Файл: Механические, термодинамические и электрофизические процессы при шлифовании.docx
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 385
Скачиваний: 14
Точильный камень изготовлен из материала с плотностью , имеет диаметр D и ширину h. Мотором, потребляющим ток I при напряжении U и камень раскручивается до частоты за время . Посте того, как мотор выключили, к камню прижали с силой F металл массой m, с удельной теплоемкостью . Через время температура металла повысилась на . На нагрев, металла пошло от выделившейся энергии. Определить диаметр и удельную теплоемкость камня. Данные для решения задачи представлены в таблице 1.Таблица 1 - Данные для решения задачи
 | D | h | I | U |  |  |  | F | m |  |  |  |  |
| кг/м3 | м | м | А | В | | 1/с | с | Н | кг | Дж/К*кг | c | град | % |
| 2000 | ? | 0,03 | 2 | 220 | 0,7 | 50 | 1 | 100 | 2 | ? | 2 | 5 | 0,4 |
СОДЕРЖАНИЕ
4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Теоретические основы процессов шлифования 6
1.1 Особенности процесса шлифования 6
1.3 Тепловые процессы шлифования 11
2 Решение поставленной задачи 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ 23
ВВЕДЕНИЕ
Процесс шлифования является сложной системой, состоящей из взаимосвязанных подпроцессов: удаления материала, упругого деформирования технологической системы, относительного перемещения элементов технологической системы, теплообмена, изнашивания шлифовального круга, макро- и микроформообразования. На следующей ступени классификации каждый из указанных подпроцессов можно, в свою очередь, разделить на компоненты – более простые процессы. Для эффективного управления процессом шлифования необходимы математические модели, отражающие наиболее важные связи между показателями его компонентов. Каждая модель отражает сложную систему в определенном диапазоне условий и требований, включая только те параметры и отношения, которые необходимы для решения инженерной технологической задачи.Цель курсовой работы – получить навыки научно-исследовательской работы по теме механические, термодинамические и электрофизические процессы при шлифовании с применением математических вычислений.Задачи курсовой работы:– рассмотреть теоретические основы процессов шлифования,– решить практическую задачу согласно своему варианту.1 Теоретические основы процессов шлифования
1.1 Особенности процесса шлифования
Шлифование – технологический метод обработки при помощи абразивных инструментов, режущими элементами которых являются твердые зерна абразивных материалов.Шлифование является процессом массового скоростного резания с образованием очень мелких стружек.Шлифование чаще всего выполняется на окончательной стадии обработки (на чистовых и отделочных операциях), выполняемой после лезвийных операций резания (точения, фрезерования, строгания и др.), т.к. позволяет обеспечивать 6…7 квалитеты точности размеров при малой шероховатости поверхностей (Rа = 0,08...0,32 мкм).Особенности процесса шлифования:– срезание абразивным зерном небольшого слоя металла, в виде ограниченной длины и малого поперечного сечения,– в процессе резания участвует одновременно большое число зерен,– повышенное трение и нагрев детали, т.к. зерна на поверхности инструмента ориентированы по разному (хаотично), поэтому часть из них не режут, а упруго деформируют обрабатываемую поверхность,– необходимо непрерывное обильное охлаждение (СОЖ) зоны резания.Инструментом при шлифовании могут быть: абразивные круги, головки, бруски, сегменты, листы, ленты, пасты и свободные зерна. Наибольшее применение из них имеют шлифовальные круги.1.2 Характеристика и маркировка абразивного инструментаАбразивный инструмент представляет собой массу абразивных зерен, связанных между собой связующим веществом (связкой).Абразивный инструмент характеризуется следующими параметрами: формой и размерами, материалом и размерами зерен, связкой, твердостью и структурой.Абразивный инструмент изготовляется в соответствии со стандартами и техническими условиями.1) Абразивные материалыАбразивные материалы могут быть природного происхождения (естественные) и искусственные.Природные абразивные материалы (корунд, наждак, кварцевый песок, гранат, кремень, алмаз и др.) имеют ограниченное применение из-за нестабильности их физико-механических характеристик.В машиностроении в основном используют искусственныеабразивные материалы, такие как: электрокорунды, карбиды кремния и бора, синтетические алмазы и эльбор.Электрокорунд– искусственный корунд на основе оксида алюминия (Аl2О3), выпускается в виде нескольких разновидностей (маркируется двумя цифрами и буквой «А»):– нормальный: марок 13А, 14А, 15А, 16А,– белый: 22А, 23А, 24А, 25А,– хромистый: 32А, 33А, 34А,– хромотитанистый: 91А, 92А., 93А, 94А,– монокорунд: 43А, 44А, 45А,– сферокорунд: ЭС.Карбид кремния (карборунд) состоит из SiC и имеет дверазновидности:– черный: 52С, 53С, 54С, 55С,– зеленый: 62С, 63С, 64С.Карбид бора (содержит до 94% В4С) – марки КБ.Синтетические алмазы выпускаются в виде:– шлифпорошков: АСО, АСР, АРВ, АРК, АРС,– микропорошков: АСМ, АСН,– эльбор (кубический нитрид бора): ЛО, ЛП, ЛКВ, ЛВМ, ЛПМ.
2) Зернистость абразивных материалов
Зернистость характеризует размеры зерен в поперечнике. В зависимости от размера различают 4 группы зерен:
– шлифзерна (номера от 16 до 200) – размеры от 160 до 2000 мкм,
– шлифпорошки (от 3 до 12) – размеры от 40 до 125 мкм,
– микропорошки (от Ml 4 до М63) – размеры от14 до 63 мкм,
– тонкие микропорошки (от М5 до M10) – размеры от 3 до 10 мкм.
Зернистость алмазных и эльборных порошков обозначается дробью: в числителе – наибольший размер, в знаменателе – наименьший размер зерен данной фракции, в микрометрах (например: 200/160).
Содержание основной фракции зерен указывается после зернистости буквенным индексом В, П, Н, Д (в %).
3) Связка абразивных инструментов
Связка – вещество, применяемое для закрепления в абразивном инструменте и придания необходимой формы и размеров инструмента. Связка определяет прочность и твердость инструмента, оказывает влияние на геометрию рельефа рабочей поверхности инструмента, износ инструмента, производительность и качество обработки.
Связки бывают: неорганические, органические и металлические.
Неорганическими связками являются:
– керамическая: марки К0...К8,
– силикатная (С),
– магнезиальная (МГ).
Органическиесвязки:
– бакелитовая: марки Б, Б1...Б4, БУ, БП2,
– вулканитовая: В, В1, В2, ВЗ, В5, СКН,
– глифталевая (ГФ),
– поропластовая,
– вспененный поливинилформаль (ПФ),
– эпоксидно-каучуковая (ЭК).
Металлические связки:
– из порошков медных сплавов: М1, М1П,
– на основе алюминиево-цинковых сплавов: М5, МО13, МВ1,
– гальванические на никелевой основе: МН и др.
Металлические связки используют для изготовления алмазных и эльбор- ных шлифовальных и заточных кругов.
Наиболее распространены керамические и бакелитовые связки.
4) Твердость абразивных инструментов
Твердость характеризует прочность закрепления абразивных зерен в инструменте с помощью связки, поэтому она определяется количеством и свойствами связки, введенной в инструмент.
Твердость абразивных инструментов разделяют на 18 номеров (с 0 по 17), условно разделенных на 8 групп:
– весьма мягкая (ВМ1, ВМ2),
– мягкая (М1, М2, МЗ),
– среднемягкая (СМ1, СМ2,),
– средняя (С1, С2),
– среднетвердая (СТ1, СТ2, СТЗ),
– твердая (Т1, Т2),
– весьма твердая (ВТ1, ВТ2),
– чрезвычайно твердая (ЧТ1, ЧТ2).
5) Структура абразивного инструмента
Структура абразивного инструмента характеризуется соотношением объемов абразивных зерен, связки, пор и наполнителя. Структура обозначается номерами (с 1 по 20).