Пример выполнения задания № 3

В данном задании требуется определить наиболее производительный метод обработки роликов из стали 45 (HRC 48), D=100 мм, L=350 мм (алмазное точение или магнитно-абразивная обработка) для получения шероховатости Ra=0,3 мкм, если шероховатость поверхности после предварительной обработки Raисх = 1,5 мкм. Условия обработки:

алмазное точение производится на станке резцами, оснащенными эльборовыми пластинами с радиусом при вершине r= 1,5 мм и передним углом γ=0;

магнитно-абразивная обработка производится на установке ФАС (при режимах: зернистость порошка k = 120; скорость вращательного движения детали V = 84 м/мин; зазор между полюсниками и деталью δ = 1 мм; магнитная индукция в зазоре B = 1,0 Тл; скорость осциллирующего движения инструмента V₀=5 м/мин).

Уравнение параметра шероховатости при тонком алмазном точении:

.

где требуемая шероховатость, мкм;

;

передний угол, град;

радиус при вершине эльборовой пластины, мм;

– скорость резания, м/мин;

– эмпирические коэффициенты и показатели степени.

Таблица 7 - Коэффициенты и показатели степени в уравнении для расчета шероховатости поверхности Ra, получаемой при тонком точении

Обрабатываемый материал	k0	k1	k2	k3	k4
Сталь 45 (HRC 48)	0,16	0,59	0,29	0,19	0,66
Cталь У10А (HRC 62)	0,68	0,77	0,28	0,24	0,56
Композиционные материалы	0,43	0,54	0,19	0,33	0,49
BK15	0,36	0,64	0,33	0,19	0,44
Высокопрочный чугун	6,0	0,28	0,2	0,21

 

 

Преобразовав уравнение

,

получим зависимость для определения подачи, мм/об, ограниченной

шероховатостью обрабатываемой поверхности: .

Подставляя исходные данные и учитывая, что V имеем

Так как максимальная производительность будет обеспечиваться при наибольшей допустимой подаче, которая будет возрастать с увеличением скорости резания, то для максимальной скорости, допускаемой стойкостью инструмента, V_max = 150 м/мин, получим

Скорректировав значение n_max с паспортными данными станка (n_пасп = 400 ), имеем S = 0,12 мм/об (S_пасп =0,125 мм/об).

Машинное время обработки при алмазном точении

= = 3,2 мин,

где l₁ и l₂— соответственно врезание и перебег инструмента, мм.

Преобразовав уравнение ,

получим зависимость для определения машинного времени обработки t_м, обеспечивающего получение требуемой шероховатости noвepхности Rа = 0,3 мкм при магнитно-абразивной обработке:

.

Подставив исходные данные, получим =4,5 мин. Следовательно, для

данного случая наиболее производительным методом обработки является алмазное точение.

 

Таблица 8 - Исходные данные к заданию № 3

Вариант
Исходная шероховатость , мкм	2,0	2,0	2,0	1,5	1,5	1,5	1,0	1,0	1,0	2,0	2,0	2,0
Требуемая шероховатость , мкм	0,5	0,3	0,1	0,5	0,3	0,1	0,3	0,1	0,1	0,5	0,3	0,1
Точение эльбором
Радиус при вершине, мм	0,5	0,5	1,5	1,5	1,0	1,5	1,0	2,0	2,0	0,5	0,5	2,0
Передний угол резца, град								-20	-20	-5	-5	-5
Магнитно-абразивная обработка
Зернистость порошка, Z
Частота вращения детали, мин-1
Зазор между магнитом и заготовкой, мм									0,5	0,5	0,5	0,5
Магнитная индукция в зазоре, Тл									0,5	0,5	0,5	0,5
Скорость осциллирующего движения инструмента,м/мин

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