Технологический процесс изготовления червяка (стр. 10 из 22)
На рис. 8.6 приведены зависимости газопроницаемости материала инструмента из электрокорунда и из карбида кремния от зернистости и содержания порообразователя. Видно, что введение порообразователя с зернистостью № 25, т. е. такой же как и абразива, приводит к ее увеличению для электрокорунда почти в 3 раза, а с возрастанием зернистости до № 80 - в 5-6 раз. Аналогично влияние содержания порообразователя в количестве 7-15 % от массы абразива. Однако для карбида кремния уровень повышения газопроницаемости и при максимальных параметрах порообразователя не превышает 2 раз.
Зависимость отношения количества зерен абразива n1 к количеству частиц порообразователя от содержания порообразователя при К, равном 1(1), 2(2), 3(3), 4(4).
Рис. 8.5
Это объясняется повышенным содержанием и природой свойств спекающейся связки при карбиде кремния по сравнению с плавящейся при электрокорунде, не позволяющей резко повысить степень развитости поровой структуры материала инструмента. При этом, однако, наблюдается некоторое снижение прочности материала инструмента.
Зависимость газопроницаемости (1,2) и прочности при сжатии (3,4) высокопористого материала от зернистости
Рис. 8.6
Зависимость газопроницаемости (1,2) и прочности при сжатии (3,4) высокопористого материала от содержания порообразователя
Рис. 8.7
На рис. 8.8, 8.9 показаны закономерности влияния содержания порообразователя и его зернистости на коэффициент шлифования (Кш).
Зависимость коэффициента шлифования от глубины шлифования при введении порообразователя 7 (2), 10 (3) и 15 (4) % по сравнению с кругом структуры № 6 (1)
Рис. 8.8
Зависимость коэффициента шлифования от глубины шлифования при зернистости порообразователя № 25 (2), 40 (3), 63 (4) и 80 (5) по сравнению с кругом структуры № 6 (1)
Рис. 8.9
В связи с тем, что введение порообразователя с зернистостью выше, чем абразива, увеличивает расстояние между зернами абразива, шероховатость поверхности при шлифовании высокопористыми кругами несколько выше, чем базовым кругом (рис. 8.10, 8.11). С увеличением содержания и зернистости порообразователя шероховатость поверхности несколько возрастает. Наибольшее влияние на шероховатость оказывает зернистость порообразователя. С увеличением номера зернистости от 25 до 80 параметр шероховатости поверхности возрастает в 1,25—1,3 раза, а с изменением количества порообразователя от 7 до 15 % Rа изменяется не больше, чем на 10%. Кроме того, шероховатость возрастает и при увеличении глубины резания, что характерно при использовании высокопористых кругов.
Таким образом, результаты исследований подтверждают позитивный характер изменения структурно-механических свойств композиционного материала абразивных инструментов с введением порообразователя определенной характеристики, показывают степень повышения эксплуатационных свойств, качества обработки, перспективность технологических возможностей инструмента.
Зависимость параметра шероховатости обработанной поверхности от глубины шлифования при введении по-рообразователя7(2), 10(3) и 15(4)% по сравнению с кругом структуры № б (1)
Рис. 8.10
Зависимость параметра шероховатости обработанной поверхности от глубины шлифования при зернистости порообразователя № 25 (2), 40 (3), 63 (4) и 80 (5) по сравнению с кругом структуры № 6 (1)
Рис.8.11
Для практического обоснования разработанной технологии были разработаны абразивные круги двух типов: по классической и предлагаемой технологиям. В качестве материала основной фракции использовали электрокорунд белый 25А зернистостью 40-Н, связка - керамическая К5С, структура инструмента № 7, твердость инструмента - СМ2. Круги по предлагаемому принципу изготовляли из тех же материалов, но с добавлением наполнителя - электрокорунда белого 25А зернистостью 16-Н в количестве 5,6 % от массы зерен основной фракции.
Результаты испытаний показали следующее:
- инструмент, изготовленный по предлагаемой технологии, показал увеличение режущей способности на 33,9 % при шлифовании стали 40Х по сравнению с инструментом, изготовленным по классической технологии;
- уменьшение линейного износа круга на 44 %;
- увеличение твердости от СМ2 до СТ1;
- снижение неравномерности твердости на 61 %.
9. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
9.1 Проектирование станочного приспособления
9.1.1 Исходные данные для расчета
Вид и материал заготовки – штамповка Сталь 40Х, sв =750 МПа;
Вид обработки – черновая;
Материал резца – резец сборный со сменной четырехгранной неперетачиваемой пластиной из Т5К10;
Режимы резания – глубина t=3,0 мм; подача s=0,6 мм/об; скорость резания V=61,32 м/мин.
Тип приспособления – одноместное универсальное наладочное (УНП) со сменными кулачками.
Металлорежущий станок – 16К20Ф3 (наибольший диаметр патрона 400мм,
внутренний конус шпинделя – Морзе 2В, основные размеры концов шпинделя по ГОСТ 12595-72).
Теоретическая схема базирования представлена на рисунке 9.1
Операционный эскиз
Рис. 9.1
9.1.2 Расчет сил резания
При наружном продольном и поперечном точении составляющие
силы резания рассчитываются по формуле: 
(9.1)для
где,
= 243; [6,c 273,табл. 22]n =- 0,3; [6,c 273,табл. 22]
х = 0,9; [6,c 273,табл. 22]
y = 0,6; [6,c 273,табл. 22]
для
где,
= 300; [6,c 273,табл. 22]n =-0,15; [6,c 273,табл. 22]
х = 1,0; [6,c 273,табл. 22]
y = 0,75; [6,c 273,табл. 22]
Т = 60 мин – период стойкости инструмента;
t= 3,0 мм – глубина резания;
s = 0,6 мм/об – подача; [6,c 266,табл. 11]
(9.2) 
– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала [6,c 264,табл. 9] 
=750 МПа – предел прочности обрабатываемого материала; 
= 0,75; [6,c 264,табл. 9]Тогда
; 
– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца ц =0,89 (для ) [6,c 275,табл. 23] =0,50 (для 
) [6,c 275,табл. 23] 
– коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца г =1,1 (для 
) [6,c 275,табл. 23] =1,4 (для 
) [6,c 275,табл. 23] 
– коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки л =1,0 (для ) [6,c 275,табл. 23] =1,0 (для ) [6,c 275,табл. 23]Таким образом,
=1,0 × 0,89 × 1,1 × 1,0 = 0,98 (для ) =1,0 × 0,50 × 1,4 × 1,0 = 0,7 (для ) 
9.1.3 Расчет усилий зажима [13, с71]
В процессе обработки заготовки на нее воздействует система сил. С одной стороны действуют составляющие силы резания, которые стремятся вырвать заготовку из кулачков, с другой – силы зажима, препятствующая этому. Из условия равновесия моментов этих сил и с учетом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия.