Операционный метод расчета

Вариант индивидуальных заданий работы определяется в соответствии со списком группы.

Из таблицы 1з выбираются данные для расчета потребности в абразивном инструменте операционным методом, и из таблицы 2з для расчета потребности в абразивном инструменте маршрутным методом.

 

Приведенные в примере расчета ссылки на формулы и таблицы можно найти в источнике литературы под номером 10 в библиотеке института.

 


Т а б л и ц а 1з

Исходные данные для расчета потребности в абразивном инструменте

операционным методом (Вариант с 1 по 32)

 

№ Варианта Тип шлифовального круга Характерис-тика шлифовального круга Вид шли-фования Правящий инструмент Обрабаты-ваемый материал Г, шт Обрабатываемая поверхность Режимы шлифования СОЖ
l, мм В DД, мм Ква-ли- тет VК, м/с VS, м/мин SОН, SP, мм/ход или мм/об
600х80х305 25А25СМ27К5 35 м/с АА 1кл. Круглое чистовое 30ХГСА термообр. - 0,15 0,003
450х63х203 25А40СТ17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое черновое 40Х не терм. - 0,3 0,007
350х40х127 14А50СМ17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое черновое в упор Х18Н9Т не терм. - 0,2 0,005
750х80х305 54С25СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Круглое чистовое СЧ18-36 - 0,15 0,005
750х80х305 54С50СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Круглое черновое СЧ18-36 - 0,3 0,020
300х40х127 54С50СМ17К3 35 м/с А 1 кл. Круглое черновое АЖ9-4 - 0,25 0,006
450х40х203 25А16СМ27К5 35м/с АА1 кл. Круглое врезное чистое 15ХФКР термообр. - - 0,003
300х40х127 91А16С17К5 35 м/с А 1 кл. Круглое врезное чистовое 23Н18 не терм. - - 0,003
600х63х305 25А40С27К5 35 м/с А 2 кл. Круглое врезное черновое Р6М5 термообр. - - 0,005
600х80х305 33А16СМ27К5 35 м/с АА 1 кл Круглое врезное чистовое Р9Ф5 термообр. - - 0,002
250х40х76 14А40СТ17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое врезное черновое сварн. стык. 12ХН3А - - 0,005
300х40х127 93А40СМ17К5 35 м/с Б 2 кл. Плоское с осевой подачей, черновое без выверки Р8М3К6С термообр. - 0,4 0,01
250х32х76 63С16М37К3 35 м/с А 2 кл. Плоское с осевой подач. чистовое с выверкой СЧ 15-32 - 0,15 0,01
500х63х203 25А40СМ27К5 35 м/с А 2 кл. Плоское с осевой подач. черновое без выверки Х18Н9 сырая - 0,3 0.025
450х20х203 25А40С17К5 35 м/с А 2 кл. Плоское врезное черновое с выверкой 1Х12В2МФ - - 0,015
250х32х76 54С25С17К3 35 м/с А 2 кл. Плоское врезное чистовое с выверкой СЧ 12-28 - - 0,005
450х63х203 14А40СМ17К5 35 м/с Б2 кл. Плоское с осевой подач. черновое без выверки Сталь 45 термообр. - 0,4 0,010
450х63х203 14А16СМ27К5 35 м/с А 2 кл. Плоское с осевой подач. чистовое без выверки Сталь 45 термообр. - 0,2 0,005
600х150х305 14А40С27К5 35 м/с Б 2 кл. Бесцентр. с осевой подач. черновое без выверки Сталь 45 термообр. - 1250 мм мин 0,08
600х150х305 25А16СТ17К5 35 м/с А 2 кл. Бесцентр. с осевой подач. чистовое с выверкой Сталь 45 термообр. - 850 мм мин 0,04
500х100х305 14А40СМ27К5 35 м/с Б 2 кл. Бесцентр. с осевой подач. черновое без выверки Х18Н9Т - 860 мм мин 0,01
500х100х305 25А25С17К5 35 м/с А 2 кл. Бесцентр. с осевой подач. чистовое Х18Н9Т -   450 мм мин 0,01
450х80х203 54С40С17К3 35 м/с Б 2 кл. Бесцентр. с рад. подач. черновое СЧ 24-44 - - 0,008
450х80х203 64С25С27К3 35 м/с А 2 кл. Бесцентр. с рад. подач. чистовое СЧ 24-44 - - 0,004
500х100х305 14А40СМ17К5 35 м/с Б 2 кл. Бесцентр. с рад. подач. черновое 30ХГН2А термообр. - - 0,004
500х100х305 25А16С17К5 35 м/с А 2 кл. Бесцентр. с рад. подач. чистовое 30ХГН2А термообр. - - 0,002
25х25х6 25А40С18К5 35 м/с А 2 кл. Внутрен. с осевой подачей черновое 12ХН3А термообр. - 0,3 0,008
25х25х6 25А16СМ18К5 35 м/с А 2 кл. Внутрен. с осевой подачей чистовое 12ХН3А термообр. - 0,1 0,004
16х15х3 25С25СМ18К5 35 м/с Б 2 кл. Внутрен. с осевой подачей черновое 20ХН3А термообр. - 0,5 0,009
16х15х3 25С25СМ18К5 35 м/с А 1 кл Внутрен. с осевой подачей чистовое 20ХН3А термообр. - 0,15 0,004
50х40х16 25А16СМ28К5 35 м/с Б 2 кл Внутреннее в упор черновое Р9 термообр. - 0,4 0,007
50х40х16 25А16СМ28К5 35 м/с А 2 кл Внутреннее в упор чистовое Р9 термообр. - 0,15 0,003

 

Т а б л и ц а 2з

Исходные данные для расчета потребности в абразивном инструменте

маршрутным методом (Вариант с 1 по 32)

 

№ варианта Тип шлифовального круга Характеристика шлифовального круга Вид шлифования Правящий инструмент Преимущественная группа обрабатываемости шлифуемых на станке материалов Годовой фонд времени Ф, час. СОЖ
300х40х127 25А12СМ27К5 35 м/м АА 1 кл. Плоское, без выверки Углеродистые стали
350х40х127 91А40С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное по прерывистой поверхности Нержавеющие стали
63х100х20 25А25СМ17К5 35 м/с А 2 кл. Внутреннее по сварочному стыку Жаропрочные с титаном
750х80х305 54С40СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Круглое наружное Чугун
50х40х16 64С16С17К5 35 м/с А 1 кл. Внутреннее Чугун
600х63х305 14А50С27К5 35 м/с Б 2 кл Круглое наружное Быстрорежущие стали
250х32х76 64С25СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Плоское без выверки Чугун
200х20х32 95А25С17К5 35 м/с А 2 кл. Плоское с выверкой Углеродистые стали
20х20х6 33А12С28К5 35 м/с А 2 кл. Внутреннее Жаропрочные
500х63х305 14А50С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное, поверхность прерывистая нержавеющие
300х40х127 33А12С28К5 35 м/с А 2 кл. Плоское, без выверки Чугун
350х40х127 14А50С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное по прерывистой поверхности Чугун
63х100х20 25А12СМ27К5 35 м/м АА 1 кл. Внутреннее по сварочному стыку Быстрорежущие стали
750х80х305 91А40С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное Чугун
50х40х16 25А25СМ17К5 35 м/с А 2 кл. Внутреннее Углеродистые стали
600х63х305 54С40СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Круглое наружное Жаропрочные
250х32х76 64С16С17К5 35 м/с А 1 кл. Плоское без выверки нержавеющие
200х20х32 14А50С27К5 35 м/с Б 2 кл Плоское с выверкой Углеродистые стали
20х20х6 64С25СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Внутреннее Нержавеющие стали
500х63х305 95А25С17К5 35 м/с А 2 кл. Круглое наружное, поверхность прерывистая Жаропрочные с титаном
300х40х127 33А12С28К5 35 м/с А 2 кл. Плоское, без выверки Чугун
350х40х127 14А50С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное по прерывистой поверхности Чугун
63х100х20 25А12СМ27К5 35 м/м АА 1 кл. Внутреннее по сварочному стыку Быстрорежущие стали
750х80х305 91А40С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное Чугун
50х40х16 25А25СМ17К5 35 м/с А 2 кл. Внутреннее Углеродистые стали
600х63х305 54С40СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Круглое наружное Жаропрочные
250х32х76 64С16С17К5 35 м/с А 1 кл. Плоское без выверки нержавеющие
200х20х32 14А50С27К5 35 м/с Б 2 кл Плоское с выверкой Быстрорежущие стали
20х20х6 64С25СМ27К3 35 м/с А 1 кл. Внутреннее Чугун
500х63х305 95А25С17К5 35 м/с А 2 кл. Круглое наружное, поверхность прерывистая Углеродистые стали
300х40х127 33А12С28К5 35 м/с А 2 кл. Плоское, без выверки Жаропрочные
350х40х127 14А50С17К5 35 м/с Б 2 кл. Круглое наружное по прерывистой поверхности нержавеющие

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Волжский политехнический институт(филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего образования

«Волгоградский государственный технический университет»

(ВПИ (филиал) ВолгГТУ)

 

Автомеханический факультет

Кафедра ВТО

Семестровая работа по дисциплине

«Технология шлифования»

Вариант № 33

Выполнил студент

группы ВМ-336

Иванов А.В.

Проверил ст.преп.

Белухин Р.А.

 

Волжский 2017


Содержание

1 Операционный метод расчета…….………………..…………………....  
2 Маршрутный метод расчета ……………………………………….…….  
Список литературы………………………………………………………….  

 

Операционный метод расчета

Определить необходимое количество шлифовальных кругов из электрокорунда хромотитанистого типоразмера 1 600х63х305 характеристики 93А 40 СМ2 7 К5 35м/с А 2 кл. для операции круглого наружного чернового шлифования вала (при общем трехэтапном шлифовании). Необходимые исходные данные для расчета (правящий инструмент, марка обрабатываемого материала, точность обработки, размеры обрабатываемой поверхности, режимы шлифования и применяемая смазочно-охлаждающая жидкость СОЖ) приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Исходные данные Характеристика
Правящий инструмент Карандаш алмазно-металлический
Режимы шлифования:  
скорость шлифования, v 35 м/с
касательная подача, vs 30 м/мин
осевая подача,SоН 0,3
радиальная подача, SP 0,007 мм/ход
Длина обрабатываемой поверхности, l 150 мм
Диаметр заготовки, Dд max 50 мм
Годовая программа деталей, Г 465000 штук
Обрабатываемый материал Сталь 45, НRC 35
СОЖ Эмульсионная

 

Расчет потребности в абразивном инструменте осуществляем по формулам 3.12 и 3.13:

А = (1)

Для определения Анеобходимо найти следующие величины: То, Qм, hmaxи КА1 – КА13.

1.1. Для определения числа проходов по формуле необходимо найти величину припуска на обработку. Из таблицы А.1 для детали из закаленной детали диаметром 50 мм и длиной 150 мм находим величину припуска на диаметр 2П = 0,45 мм, что в пересчете на радиус будет равно 0,225 мм. При трехэтапном шлифовании припуск на черновую обработку по формуле (1.2) составляет (0,5 – 0,6)П, где П – это припуск на сторону, т. е. на радиус. В нашем случае припуск на черновое шлифование П1 должен составлять (0,113 – 0,135) мм. В расчетах примем П1 = 0,124 мм.

1.2. Расчетную длину рабочего хода шлифовального круга вычисляем по формулам, приведенным в графе 1 таблице 2.1:

L = l – 0,4Н. (2)

Подставив значение высоты круга Н = 63 мм в формулу (2), получаем:

L = 150 – 0,463 = 124,8 мм.

1.3. Поправочный коэффициент Коопределяем из таблицы А.5 для круглого наружного чернового шлифования на проход (с осевой подачей). Значения Ко находятся в диапазоне от 1,2 до 1,4. Принимаем Ко = 1,3.

1.4. Число проходов i для расчета основного времени определяем по формулам, приведенным в таблице 2.1 для круглого наружного шлифования с осевой подачей (графа 1):

i = П / Sр. (3)

В формуле (3) под припуском Ппонимается межоперационный припуск для чернового шлифования П1. Подставив в формулу 3 найденное значение припускаП1 = 0,124 мм и радиальную подачу Sр из таблицы исходных данных, получим:

i = 0,124 0,007 = 17,7 18 проходов.

1.5. Частоту вращения детали находим из формулы (2.6):

= = 191 об/мин. (4)

1.6. Основное время Тонаходим из таблицы А.1 для операции круглого наружного шлифования с осевой подачей (графа 1):

. (5)

Значение Ко находим по таблице А.5 приложений.

Подставив найденные значения в формулу (5), получим:

мин.

1.7. Средний диаметр обрабатываемой поверхности определяем по формуле (2.6) для условий круглого наружного шлифования:

Dдср = Dдmax – П1 = 50 – 0,124 = 49,876 мм.

1.8. Объем материала Qм, мм3, удаляемый с одной детали на операции круглого наружного чернового шлифования цилиндрической детали, находим по формуле (3.4), где принимаем П = П1:

Qм = Dдсрl П,мм3. (6)

Подставив значения П1и Dдср в формулу 6, получаем:

Qм = ·49,876·150·0,124 = 2914,4 мм3.

1.9. Размер используемой части круга по радиусу hmax находим из формулы (3.9):

hmax = 0,188 Dк= 0,188·600 = 112,8 мм.

Значения величин, входящих в формулу (1), заносим в таблицу 2.

1.10. Значения поправочных коэффициентов КА1 – КА13 находим по таблицам А.6 – А.19.

Коэффициент КА1 учитывает влияние правящего инструмента. Из таблицы А.6 для условий правки алмазно-металлическим карандашом находим КА1 = 1,0.

Коэффициент КА2 учитывает влияние вида шлифования. Из таблицы А.7 для круглого чернового шлифования кругом из электрокорунда КА2 = 1,2.

Коэффициент КА3 учитывает влияние наружного диаметра шлифовального круга. Из таблицы А.8 для круга диаметром 600 мм находим КА3 = 1,0.

Таблица 2 – Значения величин для расчета потребности в абразивном инструменте

Г,шт. Dз, мм H, мм Tо, мин Qм,мм3 hmax, мм
0,4 0,81 2913,4 112,8
КА1 КА2 КА3 КА4 КА5 КА6 КА7 КА8 КА9 КА10 КА11 КА12 КА13
1,0 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,25 1,05 1,0 0,95 1,0 0,95 1,0
                                   

Коэффициент КА4 учитывает влияние вида подачи и формы обрабатываемой поверхности. Из таблицы А.10 при шлифовании с осевой подачей (многоходовое шлифование) КА4 = 1,0.

Коэффициент КА5 учитывает влияние типа шлифовального круга. Из таблицы А.11 для круга типа 1 КА5 = 1,0.

Коэффициент КА6 учитывает влияние обрабатываемого материала. По таблице А.20 находим группу обрабатываемости, в которую входит сталь 45 (1 группа). Из таблицы А.12 для 1 группы обрабатываемости берем соответствующее значение поправочного коэффициента: КА6 = 1,0.

Коэффициент КА7 учитывает влияние точности обработки. Для определения КА7 по таблице А.13 необходимо знать квалитет точности обработанной детали. В данном случае на операции чернового шлифования необходимо ориентироваться на минимальную точность, что в таблице А.13 соответствует 8 квалитету точности. Тогда КА7 = 1,25.

Коэффициент КА8 учитывает влияние твердости круга. В таблице А.14 значения коэффициента приведены для степеней твердости от М2 до СТ3. Для круга твердости СМ2 на операции круглого наружного шлифования КА8 = 1,05.

Коэффициент КА9 учитывает влияние связки абразивного инструмента. Для керамической связки в таблице А.15 КА9 = 1,0.

Коэффициент КА10 учитывает влияние марки абразивного материала. Наш инструмент изготовлен из шлифовального зерна марки 93А, что означает электрокорунд хромотитанистый. Из таблицы А.16 для этой марки абразивного материала КА10 = 0,92.

Коэффициент КА11 учитывает влияние скорости шлифования. Из таблицы А.17 для скорости 35 м/с КА11 = 1,0.

Коэффициент КА12 учитывает влияние класса точности абразивного инструмента. Из таблицы А.18 для класса точности А поправочный коэффициент КА12 = 0,95.

Последний коэффициент КА13 учитывает влияние применяемой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Из таблицы А.19 для эмульсионной СОЖ поправочный коэффициент КА13 = 1,0.

Значения поправочных коэффициентов КА1 КА13заносим в таблицу 2.

Подставив данные таблицы 2 в формулу (1), получим:

шт.

Полученное дробное значение округляем до целого числа в сторону увеличения. Тогда расчетное количество абразивного инструмента типоразмера 1 600х63х305 характеристики 93А 40 СМ2 7 К5 35м/с А 2 кл. для операции круглого наружного чернового шлифования заготовок, указанных в задании, равно 32 кругам.


Маршрутный метод расчета

Определить необходимое количество шлифовальных кругов из электрокорунда белого типоразмера 1 250х40х76 характеристики 25А 25 СМ2 7 К5 35м/с А 2 кл. для операции плоского шлифования. Необходимые исходные данные для расчета (правящий инструмент, преимущественная группа обрабатываемости материалов, шлифуемых данным инструментом, годовой фонд времени работы станков с использованием данного инструмента и применяемая смазочно-охлаждающая жидкость СОЖ) приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные

Исходные данные Характеристика
Правящий инструмент Карандаш алмазно-металлический
Годовой фонд времени Ф 4230 часов (253800 мин)
Преимущественный представитель обрабатываемых материалов Жаропрочные стали
СОЖ Водная
Преимущественная скорость шлифования Не более 35 м/с

 

Расчет необходимого количества шлифовальных кругов делаем по формуле (3.16), дополнив ее значением коэффициента КА из формулы (3.13):

. (7)

Размер зерен основной фракции dз и высоту инструмента Н определяем из типоразмера и характеристики шлифовального круга: dз = 0,25 мм, Н = 40 мм.

Согласно справочным данным, интенсивность съема металла на средних режимах плоского шлифования составляет приблизительно 1500 мм3/мин. Это значение принято в качестве базового в маршрутном методе расчета потребности шлифовальных кругов.

Фактический годовой фонд времени работы данного инструмента также определен в исходных данных: Ф = 4230 часов или 253800 мин.

Величину рабочей части круга по радиусу находим по формуле (3.8) для условий получистового шлифования, как наиболее распространенного по сравнению с чистовым и черновым:

hmax = 0,137·Dк= 0,137 · 250 = 34,25 мм.

Значения поправочных коэффициентов КА1 – КА13 находим по таблицам А.6 – А.19.

Из таблицы А.6 для условий правки алмазно-металлическим карандашом находим КА1 = 1,0.

Из таблицы А.7 для плоского получистового шлифования кругом из электрокорунда КА2 = 1,0.

Из таблицы А.8 для круга диаметром 250 мм находим КА3 = 0,63.

Коэффициент КА4 учитывает влияние вида подачи и формы обрабатываемой поверхности (таблица А.10). При отсутствии уточнений по видам шлифования для плоского шлифования принимаем наиболее широко распространенный способ обработки с осевой подачей (многоходовое шлифование), которому в большей степени соответствует принятая ранее интенсивность съема материала. Для плоского врезного шлифования с осевой подачей КА4 = 1,0.

Из таблицы А.11 для круга типа 1 КА5 = 1,0.

Коэффициент КА6 учитывает влияние обрабатываемого материала. Преимущественными представителями обрабатываемых материалов являются жаропрочные стали. По таблице А.20 определяем, в какую группу обрабатываемости входят жаропрочные стали, и для данной группы в таблице А.12 находим коэффициент КА6. Жаропрочные стали относятся к третьей группе обрабатываемости, которая внутри поделена еще на три подгруппы. Для подгруппы жаропрочных сталей КА6 = 1,5.

Коэффициент КА7 учитывает влияние точности обработки (таблица А.13). По точности обработки уточняющих данных нет. Поэтому принимаем КА7 = 1,0.

Коэффициент КА8 учитывает влияние твердости круга. В таблице А.14 значения коэффициента приведены для степеней твердости от М2 до СТ3. Для круга твердости СМ2 на операции плоского шлифования КА8 = 1,05.

Для керамической связки в таблице А.15 КА9 = 1,0.

Коэффициент КА10 учитывает влияние марки абразивного материала. Наш инструмент изготовлен из шлифовального материала марки 25А (электрокорунд белый). Из таблицы А.16 для этой марки абразивного материала КА10 = 0,95.

Из таблицы А.17 для скорости 35 м/с КА11 = 1,0.

Коэффициент КА12 учитывает влияние класса точности абразивного инструмента. Из таблицы А.18 для класса точности А поправочный коэффициент КА12 = 0,95.

Последний коэффициент КА13 учитывает влияние применяемой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Из таблицы А.19 для водной СОЖ поправочный коэффициент КА13 = 1,05.

Значения данных, необходимых для расчета, и поправочных коэффициентов КА1 КА13заносим в таблицу 4.4.

Подставляем данные для расчета в формулу (7):

шт.

В результате расчетов получено дробное число, которое необходимо округлить в сторону увеличения до ближайшего целого числа, то есть до 20.

 

Таблица 4 – Значения величин для расчета потребности в абразивном инструменте

Ф,мин d, мм H, мм W, мм3/мин hmax, мм
0,25 34,25
КА1 КА2 КА3 КА4 КА5 КА6 КА7 КА8 КА9 КА10 КА11 КА12 КА13
1,0 1,0 0,63 1,0 1,0 1,5 1,0 1,05 1,0 0,95 1,0 0,95 1,05
                                 

 

Таким образом, для выполнения заданной производственной программы необходимо 20 штук кругов 1 250х40х76 25А 25 СМ2 7 К5 35м/с А 2 кл.

 

Список литературы:

1. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник. – М. : Машиностроение, 1977. – 392 с.

2. ГОСТ 2424 – 83. Круги шлифовальные. Технические условия.

3. ГОСТ 607 – 80. Алмазные карандаши для правки абразивного инструмента.

4. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб. : С.-Петербургский ун-тет, 1994. – 220 с.

5. Инструкция о порядке разработки норм расхода абразивного инструмента на предприятиях машиностроения и металлообработки И2.036.213-85. – М. : ВНИИТЭМР, 1986. – 39 с.

6. Кремень З. И., Юрьев В. Г., Бабошкин А. Ф. Выбор характеристик абразивных кругов для основных видов шлифования. Учебное пособие. СПб. : ПИМаш, 2003. – 60 с.

7. Лурье Г. Б. Шлифование металлов. – М. : Машиностроение, 1969 – 172 с.

8. Маслов Е.Н.Теория шлифования материалов. – М. : Машиностроение, 1974. – 320 с.

9. Носенко В.А. Шлифование адгезионно-активных металлов. М. : Машиностроение, 2000. – 262 с.

10. Носенко В.А. Расчет потребности в абразивном инструменте на операциях шлифования: учебное пособие / В. А. Носенко, И. В. Харченко, А. В. Авилов; ВолгГТУ – Волгоград: РПК «Политехник», 2008. – 106 с.

11. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин Н.Г. Бойм и др.; Под общ. Ред. А.А. Панова. – М. : Машиностроение, 1988. – 736 с.