колпачком, пружиной, двумя планками), пайку различными припоями, зачеканку в медные или стальные оправки с медными или свинцовыми вставками. Алмаз должен быть расположен в оправке так, чтобы плоскости сколов кристалла не совпадали с направлением сил, действующих на алмаз при правке. Закрепленный алмаз не должен выступать из оправки более чем на 1/4 своей высоты.

Необходимость частой переустановки и повторной огранки алмазного однокристального инструмента неприемлема для условий крупносерийного и массового производства. Там находят применение алмазные гребенки (табл. 5.2), в которых алмазы удлиненной формы закреплены по периферии и боковым сторонам пластин. Алмазные гребенки обеспечивают высокую точность правки в станках-автоматах и полуавтоматах, имеют стойкость в 10...15 раз более высокую, чем однокристальный инструмент. Стоимость ограненных алмазных инструментов выше стоимости алмазов в оправах за счет дополнительных расходов на шлифование алмазных кристаллов. Однако высокая производительность правки кругов, увеличение точности шлифования во многих случаях оправдывают расходы на изготовление такого правящего инструмента.

При правке кругов точением возникают сравнительно малые силы резания, не превышающие 50 Н, что способствует меньшему разрушению абразивных зерен и связки круга и соответственно меньшему износу рабочей поверхности инструмента при шлифовании.

В табл. 5.3 приведены рекомендуемые режимы правки точением алмазными карандашами, в табл. 5.4 – алмазами в оправах, резцами, иглами, пластинами и гребенками.

Таблица 5.3

Режимы правки точением алмазными карандашами

Вид шлифования	Шероховатость поверхности, , мкм	Скорость осевой подачи, , м/мин	Радиальная подача, , мм/дв·ход	Число рабочих ходов	Радиальная подача, , мм/дв·ход	Число рабочих ходов	Число выхаживающих ходов
при черновых ходах	при чистовых ходах
Круглое наружное центровое с осевой подачей	0,8	0,3...0,4	0,02…0,03	2…3	0,01	1…2	-
0,4	0,2...0,3
0,2	0,10...0,20	1…2
0,1	0,05...0,10	0,005

Окончание табл. 5.3

Вид шлифования	Шероховатость поверхности, , мкм	Скорость осевой подачи, , м/мин	Радиальная подача, , мм/дв·ход	Число рабочих ходов	Радиальная подача, , мм/дв·ход	Число рабочих ходов	Число выхаживающих ходов
при черновых ходах	при чистовых ходах
Круглое наружное врезное	0,8	0,15...0,25	0,02…0,03	2…3	0,01	1…2
0,4	0,08...0,15	1…2
0,2	0,05...0,08	0,005
Бесцентровое с осевой подачей	0,4	0,10...0,15	0,01
0,2	0,08...0,10
0,1	0,05...0,08	0,01…0,02	0,005	1…2

 

Таблица 5.4

Режимы правки точением алмазами в оправах, резцами, иглами,

пластинами и гребенками

Вид обработки	Вид правящего инструмента	Шероховатость поверхности , мкм	Скорость подачи , м/мин	Радиальная подача , мм/дв. ход
Круглое наружное врезное шлифование	Пластины, гребенки	0,8	0,15...0,30	0,02...0,03
Алмазы в оправках, резцы, иглы	0,4	0,10...0,15	0,015...0,020
0,2	0,05...0,10	0,010...0,015
0,1	0,03...0,05	0,005...0,010
Круглое наружное: с осевой подачей торцов	Пластины, гребенки	0,4	0,15...0,20	0,02...0,03
Алмазы в оправках, резцы, иглы	0,2	0,10...0,15	0,015...0,020
0,1	0,05...0,10	0,010...0,015
Алмазы в оправках	0,4	0,10...0,20	0,01...0,02
Бесцентровое врезное шлифование	Пластины, гребенки	0,8	0,15...0,3	0,02...0,03
Алмазы в оправках, резцы, иглы	0,4	0,10...0,15	0,015...0,020
0,2	0,05...0,10	0,010...0,015
0,1	0,03...0,05	0,005...0.010
Бесцентровое шлифование с осевой подачей	Пластины	0,8	0,20...0,30	0,02...0,03
Алмазы в оправках	0,2	0,10...0,15	0,015...0.020
0,1	0,05...0,1	0,010...0,015

Окончание табл. 5.4

Вид обработки	Вид правящего инструмента	Шероховатость поверхности , мкм	Скорость подачи , м/мин	Радиальная подача , мм/дв. ход
Правка ведущего круга	Карандаши, алмазы в оправках	—	0,10...0,15	0,02...0,03
Профильное шлифование	Пластины, гребенки	0,8	0,20...0,30	0,03...0,04
Алмазы в оправках, резцы, иглы	0,4	0,10...0,15	0,02...0.03
0,2	0,08...0,10	0,01...0.02

 

 

Выбор СОЖ

 

Смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ) предназначены как для уменьшения теплообразования, так и для повышения интенсивности отвода тепла из зоны резания. СОЖ снижает силы трения, уменьшает износ абразивных инструментов, удаляет отходы шлифования.

Правильно выбранная СОЖ повышает качество шлифованной поверхности, повышает точность шлифования.

Для шлифования наиболее часто используют синтетические, полусинтетические, масляные и другие виды СОЖ (табл. 6.1) [2, 4, 19].

Таблица 6.1

Основные смазывающе-охлаждающие жидкости

для шлифования

Номер	Состав раствора или эмульсии (синтетические и полусинтетические, в т. ч. эмульсии, - в воде; масляные – в индустриальных маслах), %	Вид и наименование
	Синтетические и полусинтетические   2…5 5…10 3…5 1,5…3,0 3…5 5…10 10…15 3…5 2…3	Аквол-10М Аквол-10М Аквол-11 Аквол-12 Аквол-14 Аквол-14 Аквол-14 Аквол-15 Аквол-5

 

Окончание табл. 6.1

Номер	Состав раствора или эмульсии (синтетические и полусинтетические, в т. ч. эмульсии, - в воде; масляные – в индустриальных маслах), %	Вид и наименование
	3…5 1…3 3…5 1…3 1…3	Аквол-5 Карбомол С-1 Аквол-1 Аквол-2 Аквол-14
	Эмульсии 1…3 3…7 5…10 3…5   5…10   3…10 10…20 10…20 3…10 3…10 3…10	ВНИИНП-117Т РЗ-СОЖ8 ИХП-45Э Укринол-1 (Укринол-1М) Укринол-1 (Укринол-1М) Аквол-2 Аквол- 2 Аквол- 6 Карбомол Э-1 Синтал-2 ФМИ-3
	Масляные - - - - 50…100 - - 50…100 - - - - - -	МР-2; МР-2у МР-3 МР-4 МР-5у МР-5у МР-7 МР-10 МР-99 Укринол-14 ШП ОСМ-1 ОСМ-3 ОСМ-4 ЛЗ-ОЖ ПИО

 

СОЖ выбирают в зависимости от материала заготовки, вида шлифования, характеристики шлифовального круга и др. СОЖ подают в зону шлифования центробежным насосом через сопло. Чем выше давление и расход СОЖ, тем лучше ее воздействие на процесс шлифования. Расход СОЖ, как правило, не превышает 1 л/мин на каждый мм высоты круга, участвующей в шлифовании, давление – 1,5 МПа.

Охлаждающее действие СОЖ повышается с понижением температуры самой жидкости. Температура СОЖ во время шлифования повышается за счет отбора значительной части тепла, образованного при шлифовании.

Загрязнение СОЖ может приводить к засаливанию рабочей поверхности круга, способствует прижогообразованию.

В табл. 6.2 приведены рекомендации по выбору СОЖ для шлифования в зависимости от обрабатываемого материала, вида и особенностей выполнения операций шлифования.

Таблица 6.2

Рекомендации по выбору СОЖ

Материал заготовки, вид и особенности операции шлифования	Номер СОЖ по табл. 6.1
Конструкционные углеродистые стали	18, 20, 27, 34, 36, 39
Легированные стали (в т.ч. скоростное шлифование)	9…11; 19; 20; 22; 34
Инструментальные и жаропрочные стали (черновое шлифование)	15; 32; 34; 39
Коррозионно-стойкие стали	9; 11; 12; 22; 28; 29; 36
Подшипниковые стали	17…19; 23; 24
Титановые сплавы	16; 20…22
Магниевые сплавы	6; 7; 12; 13; 25; 26; 31; 37
Чугуны	1; 4; 13; 15; 20
Конструкционная керамика и полупроводники	1; 3; 5; 12
Алюминиевые сплавы	3; 4; 20; 23
Медные сплавы
Быстрорежущие стали (шлифование кругами из эльбора)	5; 12; 14; 15
Профильное шлифование	9; 11; 12; 20; 21

 

 

Примеры разработки операций круглого

Наружного шлифования

 

Пример 1. Принимая во внимание карту эскизов (рис. 8.1), одновременно шлифуются как цилиндрическая поверхность длиной 75 мм так и торцовая поверхность, ограниченная Ø60 и Ø90 мм. Воспользуемся схемой врезного шлифования в центрах с угловым расположением шпинделя (см. рис. 4.2). Заготовка устанавливается на центровой гидропластовой оправке и приводится во вращение поводковым патроном станка посредством хомутика (см. приложение), постоянно закрепленного на оправке (или изготовленного совместно с оправкой). Заготовка из стали 25ХГТ. Шлифуемые поверхности подвергнуты цементации и после закалки имеют твердость НRС_Э55…60. Масса заготовки – 6,2 кг, а заготовки вместе с оправкой – 8,4 кг. Количество заготовок в партии – 150 штук.

Из табл. 4.6 выберем торцекруглошлифовальный станок мод. 3Т161Д. Он обеспечивает шлифование со скоростью м/с, мощность привода главного движения – 17 кВт, максимальная высота шлифовального круга – 130 мм. Для выбора типоразмера круга вначале определим его необходимую высоту. Из геометрических построений с учетом углового расположения шпинделя, равного 30°, и превышений высотой круга длин шлифуемых поверхностей на 3…5 мм находим, что требуемая высота круга должна быть равна 73 мм. Примем согласно табл. 2.2 для круга диаметром 750 мм ближайшую большую высоту круга мм. Обозначение принятого типоразмера круга – 1 750х80х305.

По табл. 3.6 выберем характеристику шлифовального круга:

25А 40 СМ2 6 К.

Назначение режимов шлифования. Воспользуемся формулой (4.1) и дополнительным коэффициентом, равным 1,5 для шлифования закаленных сталей (HRC_Э>50) (см. п. 4.1), определим частоту вращения заготовки. Примем во внимание наименьший диаметр шлифуемых поверхностей:

мин^-1.

Назначим припуски на шлифование. Согласно табл. 4.1 припуск на цилиндрическую поверхность должен быть равен 0,45 мм, но с учетом закалки его величину следует увеличить на 10…15%. В конечном итоге принимаем мм. Припуск на шлифование торцовой поверхности , примем равным 0,3 мм [13, с. 189].

Определим длину торцовой поверхности как половину разницы максимального и минимального диаметров поверхностей, ограничивающих торец, (см. рис. 4.1):

мм.

Рассчитаем скорость радиального движения подачи. Используем формулу (4.2):

мм/мин,

где ; (табл. 4.2); (табл. 4.3); (табл. 4.4); (табл. 4.5); (табл. 4.6); (табл. 4.7); мм – наибольший диаметр поверхности, ограничивающей торец.

 

Рис. 8.1. Карта эскизов торцекруглошлифовальной операции

 

Мощность резания вычислим по формуле (4.3) в виде суммы мощностей, затрачиваемых на процесс шлифования цилиндрической и торцовой поверхностей:

кВт,

где мм; мм; (табл. 4.8); (табл. 4.9).

Мощность привода главного движения станка 3Т161Д составляет 17 кВт (табл. 4.6), что с учетом КПД, равного , меньше мощности, расходуемой на резание: 17· 0,85 = 14,45 кВт < 15,5 кВт = N.

Из этого следует, что необходимо уменьшить скорость радиальной подачи. Для общего случая новое уменьшенное значение следует рассчитывать по формуле (4.4). В нашем случае после несложного преобразования будем иметь формулу для нового значения скорости радиальной подачи:

мм/мин.

Так как заготовка подвергается закалке необходимо выполнить проверку на отсутствие прижогов. По формуле (4.5) вычислим значение мощности, затрачиваемое на шлифование, при котором прижоги отсутствуют:

кВт/мм,

где мм – минимальный диаметр (цилиндрической поверхности); (табл. 4.10).

Прижоги отсутствуют, если выполняется условие (4.6):

кВт/мм.

Условие отсутствия прижогов выполняется.

Определим основное время

- для шлифования цилиндрической поверхности (4.8):

мин,

где (табл. 4.11) – выбирается большее значение коэффициента для данных шлифуемых поверхностей;

- для шлифования торцовой поверхности (4.9):

мин,

где (табл. 4.11) – выбирается большее значение коэффициента для данных шлифуемых поверхностей.

За основное время принимается большая величина из найденных выше, т.е. 0,63 мин.

При настройке торцекруглошлифовального станка действительное значение скорости радиального движения подачи шлифовальной бабки следует установить равным мм/мин. Соответственно эта величина приводится в операционных картах.

Вспомогательное время:

- время на установку и снятие заготовки на гладкую центровую гидропластовую оправку (табл. 7.1, п. 32) – 0,48 мин;

- время на установку и снятие заготовки вместе с оправкой (вручную, в центрах, без крепления хомутика) (табл. 7.1, п. 11)

– 0,26 мин;

- время, связанное с технологическим переходом (шлифование с точностью IT7 с измерением обрабатываемой поверхности в момент обработки накидной индикаторной скобой) (табл. 7.4, п. 40) – 0,21 мин;

- время на управление станком (подвести круг в радиальном направлении к шлифуемой поверхности и отвести от нее, включить и выключить вращение заготовки, подвести круг до касания с заготовкой) (табл. 7.6): 2 ∙ 0,03 + 2 · 0,02 + 0,03 = 0,13 мин;

- время на измерение размеров обработанных поверхностей по завершении технологической операции (используем скобы односторонние предельные) (табл. 7.7, п.п. 2 и 7):

0,15 + 0,07 = 0,22 мин;

- время на контроль отклонения соосности и торцового биения (табл. 7.7, п. 2): 0,14 + 0,17 = 0,31 мин.

Тогда вспомогательное время будет равно:

0,48 + 0,26 + 0,21 + 0,13 + +0,22 + 0,31 = 1,61 мин.

Время на обслуживание рабочего места составляет: , время перерывов для естественных надобностей – от оперативного времени (табл. 7.9). Согласно формуле (7.3):

мин.

Найдем штучное время (7.1):

мин.

Подготовительно-заключительное время (табл. 7.11):

- на наладку станка, инструмента, приспособления (установка в центрах) – 7,0 мин;

 

 

Рис. 8.2. Операционная карта торцекруглошлифовальной операции

 

 

Рис. 8.3. Операционная карта торцекруглошлифовальной операции (окончание)

 

- на дополнительные приемы (смена шлифовального круга, настройка индикаторной скобы, правка по цилиндрической и торцовой поверхностям шлифовального круга после его смены (радиус галтели не правится) 7,0 + 6,0 + 10,0 + 1,0 + 1,5 = 25,5 мин;

- на получение исполнителем инструмента и приспособлений до начала и сдача их после окончания работы 7,0 мин.

Подготовительно-заключительное время составляет

мин.