Определить ожидаемую шероховатость поверхности при чистовом точении заготовок из конструкционной стали 40Х .

Исходные данные: r =1мм, t=0,5мм, s =0,16мм/об, v =150, a=1, g=0, j=19,6кН/мм.

Решение

Rz=k₀ v^k1 s^k2 t^k3 r^k4 (50+g)^k5 a^k6(100j_cm)^k7

k₀=416,6; k₁ =-0,45; k₂ =0,36; k₃ =-0,1; k₄ =0,12; k₅=0,005; k₆= -0,1; k₇=-0,221

Rz=416,6 150^0,45 0,16^0,36 0,5^-0,1 1^0,12 (50+0)^0,005 1^-0,1(100 19,6)^-0,221=4,6мкм

Rа=0,2 4,6=0,9мкм.

Sm=k₀ v^k1 s^k2 t^k3 r^k4 (50+g)^k5 a^k6(100j_cm)^k7

k₀=17,9; k₁ =0,1; k₂ =0,8; k₃ =-0,25; k₄ =0,15; k₅=0,21; k₆= 0; k₇=-0,31

Sm=17, 150^0,1 0,16^0,8 0,5^-0,25 1^0,15 (50+0)^0,21 1⁰ (100 19,6)^-0,31=0,17мкм

Задача 2.2.

Определить значение параметра шероховатости Ra при электромеханической обработке наружных цилиндрических поверхностей деталей из стали 45 предварительно обработанных точением Ra =1,6мкм и шлифованием Ra=1,6мкм.

Условия ЭМО: профильный радиус рабочего ролика r =1,5мм; задний угол вдавливания ролика на обрабатываемую поверхность j_a =0°20¢сила тока I=500А; сила давления ролика на обрабатываемую поверхность Р=800Н, скорость резания v =30м/мин; подача s = 0,15об/мин.

Решение

При предварительном точении

Rа=0,006 1,6^1,02 30^0,36 0,15^0,35 500^-0,03 (800/10)^-0,40 1,5^-0,36 (tg 0°20¢)^-1,03 =0,61мкм.

При предварительном шлифовании

Rа=0,18 1,6^1,22 30^0,36 0,15^0,29 500^-0,03 (800/10)^-0,41 1,5^-0,2 (tg0°20¢)^-0,28=0,36мкм

Задача 2.3

Определить оптимальные режимы алмазного выглаживания роликов диаметром 20мм из стали ШХ12 (НRСэ 62…63) предварительно обработанных с исходной шероховатостью Rz_исх с целью получения Ra на токарном станке 16К20. Исходные данные: максимальное напряжение в контакте s_мах и диаметр деформирующего инструмента D_и. Исходя из необходимости обеспечения стойкости инструмента, скорость алмазного выглаживания принимается равной v=10-70м/мин.

Прядок расчета.

1.Алмазное выглаживание деталей из стали ШХ15 обеспечивает шероховатость которую связывает с режимами обработки следующая зависимость:

Rа=0,18 Rа_исх^0,77 v^0,06 s^0,14 (s_мах/10)^-0,27 D_и^-0,3

2. Преобразовать приведенную зависимость в выражение вида s=f(Rz_исх, Ra, v, s_мах, D_и)

3. Выявить зависимости вида s=f(v) и преобразовать полученную зависимость в зависимость вида

s=а/n^b.

4. Определив значения n_мах и n_мin рассчитываем возможные значения s.

5. Для полученных диапазонов n и s рассчитываем возможные значения произведения . и находим его максимальное значение.

Задача 2.4.

Определить какой из методов обработки роликов из стали 45 (НRС_э 48) при диаметре ролика D_р, длине L_р более производительный: алмазное точение или магнитно-абразивная обработка.

Исходные данные: исходная шероховатость Ra_исх, шероховатость которую необходимо достигнуть Ra, радиус при вершине резца r, передний угол g, зернистость абразива k, скорость вращения детали при магнитно-абразивной обработке v_ма, частота вращения детали при алмазном точении n_та, зазор между полюстниками и деталью d, магнитная индукция в зазоре В, скорость осциляции v_о.

Порядок расчета.

1. Шероховатость поверхности при алмазном точении

Rа=0,16 v^-0,19 s^0,59 r^-0,29 (90+g)^0,66

2. Определяем подачу, ограниченную шероховатостью поверхности

3. Определяем основное время обработки при длине врезания и длине перебега равных 3мм.

4. При магнитно-абразивной обработке теоретическая шероховатость поверхности

Rа=0,58 Rа_исх ^0,55 k^0,15 d^0,3 T^0,52 B^-0,05 v^-0,08 v_o^-0,26

5. Преобразовать приведенное выше выражение получим зависимость для определения времени необходимого для достижения заданной шероховатости.

6. Сравнивая длительность обработки, выбираем более производительный метод обработки.

Варианты заданий для самостоятельной работы приведены в таблице 6.

Задача 2.1

Определить параметры шероховатости поверхности Ra и Sm при точении стали У10А (НС_э62) резцами для следующих условий обработки:

r ; g; s,об/мин; v,м/мин

Задача 2.2

Определить значение параметра шероховатости Ra при электромеханической обработке наружных цилиндрических поверхностей деталей из стали 45 предварительно обработанных точением и шлифованием при Ra, мкм.

Условия ЭМО: профильный радиус рабочего ролика r ,мм; задний угол вдавливания ролика на обрабатываемую поверхность j_a ,° сила тока I,А; сила давления ролика на обрабатываемую поверхность Р,Н, скорость резания v, м/мин; подача s, об/мин

Задача 2.3

Определить оптимальные режимы алмазного выглаживания роликов диаметром 20мм из стали ШХ12 (НRСэ 62…63) предварительно обработанных с исходной шероховатостью Rz_исх, мкм с целью получения Ra, мкм на токарном станке 16К20. Исходные данные: максимальное напряжение в контакте s_мах,Мпа и диаметр деформирующего инструмента D_и.,3мм Исходя из необходимости обеспечения стойкости инструмента, скорость алмазного выглаживания принимается равной v=10-70м/мин.

Задача 2.4

Определить какой из методов обработки роликов из стали 45 (НRС_э 48) при диаметре ролика D_р, мм, длине L_р, мм более производительный: алмазное точение или магнитно-абразивная обработка.

Исходные данные: исходная шероховатость Ra_исх, мкм, шероховатость которую необходимо достигнуть Ra, мкм, радиус при вершине резца r, мм, передний угол g,°, зернистость абразива k, мкм, скорость вращения детали при магнитно-абразивной обработке v_ма, м/мин, частота вращения детали при алмазном точении n_та, об/мин, зазор между полюстниками и деталью d=1мм, магнитная индукция в зазоре В,Тл, скорость осциляции v_о, м/мин.

Таблица 6 варианты заданий для задач 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4

	задача 2.1	задача 2.2
№ вар.	r, мм	y, град	S, мм/об	V, м/мин	Ra, мкм	r, мм	ja 	I, A	Р, Н	V, м/мин	S, мм/об
	0,5		0,05		3,2	0,5	0,3				0,1
			0,05		1,6	0,5	0,3				0,1
		-10	0,05		1,6	0,5	0,3				0,1
		-30	0,05		3,2	0,5	0,3				0,1
	0,5	-30	0,05		1,6	0,5	0,3				0,1
	0,5	-10	0,05		1,5		0,3				0,2
	0,5	-10	0,1		1,6		0,3				0,2
		-10	0,1		3,2		0,3				0,2
			0,1		1,6		0,7				0,1
		-30	0,1		3,2		0,7				0,1
	0,5	-30	0,1		3,2		0,7				0,15
	0,5	-30	0,1		3,2		0,7				0,2
		-30	0,1		6,3		0,7				0,2
		-10	0,2		0,8	0,5	0,7				0,2
			0,2		0,8	0,5	0,7				0,2

	Задача 2.3	Задача2.4
№ вар.	Rzисх	Ra	s	Dи	Dр	Lр	Raисх	Ra	r	g	k	vма	nта	vо	В	d
		0,8						0,5	0,5
	2,5	0,3					3,2	0,1	0,5
		0,4					3,2	0,1	1,5
							1,6	0,5	1,5
		0,8					2,5	0,3
		0,6					2,5	0,1	1,5
		0,4					1,6	0,4
								0,1		-20
		0,8						0,1		-20					0,5
		0,6					2,5	0,5	0,5	-5
		0,4						0,3	0,5	-5
		0,3					1,6	0,2		-5
		0,8					1,6	0,4		-5
		0,6					1,6	0,3		-5
		0,6					1,6	0,1		-5

Практическая работа №3 Моделирование технологического процесса методом пассивного эксперимента

Если при изменений одной величии», другая величина изменяет свое среднеарифметическое значение, то связь между ними н называется корреляционной

Например, изменение настроенного размера станка приводит к изменению положения центра рассеивания размеров. Степень влияния изменения входной величины x на выходную у. оценивается корреляционным моментом (ковариация) С_xy

где N - общее число наблюдений (объем выборки);

N_xy - частота появлений каждой пары значений x и y

- среднее арифметическое значение величин x_i и y_i в выборках;

Где N_x, N_y - частота появления значений x_i, y_i.

Теснота корреляционной связи определяется с помощью коэффициента r_xy и корреляционного отношения η_xy:

Где S_x – среднее квадратическое отклонение значений x_i в выборке

S_y - среднее квадратическое отклонение значений y_i в выборке^

- средне квадратичное отклонение величин условныхсредних арифмитических значений от общей средней :

Где

Определив значения r_xy иη_xy можно судить о связи между входными x и выходными y величинами:

Таблица 3.1

№	rxy	ηxy	Характеристика связи
			Отсутствует
	±1	-	Линейная функциональная
		±1	Криволинейная функциональная
		<±1	Криволинейная корреляционная
	|rxy|=| ηxy|	Точная линейная корреляционная
	>0	<±1	Линейная корреляционная

Задача 3.1. Методика определения степени взаимосвязи факторов и показателей.

На операцию точения диаметра Ø20 мм подаются заготовки с различным припуском на обработку. Станок настроен на размер, результаты измерения записаны в таблице. Найти степень их взаимосвязи.

Таблица 3.2. Исходные данные

№ детали

Величина припуска, мкм

Отклонение от размера, мкм

(продолжение)

№ детали

Величина припуска, мкм

Отклонение от размера, мкм

Последовательность расчета.

Входной величиной (x_i) принята величина припуска на обработку, выходной величиной (y_i) отклонение от размера.

1. Строим корреляционное поле в системе координат X,Y цена деления Cx= 20мкм, Cy=8 мкм.

Рис. 3.1 Корреляционное поле.

2. По данным эксперимента строим корреляционную таблицу со строками для вычисления статистических характеристик. Для упрощения вычислений произведем замену:

Где a_x=150 мкм, a_y=200 мкм – середины общего поля рассеяния величин x и y.

Значения a_x и a_y выбраны также посередине интервалов с наибольшей частотой попадания значений x_i и y_i соответственно (реализован метод условного нуля).

Таблица 3.3 Корреляционная таблица

Интервалы Y, мкм	Середина интервалов , мкм	Значения y'i	Интервалы Х, мкм	Ny	Ny·y'i	Ny·(y'i)2
100-120	120-140	140-160	160-180	180-200
Середина интервалов
Значения x'i
-2	-1
0-8		-2							-6
8-16		-1							-5
16-24
24-32
32-40
Итого
Номера строк		Nx							Итого
	Nx x'i	-10	-6				-3
	Nx (x'i)2
	ΣNxy y'i	-5	-5
	x' ΣNxy y'
		-1	-0,83			1,5
			0,69			2,25
			4,17

Вычисления в строке №4 производятся следующим образом:

ΣN_xy·y’= y₁’ N₁₁+ y₂’ N₁₂+ y₃’ N₁₃+ y₄’ N₁₄+ y₅’ N₁₅= -2·2+(-1)·1+0·2+1·0+2·0=-5 мкм.

3. По результатам обработки данных в кореляционной таблице находим все величины входящие в формулу для определения r_xy иη_xy.

4. Определим величины r_xy иη_xy:

Согласно таблицы характеристик связи – для случая r_xy =η_xy между x и y существует точная линейная кореляционная связь. Значение r_xy =0,8 (близкое к 1) говорит о том, что такая связь весьма существенна.

Натуральные значения найденных при помощи метода условного нуля величин:

S_x=C_x·S_x’=20·1.37=27.4 мкм;

S_y= C_y·S_y’=8·1.18=9.4 мкм;

C_xy=C_x·C_y·C’_xy=8·20·1.28=205 мкм.

Индивидуальные задания

Вар.1 При обработке заготовок из молибдена при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующих диаметров D (мкм) №, пп Е, Дж D, мкм 0,1 0,2 0,2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,3 0,2 0,4 0,1 0,5 0,8 0,7 0,4 0,8 0,7 0,4 0,5 0,2 0,8 0,5 0,3 0,4 0,3 0,3 0,1 0,9

2 При обработке заготовок из титана при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующих диаметров D (мкм) №, пп Е, Дж D, мкм 0,1 0,2 0,2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,3 0,2 0,4 0,1 0,5 0,8 0,7 0,4 0,8 0,7 0,4 0,5 0,2 0,8 0,5 0,3 0,4 0,3 0,3 0,1 0,9

3 При обработке заготовок из стали ст 4 при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующих диаметров D (мкм) №, пп Е, Дж D, мкм 0,2 0,4 0,4 0,3 0,4 0,7 0,9 0,6 0,5 0,8 0,2 0,9 1,6 1,4 0,8 1,7 1,4 0,8 1,1 0,4 1,6 0,6 0,7 0,6 0,8 0,2 1,8

4 При обработке заготовок из латуни Л62 при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующих диаметров D (мкм) №, пп Е, Дж D, мкм 0,3 0,6 0,6 0,5 0,6 0,9 1,1 1,2 0,8 0,7 0,4 1,1 1,8 2,2 1,6 1,9 1,6 1,3 0,6 1,8 1,2 0,8 0,9 0,8 0,4	5 При обработке заготовок из стали 1Х18Н9Т при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующих диаметров D (мкм) №, пп Е, Дж D, мкм 0,5 0,7 0,7 0,6 0,7 1,2 1,3 0,9 0,8 1,1 0,5 1,2 1,9 2,3 1,7 1,1 1,7 1,1 1,4 0,7 1,9 1,3 0,9 0,9 1,1 0,5 2,1	6 При обработке заготовок из Со при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующей глубины Н(мкм) №, пп Е, Дж D, мкм 0,1 0,1 0,8 0,4 0,5 0,6 0,9 0,8 0,3 0,7 0,4 0,9 0,4 0,2 0,4 0,8 0,2 0,5 0,4 0,1 0,5 0,8 0,4 0,6 0,1 0,3 0,4 0,2
7.При обработке деталей из стали 1Х18Н9Т получены данные зависимости шероховатости обработанной поверхности Rz (мкм) от энергии излучения Е (Дж).	8 При обработке деталей из стали 50 получены данные зависимости шероховатости обработанной поверхности Rz (мкм) от длительности импульса излучения t (мс).	9 При резке стали получены данные зависимости шероховатости обработанной поверхности Rz (мкм) от скорости перемещения луча v (м/мин).
№ пп Е, Дж Rz, мкм 0,4 1,5 0,7 1,9 0,5 1,7 0,2 1,4 0,4 1,3 0,1 0,9 0,7 2,2 0,4 1,4 0,1 1,1 0,5 1,3 0,6 2,1 0,5 1,5 0,9 2,5 0,1 0,8 0,2 1,5 0,3 1,2 0,8 2,1 0,6 1,5 2,7 0,7 2,2 0,3 1,4 0,5 1,8 0,6 1,5 0,4 1,6 2,7 0,5 1,6 0,2 1,3 0,7 2,3 0,9 2,5 0,2 1,4	№ пп t, мс Rz, мкм 7,0 4,1 6,7 8,6 10,3 11,2 2,6 5,4 8,7 5,2 2,6 5,4 0,9 11,3 8,7 9,8 0,7 5,6 10,7 2,6 8,4 8,8 5,6 8,1 7,3 4,3 1,1 10,2 11,3 5,7	№ пп v (м/мин) Rz, мкм 0,2 0,8 1,2 1,8 0,4 0,8 0,5 0,6 0,2 1,4 0,7 0,8 1,1 1,2 0,5 0,3 0,5 0,7 1,5 1,1 0,2 0,5 0,8 1,9 0,3 0,9 0,6 1,7

10. При резке стали получены экспериментальные данные зависимости ширины реза b (мкм) от скорости перемещения луча v (м/мин).	11 При резке жаропрочной стали получены данные зависимости ширины реза b (мкм) от скорости перемещения луча v (м/мин).	12 При обработке деталей из титана получены экспериментальные данные зависимости шероховатости обработанной поверхности Rz (мкм) от энергии излучения Е (Дж).
№ пп v (м/мин) b, мм 2,4 3,5 2,2 2,2 3,8 3,6 2,7 2,8 2,6 3,2 2,8 2,2 3,3 2,7 3,6 2,3 3,4 2,6 2,8 2,1 3,2 2,4 2,2 3,5 2,1 3,7	№ пп v (м/мин) b, мкм 1,1 1,6 1,7 2,3 2,8 1,3 2,8 2,4 1,6 2,6 2,2 1,1 2,2 2,7 2,1 2,6 1,2 1,8 1,9 2,5 2,8 2,1 1,5 1,6 2,5 2,1 2,9	№ пп Е, Дж Rz, мкм 0,2 1,8 0,1 0,9 0,6 4,8 0,2 1,7 0,4 3,3 0,9 6,2 0,7 5,7 0,4 0,1 1,3 0,2 1,7 0,6 4,9 0,5 3,8 0,7 4,9 0,1 1,3 0,9 6,2 0,3 2,6 7,8 0,6 4,5 0,3 2,5 0,4 3,1 0,3 2,3 0,5 0,7 5,1 0,4 3,3 0,4 3,4 0,8 5,8 0,2 1,7 0,4 3,3 0,9 6,6 0,7 5,1
13 При обработке заготовок из латуни Л62 при различных значениях энергии импульса Е (Дж) получены отверстия следующей глубины Н(мкм)	14 При обработке стали на температуру резания Т оказывает влияние величина подачи s (м/мин)	15 При обработке чугуна на температуру резания Т° оказывает влияние подача s (мм/об)
№, пп Е, Дж D, мкм 0,15 0,15 1,2 0,6 0,75 0,9   ,35 1,2 0,45 1,05 0,6 1,35 1,5 0,6 0,3 0,6 1,2 0,3 1,5 0,75 0,6 0,15 0,75 1,2 0,6 0,9 0,15 0,45 0,6 0,3	№ пп s (м/мин) Т° 0,5 0,7 1,3 0,7 1,5 0,4 1,1 0,5 1,5 0,7 0,8 1,1 0,8 1,2 0,3 0,9 1,5 0,6 0,8 1,2   0,5 0,9 0,8 1,7 1,6 0,9 0,8 1,5	№ пп s (мм/об) Т° 0,5 0,8 1,7 1,6 0,9 0,8 1,5 1,1 0,5 0,7 1,3 0,7 1,5 0,4 0,3 0,9 1,5 0,6 0,8 1,2 0,5 0,9 1,5 0,7 0,8 1,1 0,8 1,2

16 При обработке стали на температуру Т° нагрева резца оказывает влияние скорость резания v (м/мин)	17 При обработке стали величина износа h(мм) зависит от времени работы резца Т (мин)	18При обработке стали с применением СОЖ величина износа h(мм) зависит от времени работы резца Т (мин)
Наши рекомендации Задача 4. Шероховатость поверхности Шероховатость поверхности Шероховатость поверхности Группы марок конструкционной углеродистой стали И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ. 6.1 Цель работы: Изучить влияние различных видов термической обработки на структуру и механические свойства конструкционной стали марки 45 Относительный износ (мкм/км) резцов при чистовом точении Шероховатость поверхности Шероховатость поверхности. ГОСТ4543-7. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия Шероховатость поверхности материалов МПП. ← Предыдущая страница | Следующая страница → № пп v (м/мин) Т°