Хонинговальные бруски изготавливают из электрокорунда, карбида кремния или синтетических алмазов.
Перед окончанием обработки шлифовальный круг работает без подачи (выхаживание). При этом съем металла происходит за счет упругих сил в технологической системе СПИД с постепенным уменьшением силы резания.
Отделочные операции
При подрезании торца после протягивания шлицов желательно иметь наружные выточки, которые обеспечат безударную работу резца.
Тенденциями развития современной авиационной и автомобильной техники являются увеличение скоростей движения, уменьшение удельной массы (отношение массы машины к ее мощности) и повышение надежности конструкций. В связи с этим возрастают требования к точности обработки деталей машин, что связано с применением отделочных (финишных) операций.
Для отделочных методов обработки характерны небольшие толщины срезаемого слоя, незначительные силы резания и тепловыделение.
Отделочная обработка позволяет повысить точность обработанной поверхности, нанести на нее необходимый микрогеометрический рисунок, повысить эксплуатационные свойства детали.
К отделочным видам обработки относятся: тонкое шлифование; алмазное точение и фрезерование; хонингование; суперфиниширование; доводка (притирка); полирование; ленточное шлифование; абразивно-жидкостная обработка; виброабразивная обработка; магнитно-абразивная обработка.
Тонкое шлифование производят мягкими мелкозернистыми шлифовальными кругами на больших скоростях резания (от 35 м/с) с обильной подачей СОТС. Процесс характеризуется снятием малых припусков (0,04–0,08 мм на сторону), малыми подачами (0,005–0,1 мм/об), частой правкой круга.
Процесс осуществляется на станках высокой и особо высокой точности, обеспечивающих плавность хода всех механизмов, высокой жесткости и виброустойчивости технологической системы СПИД. Тонкое шлифование требует хорошей фильтрации СОТС, чтобы исключить попадание абразива и стружки в зону шлифования.
Прецизионная обработка (тонкое точение и растачивание, алмазное точение, тонкое фрезерование) характеризуется высокими скоростями резания (100–1000 м/мин), малыми подачами (0,01–0,15 мм/об), малой глубиной резания (0,05–0,3 мм) при высокой виброустойчивости технологической системы СПИД. Стальные заготовки с прерывистой обрабатываемой поверхностью (наличие пазов, шлицов, отверстий), детали из высокопрочных сталей и чугуна обрабатывают при скоростях резания до 50 м/мин (при применении инструментов с режущей частью из сверхтвердых материалов скорость резания можно повысить до 150 м/мин). Рекомендации по применению инструментальных материалов приведены в табл. 7.18.
Прецизионная обработка позволяет получить шероховатость поверхности Ra 0,02–0,63 мкм, точность по 5–9-му квалитетам.
Хонингование– отделочный метод обработки внутренних поверхностей абразивными брусками.
Хонингование применяется в условиях серийного и массового производства после операций растачивания, развертывания, протягивания и шлифования для повышения точности формы, размера и снижения шероховатости поверхности отверстий, создания специфического микропрофиля обработанной поверхности. Обработку производят с помощью абразивных или алмазных брусков, закрепленных в хонинговальной головке (хон). Бруски, закрепленные на хонинговальной головке, совершают возвратно-поступающие движения вдоль оси обрабатываемого отверстия (рис. 10.69, а).
Хону, как правило, сообщают три движения: вращение, возвратно-поступательное перемещение и радиальное движение подачи. При вибрационном хонинговании хону или заготовке придают дополнительное круговое или возвратно-поступательное движение с малой амплитудой (1–4 мкм) и частотой до 20 двойных ходов в минуту.
На рис. 10.69, а показана развертка обработанной поверхности и схема образования сетки. Нижнее 1 и верхнее 2 положения абразивных брусков устанавливают с перебегом h, который необходим для точной обработки отверстия. Минимальные отклонения формы получаются при перебеге h, равном 0,33 длины бруска, и длине бруска, равной 0,5–0,75 длины обрабатываемого отверстия. При каждом двойном ходе бруски оказываются в положении 3, т. е. смещаются на шаг t. Можно менять угол наклона сетки.
Рис. 10.69. Развертка обработанной поверхности: а – схема хонингования отверстия; б − обычное хонингование: 1, 2 − нижнее и верхнее положение брусков соответственно; 3 – смещение бруска на один шаг; h – перебег; t – шаг смещения брусков; в – вибрационное хонингование
При вибрационном хонинговании вид сетки изменится (рис. 10.69, б). По характеру крепления брусков в хоне различают хоны с подпружиненными брусками (при обработке отверстий не исправляются такие погрешности формы, как непрямолинейность оси отверстия) и хоны с жестким креплением брусков (при обработке происходит исправление всех погрешностей формы, но точность обработки ниже).
Суперфиниширование– отделочный метод обработки наружных поверхностей мелкозернистыми абразивными брусками, совершающими колебательные движения с амплитудой 2–5 мм и частотой до 2000 двойных ходов в минуту.
Метод применяют для отделочной обработки трущихся поверхностей, когда необходимо повысить их эксплуатационные свойства. Суперфинишированием обеспечивается малая шероховатость (Ra 0,05–0,6 мкм), уменьшение погрешностей формы до 0,3 мкм, нанесение на поверхность оптимального микрогеометрического рисунка, сглаживание верхушек микронеровностей (увеличение площади фактической опорной поверхности).
К преимуществам суперфиниширования можно отнести простоту применяемого оборудования, возможность использования универсальных токарных или шлифовальных станков, головок-вибраторов, высокую производительность и простоту автоматизации процесса.
Сущность процесса суперфиниширования состоит в микрорезании обрабатываемой поверхности одновременно большим количеством мельчайших абразивных зерен (до 10 000 зерен/мм2). При этом снимаются тончайшие стружки (до 0,01 мм), а скорость съема металла достигает 1–1,5 мкм/с.
Большинство зерен не режет, а пластически деформирует металлмикронеровности сглаживаются, и поверхность получает зеркальный блеск.
Разновидностью суперфиниширования является микрофиниширование, характеризуемое большими давлениями на брусок и жесткой фиксацией брусков, что значительно уменьшает погрешности предшествующей обработки.
Доводка(притирка) – отделочная операция, при которой съем металла с обрабатываемой поверхности производится абразивными зернами, свободно распределенными в пасте или суспензии, нанесенной на поверхность притира. Эта наиболее трудоемкая отделочная операция выполняется на малых скоростях при переменном направлении рабочего движения притира и позволяет получить шероховатость обработанной поверхности Rz 0,01–0,05 мкм, отклонения формы – 0,05–0,3 мкм.
Различают доводку ручную, полумеханическую и механическую. Ручная доводка применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а также при обработке деталей сложной формы. Точность и качество обработки зависят от квалификации рабочего. Высококвалифицированный специалист обеспечивает точность формы в пределах 0,5–2 мкм.
Полумеханическую доводку выполняют при помощи электрических или пневматических доводочных приспособлений. Главное движение выполняется приспособлением, а движение подачи – от руки.
Механическая притирка применяется в крупносерийном и массовом производстве на специальных притирочных станках.
Сущность доводки (притирки) заключается в сочетании химического воздействия кислой среды пасты с механическим воздействием абразива.
Полирование – это заключительная операция механической обработки заготовки, выполняемая с целью уменьшения шероховатости поверхности и придания ей зеркального блеска. Полирование обеспечивает шероховатость поверхности Ra 0,02–0,16 мкм, Rz 0,05–0,1 мкм.
Операция осуществляется механическими, химическими, электромеханическими и другими методами. Различают полирование кругами, лентами, абразивно-жидкостную, виброабразивную и магнитно-абразивную обработку.
Полирование мягкими абразивными кругами применяется при декоративной окончательной отделке деталей или при подготовке поверхности под гальванические покрытия. В процессе полирования обрабатываемая поверхность заготовки под давлением прижимается к рабочей поверхности вращающегося абразивного круга, на которой закреплен слой абразива или нанесена полировальная паста. Обработка ведется на простых по конструкции или универсальных станках, с помощью ручных полировальных машин.
Промышленностью выпускаются следующие виды полировальных кругов: лепестковые, эластичные, войлочные, тканевые, бумажные, фетровые, хлопчатобумажные, гибкие и др.
Лепестковые полировальные круги различаются по способу крепления абразивных лепестков в ступице круга.
Армированные неразборные круги с клеевым креплением лепестков (рис. 10.70, а) предназначены для декоративно-полировальных работ. Круги состоят из двух штампованных фланцев 1 и приклеенных к ним (и между собой) лепестков 2. В качестве клея применяется композиция на основе эпоксидной смолы.
Армированные разборные круги с клеевым соединением лепестков и механическим креплением блока с арматурой (рис. 10.70, б) применяются на универсальных плоскошлифовальных и круглошлифовальных станках. Круги состоят из алюминиевой ступицы 4, двух фланцев 1, стягивающих болтов 3 и набора лепестков 2. Предварительную установку и крепление лепестков осуществляют при помощи кольцевых выступов фланцев, входящих в радиусные пазы лепестков. Лепестки связаны в единый блок при помощи композиции на основе эпоксидной смолы.
Рис. 10.70. Лепестковые полировальные круги: а – армированные неразборные; б – армированные разборные; в – торцевые; г – безарматурные; 1 – фланец; 2 – лепесток; 3 – болт; 4 – ступица; 5 – планшайба
Торцевые лепестковые круги (рис. 10.70, в) состоят из сборной планшайбы 5 и набора лепестков 2, закрепленных в планшайбе при помощи композиции на основе эпоксидной смолы. Торцевой круг имеет угол поднутрения торца лепестков 8–10°. При установке круга лепестки разворачиваются в радиальном направлении в сторону вращения круга на этот угол. Лепестковые круги диаметром до 500 мм можно изготавливать безарматурными (рис. 10.70, г).
Войлочные кругиобладают большой эластичностью, хорошо подаются правке, достаточно прочно удерживают нанесенные на них абразивные порошки и пасты. Войлочные круги подразделяются на тонкие, полугрубошерстные и грубошерстные. Первые применяются при обработке ответственных деталей машин и приборов, вторые – для полирования хирургических инструментов, деталей точных измерительных приборов, стекла. В остальных случаях применяются грубошерстные круги.
Тканевые полировальные кругиявляются наиболее распространенными. Их изготавливают диаметром 150–500 мм. Скорость резания равна 80– 85 м/с.
Гибкие полировальные круги.Наиболее прогрессивным полировальным инструментом являются гибкие полировальные круги, отличающиеся от обычных абразивных кругов большой эластичностью, высокой термостойкостью и механической прочностью. Они изготавливаются прессованием и вулканизацией смеси каучукосодержащих связок с абразивными зернами.
Полировальные пасты и суспензии.При полировании применяются абразивные пасты и суспензии, изготавливаемые в основном по техническим условиям потребителей.
Полировочные пасты содержат мягкие абразивы: оксиды железа, хрома, алюминия, венскую известь, маршалит; зернистость составляет менее 1 мкм.
В состав паст также входят плавкие связки, смазывающие вещества и поверхностно-активные вещества (ПАВ). В качестве связки используются стеарин, парафин, воск, олеиновая кислота, вазелин, свиной жир (лярд).
Смазывающим материалом служат керосин, бензин, вода, трансформаторное или иные масла. В качестве ПАВ обычно используются олеиновая или стеариновая кислота.
По консистенции пасты подразделяются на твердые (Т) и мазеобразные (М), по концентрации – на повышенные (П) и нормальные (Н), по смываемости – на смываемые органическими растворителями (О), смываемые водой (В), смазываемые органическими растворителями и водой (ВО).
Наибольшее применение в промышленности получили пасты ГОИ (Государственный оптический институт), воздействие которых на обрабатываемую поверхность одновременно и механическое, и химическое. Номер пасты соответствует ее абразивной способности.
Суспензии состоят из микропорошка и жидкости. В зависимости от условий обработки концентрация микропорошка составляет от 1:5 до 1:1.
Приготовление суспензий достаточно просто: вначале смешивают жидкие компоненты (керосин, веретенное масло, стеарин), затем при непрерывном помешивании добавляют абразивный порошок.
Абразивно-жидкостная обработка, применяемая для полирования сложных фасонных поверхностей, заключается в подаче на обрабатываемую поверхность суспензии под давлением и с большой скоростью. Абразивные зерна, срезая выступы микронеровностей, создают эффект полирования. При подаче суспензии с воздухом повышается производительность обработки, но увеличивается шероховатость поверхности.
Рис. 10.71. Установка для абразивно-жидкостной обработки: 1 – суспензия; 2 – бак; 3 – рабочая камера; 4 – сопло; 5 – насос
Установка для абразивно-жидкостной обработки (рис. 10.71) состоит из рабочей камеры 3 с обрабатываемой заготовкой, твердосплавного сопла 4 для подачи абразивной суспензии 1 из бака 2 и насоса 5. Наибольший съем металла получается при угле наклона сопла 45°.
Виброабразивная обработка.Для повышения производительности и качества отделочных операций часто используется вибрационная обработка в абразивной среде. Главное движение резания осуществляют абразивные зерна, совершающие колебания под воздействием внешней возмущающей силы (вибраций). Рабочая среда и заготовки при этом перемещаются, совершая колебания в двух плоскостях и медленное вращение всей массы. В рабочей среде детали расположены хаотично и занимают случайное положение, что обеспечивает равномерную обработку всех поверхностей.
Большое количество микроударов поддерживает заготовки во взвешенномv состоянии, благодаря чему исключается образование грубых забоин и повреждений. Обработку можно производить всухую или с подачей жидкого раствора, который обеспечивает удаление продуктов изнашивания, равномерное распределение заготовок по объему контейнера и химико- механический процесс съема металла.
Магнитно-абразивное полирование(МАП) применяется для полирования плоских, цилиндрических или фасонных поверхностей заготовок из магнитных и немагнитных материалов. За 10–40 с достигается шероховатость обработанной поверхности Ra 0,032–0,2 мкм, исправляются погрешности геометрической формы.
Сущность магнитно-абразивной обработки заключается в следующем. Заготовкам, помещенным в магнитное силовое поле, сообщают вращательное движение вокруг оси и осциллирующее движение вдоль оси. Возбуждаемый в сердечниках электромагнита поток пронизывает заготовки в диаметральном направлении. В контейнер с заготовками подается порошок, обладающий абразивными и магнитными свойствами, и СОТС. Магнитное поле выполняет роль связки, формирующей из отдельных абразивных зерен эластичный абразивный инструмент, и обеспечивает силовое воздействие, с помощью которого абразиву сообщаются нормальные и тангенциальные силы резания.
Рис. 10.72. Установка для магнитно-абразивной обработки: 1 – трафарет; 2 – кронштейн; 3 – токосъемник; 4 – шпиндель; 5 – оправка; 6 – контактные кольца; 7 – электромагнитный индуктор; 8 – катушки электромагнита; 9 – заготовка; 10 – рабочая плита; 11 – прокладка; 12 – стол СОТС – носитель поверхностно-активных веществ.
Электрофизические методы обработки поверхностей заготовок
Дата добавления: 2014-01-25; просмотров: 746; Опубликованный материал нарушает авторские права?.