Относительная опорная длина профиля
Относительная опорная длина профиля на базовой длине непосредственно определяется по вероятности неудаления материала
и численно равна ей, если не зависит от
.
Исходная поверхность заготовки имеет микрорельеф нерегулярного профиля, например, после чернового шлифования, тогда зависимость для расчета вероятности удаления материала может быть представлена в виде
,
где - показатель, определяющий вероятность удаления (неудаления) материала на предшествующей операции.
Показатель определяется по зависимостям:
После прохождения сечением зоны контакта зависимость принимает вид
.
Пример. Рассчитать среднее арифметическое отклонение профиля, наибольшую высоту неровностей, высота неровностей профиля по 10 точкам;при шлифовании образцов из закаленной стали диаметром 50 мм кругами 1-300x20x75 24А 25-Н СМ2 Б. Режим резания: ;
;
;
. Для заданных условий
,
1/м2,
мм,
.
Пример. Рассчитать относительную опорную длину профиля при шлифовании заготовок из закаленной стали диаметром 48 мм кругами 1-300х20х127 24А 25-Н СМ2 Б при скорости круга 35м/с, скорости заготовки 0,25 м/с, продольной подаче 33 мм/с, поперечной подаче 0,008 мм/ход,
=0,01087 мм,
=0,9;
=0,021 мм;
=5,2 зерен/мм2 ,
=0,53х10-3 м.
Расчет выполним по уравнению (4.32) для уровня =0,004 мм при
=-0,1 мм:
Показатель определен по профилограмме исходной шероховатости поверхности. Для уровня 0,004 мм он равен 0,546. Вероятность удаления материала вычислим по уравнению
.
Вероятность неудаления материала соответственно определится
.
12. Составляющие силы резания
, (5.21)
где – глубина микрорезания единичным абразивным зерном;
– угол между равнодействующей силы резания и скоростью резания;
– угол сдвига;
– среднее касательное напряжение в плоскости сдвига;
– коэффициент трения;
– ширина площадки на вершине абразивного зерна в направлении скорости резания,
.
Пример. Рассчитать радиальную составляющую. силы резания при ,
,
,
Н/мм2:
13. Определение мощности резания
Эффективную мощность резания определяют с учетом вида шлифования по одной из следующих эмпирических зависимостей [1, с.300 или 2, с.469; 3, с.438]:
- при шлифовании периферией круга с продольной подачей:
- при шлифовании периферией круга с радиальной подачей (врезное шлифование):
- при шлифовании торцом круга:
где - диаметр заготовки, мм;
- ширина шлифования, мм, равная длине детали при круглом врезном шлифовании и поперечному размеру поверхности детали при шлифовании торцом круга.
Значения постоянных коэффициентов и показателей степени, входящих в указанные зависимости, определяют по [1, табл.56, с.303; 2, табл.70, с.468; 3, табл.131, с.441].
14. Проверка режимов резания
Проверку осуществляют по мощности привода главного движения:
где - мощность станка;
- КПД станка
15. Расчет температуры на поверхности заготовки в точке выхода из зоны контакта вычисляется по зависимости:
,
где – мощность теплового источника;
– коэффициент теплопроводности обрабатываемого материала;
– коэффициент температуропроводности материала.
16. расчет максимальной температуры поверхностных слоев абразивного зерна, определяется по уравнениям работы [57]:
при
,
где - интенсивность теплоподвода;
- коэффициент температуропроводности материала заготовки;
- коэффициент теплопроводности материала;
- коэффициент, зависящий от материалов взаимодействующих тел;
- время контакта зерна с заготовкой.
17. Расчет глубины дефектного слоя.
Глубина дефектного слоя, по данным А.В. Якимова [261] она определяется зависимостью:
(3.100)
где – бездефектный уровень плотности теплового потока;
- тепловой поток;
– полуширина теплового источника;
– коэффициент, определяемый характером тепловыделения (b =0.8, ... ,0.9);
– коэффициент, зависящий от теплофизических свойств круга и заготовки;
– удельная поверхностная работа шлифования;
– коэффициент, учитывающий влияние электрического поля на глубину дефектного слоя.
18. Баланс перемещений при шлифовании.
где - изменение радиус-вектора инструмента на i-м обороте, обусловленное линейным износом круга;
- изменение радиуса заготовки на
-м обороте, как результат механического, хрупкого объемного и эрозионного процессов съема материала;
- приращение фактической глубины резания.
где - изменение радиус-вектора инструмента на i-м обороте, обусловленное линейным износом круга;
- изменение радиуса заготовки на
-м обороте, как результат механического, хрупкого объемного и эрозионного процессов съема материала;
- приращение фактической глубины резания.
Пример расчета баланса перемещений в технологической системе для процесса круглого наружного врезного шлифования с поперечной подачей =5 мкм на оборот заготовки и частотой ее вращения
=2 Гц. Время одного оборота заготовки равно 0,5 с. Для расчетов воспользуемся очень грубыми приближениями:
.
Приращения упругих деформаций круга и заготовки, а также температурных деформаций элементов системы не учитываем. Начальное состояние системы .
.
Для первого контакта поверхности с инструментом имеем
;
;
.
Для второго и третьего контактов вычислим: ;
;
;
;
;
.
19. Отклонения формы заготовки после j-го контакта определяются разностью между максимальным и минимальным значениями радиусов векторов поверхности
, (6.23)
где и
- радиальные съемы материала со стороны наибольшего и наименьшего припусков.