[Z₈]⁷⁰== 0,14мм;

[Z₁₀]⁷⁰== 0,14мм;

[Z₁₃]⁷⁰== 0,14мм;

[Z₉]¹¹⁰== 0,084мм;

[Z₁₁]¹¹⁰== 0,068мм;

[Z₁₄]¹¹⁰== 0,068мм;

[Z₁₆]¹¹⁰== 0,1мм;

[Z₁₇]¹²⁰/соs7⁰7'30”== 0,08мм; [Z₁₈]¹³⁰/соs1⁰30'== 0,068мм; [Z₉]¹⁶⁰== 0,041мм;

[Z₁₁]¹⁶⁰== 0,033мм;

[Z₁₄]¹⁶⁰== 0,033мм;

[Z₁₁]¹⁷⁰=0,0095+0,0005+0,005=0,015мм;

[Z₁₄]¹⁷⁰=0,0095+0,0005+0,005=0,015мм;

[Z₁₇]¹⁸⁰/соs7⁰7'30”=

== 0,033мм;

[Z₁₈]¹⁹⁰/соs1⁰30'=

== 0,041мм.

Определяем максимальные значения припусков по формуле:

Z_max=Z_min+[Z_i], мм (5.4.)

Z₉^20-1 _max=0,45+2,07=2,52мм;

Z₁₄^20-1 _max=0,45+2=2,45мм;

Z₁₅^20-1 _max=0,45+2,08=2,53мм;

Z₉^20-2 _max= Z₁₁^20-2 _max=Z₁₂^20-2 _max=Z₁₄^20-2 _max =0,1+0,13=0,23мм;

Z₁₅^20-2 _max= 0,1+0,15=0,25мм;

Z₁₆^40-1 _max=0,45+2,32=2,77мм;

Z₁₇^40-1 _max/соs7^o7'30”=0,45+2,08=2,53мм;

Z₁₆^40-2 _max=0,1+0,16=0,26мм;

Z₁₇^40-2 _max/соs7^o7'30”=0,1+0,14=0,24мм;

Z₁₈^40-2 _max/соs1^o30'=0,1+0,11 =0,21мм;

Z₈⁷⁰ _max=Z₁₀⁷⁰ _max=Z₁₃⁷⁰ _max=1,2+0,14 =1,34мм;

Z₉¹¹⁰ _max=0,05+0,084=0,134мм;

Z₁₁¹¹⁰ _max=Z₁₄¹¹⁰ _max=0,05+0,068=0,118мм;

Z₁₆¹¹⁰ _max=0,05+0,1=0,15мм;

Z₁₇¹²⁰ _max/соs7^o7'30”=0,05+0,08=0,13мм;

Z₁₈¹³⁰ _max/соs1^o30'= 0,05+0,068=0,108мм;

Z₉¹⁶⁰ _max=0,025+0,041=0,066мм;

Z₁₁¹⁶⁰ _max=Z₁₄¹⁶⁰ _max=0,025+0,033=0,058мм;

Z₁₁¹⁷⁰ _max=Z₁₄¹⁷⁰ _max =0,008+0,015=0,023мм;

Z₁₇¹⁸⁰ _max/соs7^o7'30”=0,025+0,033 =0,058мм;

Z₁₈¹⁹⁰ _max/соs1^o30'=0,025+0,041 =0,066мм.

Определяем средние значения припусков по формуле:

Z_ср=Z_min+[Z_i]/2, мм (5.5.)

Z₉^20-1 _ср =0,45+2,07/2=1,485мм;

Z₁₄^20-1 _ср =0,45+2/2=1,45мм;

Z₁₅^20-1 _ср =0,45+2,08/2=1,49мм;

Z₉^20-2 _ср = Z₁₁^20-2 _ср =Z₁₂^20-2 _ср =Z₁₄^20-2 _ср =0,1+0,13/2=0,165мм;

Z₁₅^20-2 _ср = 0,1+0,15/2=0,175мм;

Z₁₆^40-1 _ср =0,45+2,32/2=1,61мм;

Z₁₇^40-1 _ср /соs7^o7'30”=0,45+2,08/2=1,49мм;

Z₁₆^40-2 _ср =0,1+0,16/2=0,18мм;

Z₁₇^40-2 _ср /соs7^o7'30”=0,1+0,14/2=0,17мм;

Z₁₈^40-2 _ср /соs1^o30'=0,1+0,11/2=0,155мм;

Z₈⁷⁰ _ср =Z₁₀⁷⁰ _ср =Z₁₃⁷⁰ _ср =1,2+0,14/2=1,27мм;

Z₉¹¹⁰ _ср =0,05+0,084/2=0,092мм;

Z₁₁¹¹⁰ _ср =Z₁₄¹¹⁰ _ср =0,05+0,068/2=0,084мм;

Z₁₆¹¹⁰ _ср =0,05+0,01/2=0,1мм;

Z₁₇¹²⁰ _ср /соs7^o7'30”=0,05+0,08/2=0,09мм;

Z₁₈¹³⁰ _ср /соs1^o30'= 0,05+0,068/2=0,084мм;

Z₉¹⁶⁰ _ср =0,025+0,041/2=0,0455мм;

Z₁₁¹⁶⁰ _ср =Z₁₄¹⁶⁰ _ср =0,025+0,033/2=0,0415мм;

Z₁₁¹⁷⁰ _ср =Z₁₄¹⁷⁰ _ср =0,008+0,015/2=0,0155мм;

Z₁₇¹⁸⁰ _ср/соs7^o7'30”=0,025+0,033/2=0,0415мм;

Z₁₈¹⁹⁰ _ср/соs1^o30'=0,025+0,041/2=0,0455мм.

5.1.3 Определение операционных размеров

Определяем средние значения операционных размеров путем решения уравнений размерных цепей относительно неизвестных размеров. Знаки перед эксцентриситетами направлены на увеличение операционных размеров.

Ы¹⁹⁰_ср=(2Ы_min +Т2Ы/2)/2=(44,399+0,025/2)/2=22,206мм;

Ы¹³⁰_ср=-Z₁₈¹⁹⁰_ср+Ы¹⁹⁰_ср-Е18¹³⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)-Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)-Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-

-Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰-Е18¹⁹⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰) =-0,0455+22,206-0,008-0,003-0,0005-0,0025=22,147мм;

Ы^40-2_ср=-Z₁₈¹³⁰_ср/соs1^o30'+Ы¹³⁰_ср-Е18^40-2(11²⁰14²⁰)-Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)-

-Е18¹³⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)=-0,084+22,147-0,03-0,01-0,008=22,015мм;

Ы^40-1_ср= -Z₁₈^40-2_ср/соs1^o30' +Ы^40-2_ср-Е18^40-1(11²⁰14²⁰)-Е18^40-2(11²⁰14²⁰) =

=-0,155+22,015-0,05-0,03=21,78мм;

Л¹⁸⁰ _ср =(82,563+0,015/2)/2=41,285мм;

Л¹²⁰_ср=Л¹⁸⁰_ср+Z₁₇¹⁸⁰_ср /соs7^o7'30”+Е17¹²⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+

+Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰+Е17¹⁸⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)=

=41,285+0,0415+0,01+0,005+0,003+0,0005+0,0025=41,348мм;

Л^40-2_ср=Л¹²⁰_ср+Z₁₇¹²⁰_ср/соs7^o7'30”+Е17^40-2(11²⁰14²⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+

+Е17¹²⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)=41,348+0,09+0,02+0,01+0,01=41,478мм;

Л^40-1_ср=Л^40-2_ср+Z₁₇^40-2_ср/соs7^o7'30” +Е17^40-1(11²⁰14²⁰)+Е17^40-2(11²⁰14²⁰)=

=41,478+0,17+0,05+0,02=41,718мм;

Л⁰_ср= Л^40-1_ср+ Z₁₇^40-1_ср/соs7^o7'30”+Е17⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е11^20-236¹⁰+Е17^40-1(11²⁰14²⁰)=41,718+1,49+0,5+0,06+0,03+0,05=43,848мм;

Х¹⁷⁰_ср=(70+0,005/2)/2=35,0012мм;

Х¹⁶⁰ _ср = Х¹⁷⁰ _ср +Z₁₁¹⁷⁰_ср +Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰=35,0021+0,0155+0,0005=35,018мм;

Х¹¹⁰ _ср = Х¹⁶⁰ _ср +Z₁₁¹⁶⁰_ср+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)=

=35,018+0,0415+0,005+0,003=35,068мм;

Х^20-2 _ср = Х¹¹⁰ _ср +Z₁₁¹¹⁰_ср +Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)=

=35,068+0,084 +0,01+0,01=35,172мм;

Х^20-1_ср= Х^20-2_ср+Z₁₁^20-2_ср +Е11^20-136¹⁰+Е11^20-236¹⁰=

=35,172+0,165+0,05+0,03=35,417мм;

И¹⁷⁰_ср=(75,010+0,005/2)/2=37,5062мм;

И¹⁶⁰_ср=И¹⁷⁰_ср+Z₁₄¹⁷⁰ _ср+Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰=37,5062+0,0155+0,0005=37,522мм;

И¹¹⁰_ср=И¹⁶⁰_ср+Z₁₄¹⁶⁰ _ср+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)=

=37,522+0,0415+0,005+0,003=37,572мм;

И^20-2_ср=И¹¹⁰_ср+Z₁₄¹¹⁰_ср+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е14¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)=

=37,572+0,084 +0,01+0,01=37,676мм;

И^20-1_ср= И^20-2_ср +Z₁₄^20-2_ср+Е14^20-136¹⁰+Е14^20-236¹⁰=

=37,676+0,22+0,05+0,03=37,976мм;

И⁰_ср= И^20-1_ср+Z₁₄^20-1_ср+Е36¹⁰14⁰+Е14^20-136¹⁰=37,976+1,45+0,06+0,05=39,536мм;

Е¹⁶⁰ _ср=(62+0,019/2)/2=31,005мм;

Е¹¹⁰_ср=Е¹⁶⁰_ср+Z₉¹⁶⁰_ср +Е9¹¹⁰(34¹⁰⁰34¹⁰⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+

+Е9¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)=31,005+0,0455+0,02+0,01+0,005+0,01=31,096мм;

Е^20-2_ср=Е¹¹⁰_ср+Z₉¹¹⁰_ср+Е9^20-236¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е9¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)=

=31,096+0,092+0,03+0,03+0,01+0,02=31,278мм;

Е^20-1_ср=Е^20-2_ср+Z₉^20-2_ср+Е9^20-136¹⁰+Е9^20-236¹⁰=31,278+0,165+0,05+0,03=31,523мм;

Е⁰_ср=Е^20-1_ср+Z₉^20-1_ср+Е9⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е9^20-136¹⁰=

=31,523+1,485+0,5+0,06+0,05=33,618мм

М¹¹⁰_ср=(132,835+0,06/2)/2=66,432мм;

М^40-2_ср=М¹¹⁰_ср+Z₁₆¹¹⁰_ср+Е16^40-2(11²⁰14²⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е16¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)=

=66,432+0,1+0,03+0,01+0,015=66,587мм;

М^40-1_ср=М^40-2_ср+Z₁₆^40-2_ср+Е16^40-1(11²⁰14²⁰)+Е16^40-2(11²⁰14²⁰)=

=66,587+0,18+0,06+0,03=66,857мм;

М⁰_ср=М^40-1_ср +Z₁₆^40-1_ср+Е16⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е11^20-236¹⁰+Е16^40-1(11²⁰14²⁰)=

=66,857+1,61+0,05+0,06+0,03+0,06=68,667мм;

К^20-2_ср=(90-0,14/2)/2=44,965мм;

К^20-1_ср=К^20-2_ср +Z₁₅^20-2_ср+Е15^20-136¹⁰+Е15^20-236¹⁰=44,965+0,175+0,06+0,03=45,23мм;

К⁰_ср=К^20-1_ср+Z₁₅^20-1_ср+Е15⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е15^20-136¹⁰=45,23+1,49+0,5+0,06+0,06=

=47,34мм;

Ч^20-2_ср=(72,5+0,12/2)/2=36,28мм;

Ч^20-1_ср=Ч^20-2_ср+Z₁₂^20-2_ср+Е12^20-136¹⁰+Е12^20-236¹⁰=36,28+0,165+0,05+0,03=36,525мм;

Я⁷⁰_ср=(56-0,12/2)/2=27,97мм;

Я²⁰_ср=Я⁷⁰_ср+Z₈⁷⁰_ср+Е8²⁰36¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е34⁴⁰(11²⁰14²⁰)+Е8⁷⁰(34⁴⁰35⁴⁰)=

=27,97+1,27+0,05+0,03+0,02+0,03=29,37мм;

Ю⁷⁰_ср=(68-0,12/2)/2=33,97мм;

Ю²⁰_ср=Ю⁷⁰_ср+Z₁₀⁷⁰_ср+Е10²⁰36¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е34⁴⁰(11²⁰14²⁰)+Е10⁷⁰(34⁴⁰35⁴⁰)=

=33,97+1,27+0,05+0,03+0,02+0,03=35,37мм;

Ф⁷⁰_ср=(75-0,12/2)/2=37,47мм;

Ф²⁰_ср=Ф⁷⁰_ср+Z₁₃⁷⁰_ср+Е13²⁰36¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е34⁴⁰(11²⁰14²⁰)+Е13⁷⁰(34⁴⁰35⁴⁰)=

=37,47+1,27+0,05+0,03+0,02+0,03=38,87мм;

S₂⁷⁰_ср=64,5-0,2/2=64,4мм;

S₂⁵⁰_ср=S₂⁷⁰_ср+Z₁₀⁷⁰_ср=64,4+1,27=65,67мм

S₃⁷⁰_ср=71,5-0,2/2=71,4мм;

S₃⁵⁰_ср=S₃⁷⁰_ср+Z₁₃⁷⁰_ср=71,4+1,27=72,67мм;

S₁¹⁶⁰_ср=56,5-0,2/2=56,4мм;

S₁⁵⁰_ср=S₁¹⁶⁰_ср+Z₉¹¹⁰_ср+ Z₉¹⁶⁰_ср=56,4+0,092+0,0455=56,538мм;

₁₆¹¹⁰_ср=М¹¹⁰_ср+Е16¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е16^40-2(11²⁰14²⁰)-М^40-2_ср+

+₁₆⁶⁰_ср =66,432+0,015+0,005+0,03-66,587+1,1=1мм;

₉¹⁶⁰_ср =Е¹⁶⁰_ср+Е9¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11^20-236¹⁰+Е9^20-236¹⁰+Е^20-2_ср +₉⁶⁰_ср =

=31,005+0,01+0,005+0,01+0,01+0,03+0,03-31,278+1,1=0,9мм;

₁₁¹⁶⁰_ср = ₁₁⁶⁰_ср -Х^20-2_ср+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰ )(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰ +Х¹⁷⁰_ср=

=1,1-35,172+0,01+0,01+0,005+0,003+0,0005+35,001=1мм;

₁₄¹⁶⁰_ср=₁₄⁶⁰_ср-И^20-2_ср+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е14¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+ (34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰) +Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰+И¹⁷⁰_ср=

=1,1-37,676+0,01+0,01+0,005+0,003+0,0005+37,5062=1мм;

₁₇¹⁸⁰_ср=₁₇⁶⁰_ср-Л^40-2_ср+Е17^40-2(11²⁰14²⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰+Е17¹⁸⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)+Л¹⁸⁰_ср=1,1-41,478 +0,02+0,01+0,01+0,005+0,003+0,0005+0,0025+41,285=1мм;

₁₈¹⁹⁰_ср=₁₈⁶⁰_ср+Ы^40-2_ср-Е18^40-2(11²⁰14²⁰)-Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)-Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)-

-Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)-Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰-Е18¹⁹⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)-Ы¹⁹⁰_ср=1,1+22,015-0,03-0,01-0,01-0,005-0,003-0,0005-0,0025-22,206=0,9мм.

Операционные размеры определяем по формулам:

2А_iном=2А_iср-Т2А_i/2+ei , мм (5.6.)

или

2А_iном=2А_iср+Т2А_i/2-es , мм (5.7.)

На всех операциях, кроме заготовительной и заключительных, значения допусков располагаем на уменьшение номинального размера т.е. es=0.

2Ы¹⁹⁰=44,399^+0,025мм;

2Ы¹³⁰=2*22,147-0,06/2=44,26444,26^+0,06 мм;

2Ы^40-2=2*22,015-0,1/2=43,9844^+0,1 мм;

2Ы^40-1=2*21,78 -0,16/2=43,48^+0,16 мм;

2Л¹⁸⁰=82,563^+0,015мм;

2Л¹²⁰=2*41,348+0,046/2=82,719_-0,046 мм;

2Л^40-2=2*41,478+0,14/2=83,02683,03_-0,14 мм;

2Л^40-1=2*41,718+0,22/2=83,54683,55_-0,22 мм;

2Л⁰=2*43,848+4/2-2,7=86,99687мм;

2Х¹⁷⁰=70^+0,005 мм;

2Х¹⁶⁰=2*35,018+0,019/2=70,045570,046_-0,019 мм;

2Х¹¹⁰ =2*35,068+0,046/2=70,159_-0,046 мм;

2Х^20-2=2*35,172+0,12/2=70,40470,4_-0,12 мм;

2Х^20-1=2*35,417+0,2/2=70,93470,9_-0,2 мм;

2И¹⁷⁰=75 мм;

2И¹⁶⁰=2*37,522+0,019/2=75,053575,054_-0,019 мм;

2И¹¹⁰=2*37,572+0,046/2=75,167_-0,046 мм;

2И^20-2=2*37,676 +0,12/2=75,41_-0,12 мм;

2И^20-1=2*37,976+0,2/2=76,012 76_-0,2 мм;

2И⁰=2*39,536+4/2-2,7=78,37278мм;

2Е¹⁶⁰=62_-0,019 мм;

2Е¹¹⁰=2*31,096+0,08/2=62,232_-0,046 мм;

2Е^20-2=2*31,278+0,12/2=62,62_-0,12 мм;

2Е^20-1=2*31,523+0,2/2=63,1_-0,2мм;

2Е⁰=2*33,618+4/2-2,7=66,53666,5мм;

2М¹¹⁰=133 мм;

2М^40-2=2*66,587+0,16/2=133,254133,25_-0,16 мм;

2М^40-1=2*66,857+0,25/2=133,839133,84_-0,25 мм;

2М⁰=2*68,667+4,5/2-3=136,584137мм;

2К^20-2=90_-0,14 мм;

2К^20-1=2*45,23+0,22/2=90,75_-0,22 мм;

2К⁰=2*47,34+4/2-2,7=93,9894мм;

2Ч^20-2=72,5^+0,12 мм;

2Ч^20-1=2*36,525+0,2/2=73,2_-0,2 мм;

2Я⁷⁰=56_-0,12 мм;

2Я²⁰=2*29,37+0,2/2=58,8458,8_-0,2мм;

2Ю⁷⁰=68_-0,12 мм;

2Ю²⁰=2*35,37+0,2/2=70,8470,8_-0,2мм;

2Ф⁷⁰=75_-0,12 мм;

2Ф²⁰=2*38,87+0,2/2=77,8475,8_-0,2мм;

S₂⁷⁰=64,4_-0,2мм;

S₂⁵⁰=65,7_-0,2мм;

S₃⁷⁰=71,4_-0,2мм;

S₃⁵⁰=72,7_-0,2мм;

S₁¹⁶⁰=56,4_-0,2мм;

S₁⁵⁰=56,5 _-0,2мм;

5.2 Расчет линейных размеров и припусков табличный методом

Промежуточные припуски на механическую обработку выбираем по

[8, с.255]. Результаты расчета сводим в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Операционные размеры.

№ опер.	№ обрабаты-ваемой поверхности	Размер по плану обработки	Припуск на сторону, мм	Допуск на операцион. размер, мм	Операцион-ный размер, мм
010	110 710	А10 Д10 Д110	3,7 3,8 - -	0,2 0,16 0,16	6620,1 10,820,08 10,820,08
020	220-1 420-1 520-1 320-1 220-2 320-2 420-2 520-2	Т20-1 Ж20-1 В20-1 Р20-1 У20 С20 П20 О20 Т20-2 Р20-2 Ж20-2 В20-2	2,1 1,9 2,0 - - - - - 0,8 0,8 0,8 0,8	0,52 0,27 0,22 0,4 0,54 0,42 0,35 0,34 0,37 0,3 0,22 0,18	538,10,26 58,50,135 36,80,11 393,40,2 6430,27 5030,21 166,20,175 143,20,17 537,30,185 392,60,15 57,70,11 360,09
040	140-А 3440 740-В 640-1 1940 1940 640-2 3540	А40-А Q40 А40-Б Э40-1 Ш40 Щ40 Э40-2 Q140	1,0 - 1,0 2,0 - - 0,8 -	0,37 0,1 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,1	6610,185 37,610,05 6600,15 648,40,15 5500,1 5250,1 647,60,1 43,150,05
100	34100 35100	Q100 Q1100	0,2 0,2	0,08 0,08	37,810,04 43,350,04
110	4110 3110	Ж110 Р110	0,3 0,3	0,1 0,15	57,40,05 392,20,075
120	6120	Э120	0,3	0,2	647,20,1
150	34150 35150	Q150 Q1150	0,1 0,1	0,05 0,05	37,910,025 43,450,025
160	2160 3160 4160	Т 160 Р160 Ж 160	0,3 0,1 0,1	0,15 0,08 0,05	5360,075 3920,04 57,20,025
180	6180	Э180	0,1	0,12	6470,06

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ,

НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

6.1 Расчет режимов резания

6.1.1 Расчет режимов резания аналитическим методом

6.1.1.1 Исходные данные

На внутришлифовальном станке СШ-37 (операция 190) проводится окончательное шлифование отверстия под конус Морзе 5, D_max=44,399(^+0,025)мм.

Припуск под шлифование Z=0,132мм, материал заготовки 12ХН3А, твердость 59…63 HRC_э , шероховатость после обработки R_а=0,63мкм.

Шлифовальный круг: ПВ 32х63х13 25А16С2К8 ГОСТ 2447-83.

6.1.1.2 Глубина резания, мм

Принимаем глубину резания t=0,0025мм [9, с. 186]

6.1.1.3 Подача

Продольная подача в долях от ширины круга:

S_пр=0,25…0,4 [9, с.187]

Принимаем S_пр=0,3.

Поперечная подача - S_поп= t = 0,0025мм/дв.х.

6.1.1.4 Период стойкости круга, мин

Принимаем Т=10 мин.

6.1.1.5 Допускаемая скорость вращения обрабатываемой детали, м/мин

, м/мин (6.1.)

где, D_отв - диаметр отверстия, мм;

t - глубина резания, мм;

S - продольная подача в долях от ширины круга;

C - коэффициент учитывающий условия обработки;

, m, x, y - показатели степени;

Т - период стойкости круга.

С=0,05, =0,5, m=0,6, x=0,9, y=0,9 [9, с. 182]

=54,3 м/мин

6.1.1.6 Частота вращения детали, мин^-1

n_д=, мин^-1 (6.2.)

n_д==389 мин^-1

Принимаем n=390 мин^-1 т.к. на внутришлифовальном станке СШ-37

бесступенчатое регулирование частоты вращения детали в пределах

50…1000мин^-1.

6.1.1.7Частота вращения круга, мин^-1

Определяем частоту вращение шлифовального круга при принятой скорости V_кр=30…35 м/с.

n_кр=, мин^-1 (6.3.)

где, D_к - диаметр круга, мм;

n_кр==17914…20990 мин^-1

По паспорту станка принимаем n=20000 мин^-1.

6.1.1.8 Скорость вращения круга, м/мин

, м/мин (6.4.)

м/мин

6.1.1.9 Эффективная мощность при шлифовании, кВт

N_э=С_N ^.V_д^{r .}t^{x .}S^{y .}D_отв^{g .}K₁ ^.K₂, кВт (6.5.)

где, С_N - постоянная;

r, x, y, g - показатели степени;

K₁- поправочный коэффициент на твердость круга;

K₂ - поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

С_N =0,3; r=0,35; x=0,4; y=0,4; g=0,3; [ 9, с. 184]

K₁=1,16; K₂=1,1 [ 9, с. 189]

N_э=0,3 ^.54,3^{0,35 .}0,0025^{0,4 .} (0,3 ^.63)^{0,4 .}44,399^{0,3 .}1,16 ^.1,1=1,43 кВт

N_э=1,43 кВт N_шп= N_н ^.=6,2 ^.0,8=4,96 кВт

6.1.1.10 Основное время, мин

, мин (6.6.)

где, L - длина продольного хода стола, мм;

L = l - 0,3 ^.В_к , мм (6.7.)

где, l - длина шлифования, мм;

B_к - ширина круга, мм;

L= 120-0,3^.63=101,1мм;

z - припуск под шлифование, мм;

t - глубина шлифования, мм;

K - поправочный коэффициент, К=1,5 [ 9, с. 212]

=0,7 мин.

6.1.2 Расчет режимов резания табличным методом

Выбор режимов резания табличным методом проводим по [10], [11], [12],[13].

Исходными данными являются:

- снимаемый припуск;

- обрабатываемый материал;

- схема и условия обработки;

- паспортные данные станка.

Коррекционные формулы для режимов резания определяемых табличным методом приведены ниже.

Скорость резания:

V=V_т^.К_v, м/мин (6.8.)

где, V_т - табличная скорость резания, м/мин;

К_v - поправочный коэффициент на скорость резания.

Частота вращения:

, мин^-1 (6.9.)

где, D - обрабатываемый диаметр.

Фактическая скорость резания:

, м/мин (6.10.)

Длина рабочего хода:

L_рх = L_рез + y, мм (6.11.)

где, L_рез - длина резания, мм;

y - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм.

Основное время.

На операциях шлифования:

, мин (6.12.)

где, h - снимаемый припуск, мм;

t - глубина резания, мм;

К - поправочный коэффициент на шлифование;

S_м - минутная подача, мм/мин:

S_м =S ^. n , мм/мин (6.13.)

На операциях фрезерования

, мин (6.14.)

где, S_м - минутная подача, мм/мин:

S_м =S_z ^. n ^. z, мм/мин (6.15.)

где, S_z - подача на один зуб фрезы, мм/зуб;

z - количество зубьев фрезы.

На остальных операциях:

, мин (6.16.)

Режимы резания на операцию 170 Суперфинишную [18]:

Окружная скорость детали, в м/мин:

1 переход -15;

2 переход - 62,8;

3 переход - 125,6.

Частота осциллирования на всех переходах - 500 дв. ход./мин.

Величена хода осциллирования - 6мм.

Давление бруска , в МПа:

1 переход -0,5;

2 переход - 0,14;

3 переход - 0,1.

Основное время, мин:

1 переход -1,0;

2 переход -0,5;

3 переход - 0,5.

Расчеты сводим в табл. 6.1., 6.2., 6.3.

№ операции	№ инструмента в револьверной головке и его название	tmax, мм	S, мм/об	Vт, м/мин	Кv	V, м/мин	nр, мин-1	nпр, мин-1	Vд, м/мин	y, мин	Lрх, мм	То, мин	То, мин
020	1-Проходной 2-Контурный 3-Для обработки резьбовых канавок 4-Для обработки угловых канавок 5-Канавочный	4 0,8 3 3 3	0,5 0,2 0,06 0,06 0,1	95 130 250 250 250	1,1 1,5 0,3 0,3 0,3	105 195 75 75 75	334 690 318 318 256	315 630 256 256 256	99,2 178 60,3 60,3 72,3	10 8 12 7 12	657 655 40 12 27	4,2 5,2 2,6 0,8 1,1	13,9
040	Установ 1 1-Проходной 2-Расточной	0,8 2	0,2 0,2	130 130	1,75 1,26	227,5 168,8	1207 1344	1000 1000	188,4 125,6	7 7	24 18	0,12 0,04
	Установ 2 1-Проходной 2-Контурный 3-Расточной 4-Расточной 5- Для обработки угловых канавок 6- Канавочный	2,77 0,8 3 0,21 3 3	0,3 0,2 0,3 0,2 0,06 0,08	95 130 120 130 250 250	1,1 1,5 1,0 1,26 0,3 0,3	105 195 120 168,8 75 75	304 565 955 1344 318 256	256 500 800 1250 256 256	72,3 172,7 100,5 157 60,3 72,3	10 8 10 7 7 6	98 85 230 133 10 11	1,28 0,85 0,96 0,5 0,65 0,54	4,94
070	1-Проходной 2-Резьбовой на М56 на М68 на М72	1,34 - - -	0,4 1,5 2 2	100 122 113 113	1,6 0,8 0,8 0,8	160 97,6 90,4 90,4	749,3 555 412 412	630 500 400 400	134,5 87,9 87,9 87,9	18 3 3 3	90 147 235 235	0,29 0,2 0,3 0,3	1,09

Таблица 6.1. Режимы резания на токарные операции

№ опе- рации	№ пер.	tmax, мм	S,мм/ об	Sz,мм/ зуб	Vт,м/мин	Кv	V, м/ мин	nр, мин-1	nпр, мин-1	Sм,мм/ мин	Vд,м/мин	y, мин	Lрх, мм	То, мин	То, мин
010	1 2	3,8 5/2	- 0,05	0,1 -	260 40	0,64 0,98	165,8 39	422 1242	400 900	- 320	157 28,3	25 4	114 17	0,36 0,38	0,74
030	-	38/2	0,2	-	80	-	80	670	630	-	75,3	20	680	5,4	5,4
050	1 2 3	0,5 3,5 3,5	- - -	0,1 0,05 0,05	40 69 69	1,14 0,64 0,64	45,6 44,4 44,4	1037 1414 1414	1000 1250 1250	200 125 125	44 39,2 39,2	10 2 2	91 30 20	3,3 0,24 0,16	3,7
080	1 2 3	9,5/2 0,3 -	0,12 0,35 1,25	- - -	28 18 10	1,1 0,59 -	30,8 10,6 10	967 338 315	800 315 315	- - -	25,6 9,9 10	10 6 2,2	32 28 24,2*2	2,33 1,75 0,86	4,94

Таблица 6.2. Режимы резания

Таблица 6.3.

Режимы резания на операции шлифования

№ операции	№ пере-хода	t, мм	tторц, мм	Sпрод, мм/ об	Sпрод, мм/ мин	Sпоп, мм/ ход	Sпрод.тор, мм/ об	Vд, м/мин	Vкруга, м/ мин	nд, мин-1	Lрх, мм	То, мин	То, мин
100	-	0,3	-	0,025	6,25	-	-	31,4		250	4	0,8	0,8
110	1 2 3 4	0,134 0,118 0,118 0,15	- 0,4 0,4 -	20 20 20 -	1900 1900 1900 -	0,018 0,018 0,018 0,005	- 0,005 0,005 -	18,5 20,9 22,4 39,7	35	95	81 85 60	0,41 0,38+1,01 0,26+1,01 0,41	3,48
120	-	0,13	-	0,003*	0,435*		-	40	35	145		0,38	0,38
130	-	0,088	-	6	3150	0,005	-	35	35	270	78,5	0,66	0,66
150	-	0,2	-	0,015	3,75	-	-	31,4		250	4	1,07	1,07
160	1 2 3	0,066 0,058 0,058	0,3 0,2 0,2	40 40 40	2850 2850 2850	0,01 0,01 0,01	0,003 0,003 0,003	36,9 41,8 44,7	35	190	81 85 60	0,24+0,68 0,22+0,46 0,16+0,46	2,22
180	-	0,058	-	0,002*	0,35*	-	-	50	35	175		0,22	0,22
Примечание: * - врезное шлифование

6.2 Нормирование технологических операций

Нормирование производят на основании рассчитанного основного (машинного) времени на данной операции.

В серийном производстве определяют норму штучно-калькуляционного времени:

, мин (6.17.)

где, Т_п.з - подготовительно-заключительное время на наладку, установку и настройку приспособлений, получение инструмента.

n - количество деталей в запускаемой партии, принимаем n=250 шт.

Т_шт - норма штучного времени:

Т_шт=Т_о+Т_в+Т_об+Т_от , мин (6.18.)

где, Т_о - основное время на операцию;

Т_в - вспомогательное время:

Т_в=(Т_уст+Т_з.о+Т_упр+Т_изм), мин (6.19.)

где, Т_уст - время на установку и снятие заготовки;

Т_з.о - время на закрепление и открепление заготовки;

Т_упр - время на приемы управления;

Т_изм - время на измерение детали;

Т_об - время на обслуживание (учитывается на шлифовальных

операциях):

Т_об=Т_тех +Т_орг , мин (6.20.)

где, Т_тех - время на техническое обслуживание;

Т_орг - время на организационное обслуживание рабочего места;

Т_от - время на отдых, выбирается в процентах от оперативного

времени Т_оп :

Т_оп=Т_о +Т_в, мин (6.21)

Расчет технических норм времени по операциям сводим в табл. 6.4.

Таблица 6.4.

№ операции	Название	То	Тв	Топ	Тоб	Тот	Тшт	Тп.з	n	Тш-к
			Туст +Тзо	Тупр	Тизм		Ттех	Торг
010	Фрезерно-центровальная	0,74	1,0	0,32	0,3	2,36	-	-	0,12	2,48	18	250	2,55
020	Токарная	13,9	1,0	0,35	0,5	15,75	-	-	1,58	17,33	20		17,41
030	Сверлильная	5,4	1,4	0,9	0,5	8,2	-	-	0,3	8,5	14		8,56
040	Токарная	4,94	2,8	0,4	0,7	8,84	-	-	0,88	9,72	23		9,81
050	Фрезерная	3,7	1,1	0,35	0,5	5,35	-	-	0,64	6,05	25		6,15
070	Токарная	1,09	1,3	0,3	0,4	3,09	-	-	0,31	3,4	16		3,46
080	Многоцелевая	4,94	1,1	0,8	0,4	7,24	-	-	1,1	8,34	20		8,42
100	Шлифовальная	0,8	0,37	0,09	0,93	2,19	1,3	0,04	0,11	3,64	14		3,7
110	Шлифовальная	3,48	0,42	0,2	0,55	4,65	2	0,08	0,2	6,94	8		6,97
120	Торцекругло-шлифовальная	0,38	0,4	0,17	0,3	1,25	3,1	0,02	0,06	4,43	17		4,5
130	Внутришли-фовальная	0,66	0,45	0,15	0,5	1,76	1,2	0,03	0,09	3,08	17		3,15
150	Шлифовальная	1,07	0,37	0,09	1,1	2,63	1,3	0,04	0,13	4,1	14		4,16
160	Шлифовальная	2,22	0,41	0,2	0,5	3,34	2	0,06	0,17	5,57	14		5,63
170	Суперфинишная	2,0	0,42	0,12	0,5	3,04	-	-	0,3	3,34	10		3,44
180	Торцекругло-шлифовальная	0,22	0,4	0,17	0,35	1,14	3,5	0,02	0,06	4,72	17		4,79
190	Внутришли-фовальная	0,7	0,45	0,15	0,6	1,9	1,2	0,03	0,1	2,15	17		2,19

Сводная таблица технических норм времени по операциям6.3 Оформление технологической документации

Заключительным этапом разработки технологического процесса является оформление документации, заполнение маршрутных и операционных карт, карт эскизов по [19].

Маршрутная карта является основным и обязательным документом для любого технологического процесса и заполняется по ГОСТ 3.1118 - 82, на бланке формы 1.

Операционная карта заполняется по ГОСТ 3. 1418 - 82, форма 3. В ней указывается содержание переходов, режимы резания, применяемые приспособления и инструмент.

Карта эскизов заполняется на каждую отдельную операцию и прикладывается к соответствующей операционной карте.

7. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ НА БАЗЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

7.1 Анализ ситуации

Типовые операции шлифования детали “Шпиндель” содержат ряд недостатков, т.к. не учитывает некоторых особенностей обработки данной конкретной детали, а также последние достижения науки и практики машиностроения. С целью повышения эффективности шлифовальных операций ТП обработки “Шпинделя” проведем обзор различных способов достижения этого с решением следующих задач:

- усовершенствование метода обработки;

- усовершенствование режущего инструмента.

На базе решения этих задач спроектируем усовершенствованную шлифовальную операцию.

7.2 Совершенствование метода обработки

Одним из недостатков шлифовальной операции является низкая стойкость круга против засаливания, большой расход абразива на правку и высокая стоимость правящего инструмента, что в целом является причиной увеличения себестоимости операции шлифования.

Износ абразивных кругов приводит к снижению качества шлифованной поверхности и точности обработки, в виду чего необходима периодическая правка. При обычном абразивном шлифовании затраты времени и расход абразива, связанные с правкой круга, доходят до 60 - 70 % всех затрат на операцию обработки, а в некоторых случаях до 90 - 95 %.

Таким образом повышение стойкости абразивного круга - эффективный фактор повышения производительности труда и снижения себестоимости операции шлифования.

Для устранения этого недостатка воспользуемся каким - либо физическим эффектом или явлением, которое предотвратило бы процесс засаливания круга.

Нам представляется интересным явление наложения переменного магнитного поля на процесс шлифования.

Проведенные испытания [27] показали, что при наложении переменного магнитного поля имеет место повышение стойкости абразивных кругов в 2-3 раза, что объясняется разупрочнением шлифуемого материала в переменном магнитном поле. Разупрочнение сталей при динамическом воздействии на них переменным магнитным полем обусловлено подвижностью дислокаций. При указанном способе шлифования имеет место комбинированное механическое, магнитное, электропластическое, тепловое и вибрационное воздействие на обрабатываемый материал.

Сущность электроластического воздействия [28] состоит в повышении подвижности дислокаций под действием электронов проводимости и обусловлено индуцируемыми в заготовке вихревыми токами, плотность которых [29]

, (7.1)

где, а=5300- глубина скин - слоя;

- удельная проницаемость;

- магнитная проницаемость;

f - частота;

b - ширина образца;

H - напряженность магнитного поля.

При работе в переменных магнитных полях насыщения (H = 360 кА/м) плотность тока на поверхности образца достигнет оптимальной, с точки зрения теории электропластического эффекта [30], величины 10⁴ - 10⁵ кА/м, что может служить объяснением повышения эффективности шлифования в переменном магнитном поле с повышением его напряженности.

Согласно теории дислокаций физики твердость тела механизмом деформации служит то или иное перемещение разного рода дислокаций, обладающих электрическим зарядом и взаимодействующих между собой, а также с включениями и примесными атомами, которые тоже могут иметь определенный заряд. Форменные стадии эволюции дислокационного ансамбля в процессе пластической деформации и разрушение непосредственно связаны с зарождением новых дислокаций, их движением, взаимодействием на препятствиях - стопорах. В области низких скоростей движения дислокаций напряжение пластического течения определяется взаимодействием их с препятствиями (включения, примесные атомы и др.), а в области более высоких скоростей - взаимодействием движущихся дислокаций с кристаллической решеткой.

Исследования показали, что наложение перемещенного магнитного поля при шлифовании приводит к снижению шероховатости на 30-90%. Указанное снижение шероховатости поверхности при шлифовании в переменном магнитном поле может быть объяснено разупрочнением шлифуемого материала, в результате чего пластическая деформация и стружкообразование могут происходить при меньших действующих нагрузках, а также сложным движением резания зерен абразивного круга в следствии сложения продольного движения подачи с колебательным движением.

Еще одним из недостатков процесса шлифования является высокая температура в зоне шлифования. Тепловые явления при шлифовании ухудшают физико-химическое состояние поверхностного слоя, что понижает работоспособность деталей. Охлаждение детали в целом не понижает существенно температуру в зоне контакта с абразивным кругом, поэтому структурные превращения все же происходят.

Концентрация тела в зоне обработки зависит от интенсивности теплообразования и от интенсивности теплоотвода.

Для уменьшения интенсивности теплообразования необходимо уменьшить скорость резания и силы резания, а это не приемлемо, так как связано с потерей производительности и увеличение шероховатости обработанной поверхности.

Интенсивность теплоотвода определяется способностью СОЖ отводить тепло из зоны резания. Теплоотводящая способность СОЖ будет зависеть от теплопроводности и теплоемкости СОЖ, скорости и давления подач СОЖ в зону контакта, расхода и температуры СОЖ.

Итак, для решения этой проблемы предлагаем использовать смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС). В качестве СОТС - водяной пар [31]. В этом процессе повышенная температура не есть «абсолютное зло» и может являться от части положительным фактором, способствуя более быстрой диффузии и более быстрому установлению адсорбционного равновесия в граничном смазочном слое.

Струя пара, подводимого от парогенератора к зоне резания, представляет собой турбулентный поток двухфазной смеси: пара и взвешенных капель конденсата. Охлаждающий эффект СОТС не сводится к явлению чисто конвективного теплопереноса, а включает в себя опосредованное охлаждение, обусловленное смазочным эффектом.

Известно, что смазочное действие СОТС происходит главным образом путем проникновения смазочного материала на границу раздела стружка-инструмент через динамическую сеть межповерхностных капилляров. При рассмотрении единичного капилляра, представляющего собой канал, существующий на границе обрабатываемого и инструментального материалов, при подаче СОТС в парообразном состоянии исключается ступень жидкофазного заполнения капилляра, а проникновение осуществляется за одну стадию - стадию парового заполнения капилляра.

Для реализации смазочного действия СОТС в условиях резания, необходимо. Чтобы время протекания стадий процесса не превышало время существования капилляра, которое лимитируется скоростью схода стружки.

Таким образом, при сравнении полученных результатов [31] в случае паровой смазки по сравнению с жидкостью того же химического состава обеспечивается резерв времени для формирования смазочных адсорбционных пленок на стенках капилляра.

Было обнаружено, так же, что при охлаждении поливом, на кривой тепла охлаждения наблюдаются участки, на которых температура образца остается практически постоянной. Это свидетельствует о том, что паровая оболочка, которая обволакивает зону охлаждения, затрудняя попадание в нее новой порции жидкости при охлаждении паром такого явления не наблюдается, и температура образца снижается более равномерно. График зависимости износа инструмента от способа охлаждения приведен на рис. 7.1. Таким образом, эффективность парообразных СОТС объясняется повышением их смазочного действия вследствие усиления проникающей способности и исключения стадии жидкофазного проникновения. Парообразные СОТС по сравнению с жидкими обеспечивают более равномерное охлаждение, что благоприятно влияет на процесс шлифования и на процесс резания в целом. Применение СОТС в парообразном состоянии позволяет так же повысить стойкость инструмента.

Зависимость износа от времени

Рисунок 7.1.

7.3 Совершенствование режущего инструмента

Для повышения стойкости абразивного круга, улучшения качества обработанной поверхности и в целом повышения производительности труда и снижения себестоимости операции шлифования применим импрегнированный шлифовальный круг (пропитанный). Состав для импрегнирования шлифовального круга на керамической связке включает в себя поверхностно-активные вещества, химически активные вещества и растворитель [32]. В качестве химически активного вещества он содержит роданид закиси железа, в качестве поверхностно-активного вещества - полигмеколиевый эфир стеариновой кислоты (стеарокс - 6) и продукт взаимодействия 20м оксиэтилена и смесь жирных кислот (препарат ОС-20), а в качестве растворителя - воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Роданид закиси железа 3-5

Полигмеколиевый эфир стеариновой кислоты (стеарокс - 6) 0,1-0,2

Продукт взаимодействия 20м оксиэтилена и смесь

жирных кислот (препарат ОС-20) 0,05-0,1

Вода остальное

В качестве совершенствования технологии обработки импрегнированными кругами предлагается способ контактно-эрозионного избирательного шлифования (КЭИШ). При этом способе одновременно с механической обработкой происходит внедрение в поверхностный слой заготовки частиц инородного материала, что позволяет получить обработанные поверхности с требуемыми эксплуатационными характеристиками [33].

Способ КЭИШ основан на использовании ряда научных положений и технических решений микрорезания в электромагнитном режиме; избирательного переноса в области контакта поверхностей деталей; внезонного способа охлаждения и очистки шлифовального круга.

При КЭИШ в отличии от шлифования стандартными и импрегнированными кругами, теплота выделяется в зоне шлифования избирательно и именно в тех местах, где дефектность (или плотность дислокаций) выше, чем в среднем по объему. В результате этого образуются микроучастки с высокой температурой (в тысячи раз большей, чем на соседних микроучастках), на которых крупные карбиды замещаются мелкими и притом занимающими определенное место, кроме того мелкие карбиды соединяются с металлической решеткой по правилам последовательности когерентной связи, которая не разрушает, а напротив упрочняет ее, так как карбиды «вплетаются» в решетку.

Таким образом, при КЭИШ обработанная поверхность получает одновременную оболочку с особыми свойствами. При этом поверхностный слой является упрочняющим каркасом, препятствующим появлению микротрещин.

При КЭИШ используют следующие импрегнированные круги: круг, пропитанный органическими и неорганическими импрегнаторами; круг с напыленными частицами металла; круг с импрегнатором, нанесенным на периферию в процессе обработки; круг с импрегнатором, внесенный в процессе изготовления круга.

КЭИШ может быть осуществлен в трех режимах: обычном и в двух режимах с подводом напряжения (анод - заготовка, катод - напыленный слой имрегнатора (меди) на шлифовальном круге и наоборот).

В последнем режиме частицы металла (меди) переносятся на обрабатываемую поверхность как в результате механического и теплового воздействия в зоне резания, так и благодаря однонаправленности поверхностных потенциалов обрабатываемого и напыленного материалов и внешней цепи. Поверхности, обработанные в этом режиме менее склонны к образованию неровностей в процессе контактирования тел под нагрузкой.

Зависимости шероховатости R_a обработанной поверхности (а) и составляющих Р_у (б) и Р_z (в) силы резания от продолжительности шлифования стандартным кругом 24А25СМ112К5 (кривые 1), кругом, импрегнированным кристаллической серой (кривые 2), кругом, импрегнированным частицами меди (заготовка - анод, напыленный слой - катод) (кривые 3), и то же (заготовка - катод, напыленный слой - анод)(кривые 4) представлены на рис. 7.2. Два первых способа - обычное шлифование ; два последних - КЭИШ.

Исследования [8] показали, что использование КЭИШ позволяет повысить эффективность шлифования в 2-4 раза, стойкость круга до 4,5 раз, снизить шероховатость обработанной поверхности, улучшить качество поверхностного слоя обработанных деталей, уменьшить концентрацию пыли и газов в зоне обслуживания в несколько раз.

Рисунок 7.2

Температурное поле детали при резании быстро стремится к состоянию теплового насыщения; процесс устанавливается, и температура поверхности не меняется. Температурное поле детали в этом случае принято называть квазистационарным. Такое состояние наступает хотя и быстро, но не мгновенно. В начальный период температура повышается на участке АВ (рис.7.3)(период насыщения), а затем становится постоянной (при этом не учитываются колебания, вызываемые периодическим нарушением контакта).

Осциллограмма изменения температуры

поверхности при шлифовании сплошным кругом

Рис. 7.3

Время теплового насыщения примерно равно 0,012-0,016 сек. Если продолжительность шлифования меньше времени теплового насыщения, то температура поверхности не достигает максимального значения, при котором образуется прижоги и ухудшаются свойства обработанной поверхности.

Для устранения этого недостатка сделаем процесс шлифования прерывистым. Реализовать данное предложение можно, сделав рабочую поверхность круга прерывистой, выполнив на ней пазы.

При этом встает вопрос о форме пазов, их количеств и размерах. Если выполнить пазы параллельными образующей круга, то круг будет работать с ударами. Возникает новое противоречие: рабочая поверхность круга должна быть прерывистой, чтобы избежать прижогов, и поверхность круга должна быть непрерывной, чтобы избежать ударов. Для этого разделим объект на части, выполняющие разные функции. Пусть круг в целом, выполняя шлифование, осуществляет постоянный контакт с заготовкой, а его рабочая поверхность в каждом сечении обеспечивает прерывистость шлифования. Чтобы поверхность круга в целом была при этом непрерывной, пазы выполняем наклонными (рис. 7.4.). Когда в одном сечении в контакте с заготовкой находится режущий выступ, в другом сечении в это время над шлифуемой поверхностью находится паз. В результате круг будет работать без ударов.

Таким образом, при прерывистом шлифовании каждая точка поверхности шлифуется несколькими режущими выступами. Температура поверхности в промежутках между резанием не успевает понизиться до исходной, а уменьшается лишь на 20-25%. Шлифование последующими режущими выступами круга существенно не повышает температуру в зоне резания, так как таблица снимаемого слоя уменьшается, снижая интенсивность теплового источника.

Были проведены также опыты по производительности прерывистого шлифования [34]. В результате этих исследований установлено, что при одном и том же показании нониуса станка истинный объем прерывистым кругом даже несколько больше, чем сплошным кругом. Объясняется это тем, что при шлифовании сплошным кругом отжим шпинделя получается больший, чем при шлифовании прерывистым кругом. Известно также, что при шлифовании в полезной работе участвуют далеко на все режущие зеркала, поэтому сохранение производительности при прерывистом шлифовании можно объяснить более равномерным распределением полезной нагрузки на оставшиеся зерна круга. Кроме того, уменьшается засаливаемость прерывистого круга и количество его правок. Прерывистое шлифование позволяет использовать форсированные режимы работы.

Рис. 7.4

Однако встает еще один вопрос о том, каким должно быть количество выступов. Из анализа проведенных опытов [34] следует, что шлифование сплошным кругом на всех режимах вызывает структурные превращения на глубину 140-170 мкм. Шлифование кругами с двумя и четырьмя вырезами не особенно улучшают качество поверхности. Обработка же кругами с двадцатью и с двадцать пятью вырезами существенно повышают качество поверхности (рис. 7.5.).

Зависимость степени отпуска N (сплошные линии) и глубины проникновения измененной структуры h (штриховые линии) от количества вырезов на круге

Рисунок 7.5

Оптимизируем характеристики круга. Шлифовальный круг содержит абразивный материал и связку.

С целью повышения производительности, снижения температуры шлифования и шероховатости обработанной поверхности предлагается абразивный инструмент с пористой структурой выполнить в виде соединенных керамической связкой полых сферических частиц абразивного материала и их осколков (рис. 7.6).



Рисунок 7.6

В процессе обработки полые сферические частицы 1 скалываются и в результате образуются дополнительные режущие грани 3, улучшающие режущую способность инструмента, а осколки абразивного материала 2 тем самым полируют обрабатываемую поверхность, что приводит к снижению шероховатости обработанной поверхности. Абразивный инструмент также содержит керамическую связку 4 и поры 5, а также выше указанные компоненты в следующем соотношении, об. %: