Технологические основы машиностроения (стр. 14 из 24)

Алмазное выглаживание

Выглаживание заключается в пластическом деформировании обработанной поверхности скользящим по ней инструментом с целью уменьшить или полностью сгладить неровности поверхности от предшествующей обработки. При этом уменьшение шероховатости поверхности детали сопровождается повышением твердости ее поверхностного слоя. После каждого оборота обрабатываемой детали след от инструмента перемещается в осевом направлении на подачу. Так как ширина канавки от инструмента больше подачи, то происходит многократное перекрытие следов от инструмента.

Применяют также выглаживание с наложением на инструмент возвратнопоступательных перемещений — вибровыглаживание. В результате на поверхности детали образуется синусоидальный след.

Алмазное выглаживание можно выполнять двумя способами: жестким и упругим. При жестком выглаживании инструмент закрепляют на станке подобно резцу и во время обработки подают на заданную величину (3 - 7 мкм) в направлении детали. Жесткое выглаживание не получило широкого распространения из-за высоких требований к биению обрабатываемой поверхности относительно оси вращения, а также к жесткости системы СПИД.

Отличительной особенностью упругого выглаживания является обеспечение постоянства заданной силы выглаживания независимо от погрешностей изготовления и установки детали. Применяемые конструкции приспособлений для упругого выглаживания должны позволять регулировать силу выглаживания в широких пределах.

Выглаживание производят инструментом со сферической рабочей частью (рисунок 1.13). Инструмент для выглаживания представляет собой металлическую оправку с закрепленной в ней рабочей частью из природного и синтетического алмаза. Стойкость природных и синтетических кристаллов алмаза примерно одинакова.

1 – регулировочный винт; 2 – пружина; 3 – индикатор; 4 – наконечник с алмазом Рис.10.13. Державки для выглаживания поверхностей а – с цилиндрической пружиной; б – с пружинящим корпусом

В зависимости от твердости обрабатываемого материала выбирают необходимый радиус сферы выглаживающего инструмента. Для деталей из мягких сталей и цветных сплавов радиус сферы инструмента находится в пределах 2,5 - 3,5 мм, для деталей средней твердости – 1,5 - 2,5 мм, для деталей из высокопрочных сталей – 1,0 - 1,5 мм. Шероховатость выглаженной поверхности без следов предшествующей обработки составляет Ra = 0,02 - 0,16 мкм.

Рабочий диапазон скоростей находится в пределах 16 - 120 м/мин. Дальнейшее увеличение скорости выглаживания приводит к росту шероховатости и при значениях 200 м/мин и более приводит к перегреву алмаза и повышенному его изнашиванию. При работе в этом диапазоне скоростей необходима обильная подача СОЖ в зону выглаживания. При выглаживании заготовок из черных металлов и сплавов применяют индустриальное масло И-20А, а из цветных металлов и сплавов – керосин. Используют также специальные составы СОЖ.

Притирка и доводка

Доводку применяют для повышения точности и снижения шероховатости обработанной поверхности. Эта отделочная операция обеспечивает точность геометрической формы обрабатываемой поверхности до 0,1 – 0,3 мкм с шероховатостью Ra = 0,04 – 0,02 мкм. Доводка или притирка заключается в том, что съем металла с обработанной поверхности производится абразивными зернами, свободно распределенными в пасте или суспензии, при перемещении притира или доводника.

Притирка и доводка могут быть абразивной, химико-механической и электрохимико-механической. При абразивной обработке используют абразивные инструменты, пасты и суспензии на основе абразивного материала, твердость которого значительно выше твердости обрабатываемого материала. При абразивной доводке абразивные зерна, находясь между деталью и притиром, вдавливаются в поверхность притира, твердость которого ниже обрабатываемой поверхности. При взаимном перемещении детали и притира абразивные зерна, закрепившись в поверхностном слое притира, снимают тончайшие стружки с обрабатываемой поверхности детали.

При химико-механической доводке под действием кислот, входящих в состав паст, на поверхности детали образуется пленка из химических соединений, которая удаляется абразивными зернами при перемещении притира.

Электрохимико-механическую обработку применяют в основном для отделки твердосплавного режущего инструмента и жаропрочных материалов.

Для доводки и притирки деталей применяют различные пасты, многие из них изготовляют на предприятиях из карбида кремния и электрокорундов.

На результаты доводочных операций существенное влияние оказывают притиры. Их изготовляют из стали, чугуна, меди, бронзы, твердых и вязких пород дерева и др. Наиболее распространены притиры из чугуна. Они должны иметь плотную и однородную структуру в сечениях по всем направлениям.

Твердость притиров НВ 190 – 230.

1 – обрабатываемая деталь; 2 – разрезная втулка; 3 – жимок; 4 – зажимной болт

Рис.10.14.

На токарных станках обрабатываемую заготовку обычно закрепляют в цанге или патроне станка, а возвратно-поступательное движение притира осуществляют вручную (рисунки 10.14, 10.15). В процессе обработки притир плавно перемещают вдоль вращающейся детали. Втулку смазывают доводочной пастой. При таком способе обработки обеспечивается геометрическая точность поверхности детали в пределах 0,5—2 мкм с шероховатостью поверхности по Ra 0,02-0,04 мкм.

1 – зажимной болт; 2 – жимок; 3 – разрезная втулка; 4 – обрабатываемая деталь

Рис.10.15. Притир для ручной обработки

В крупносерийном и массовом производстве притирка ведется на специальных притирочных станках (рисунок 10.16). Между двумя вращающимися дисками 2 и 4 расположен сепараторный диск 3, который также имеет самостоятельное вращательное движение. В радиальных гнездах сепараторного диска 3, расположенных под небольшим углом

к радиусу диска, помещаются заготовки. Заготовки обрабатываются дисками 2 и 4, на которые нанесен мелкозернистый абразивный порошок в смеси с полирующей пастой. Сепараторный диск 3, кроме вращательного движения, имеет поперечные перемещения, что обеспечивает сложное движение заготовок при обработке.

1 – станина; 2 и 4 – притирочные диски; 3 – сепараторный диск; 5 – колонна

Рис. 10.16. Общий вид и схема работы притирочного станка а – схема притирочного станка; б – расположение обрабатываемых деталей Суперфиниширование

Суперфиниш представляет собой метод особо чистой доводки поверхностей головкой с абразивными колеблющимися брусками (рисунок 10.17). Идея суперфиниша основана на так называемом принципе "неповторяющегося следа", заключающемся в том, что каждое зерно абразива не проходит дважды по одному и тому же пути (рисунок 10.18). Главное рабочее движение – колебание головки с абразивными брусками вдоль оси, ход брусков составляет 2-6 мм, а число двойных ходов в минуту 200-1000. Деталь при этом вращается, а головка имеет продольную подачу.

Рис.10.17. Схема суперфиниширования

1- деталь; 2 – абразивный брусок Рис.10.18. Схема рабочих движений инструмента и обрабатываемой детали при суперфинишировании

При суперфинишировании достигается шероховатость поверхности Ra = 0,012-0,1 мкм.

Полирование

Обработку абразивной лентой (полирование) применяют в тех случаях, когда к обрабатываемой поверхности не предъявляют высоких требований по точности размеров. В результате обработки улучшается только чистота поверхности, т.е. уменьшается шероховатость. Абразивной лентой можно полировать цилиндрические и фасонные поверхности. Абразивную ленту прижимают к обрабатываемой поверхности различными способами.

В зависимости от зернистости ленты различают предварительное, окончательное и чистовое полирование. При этом достигается шероховатость поверхности:

на предварительном полировании – Ra = 0,16-0,63 мкм; на окончательном – Ra = 0,04-0,32 мкм; на чистовом – Ra = 0,02-0,08 мкм.

Возможно полирование с помощью мягкого круга с нанесенным на него мелкозернистным абразивным порошком, смешанным со смазкой, а также с помощью специальных полировальных кругов с графитовым наполнителем.

а

б

1 – обрабатываемая поверхность; 2 – абразивная лента; 3 – пружина; 4 – плунжер; 5 – пластина; 6 – копирный кулачок; 7 – ползун; 8 – роликовое устройство для протягивания ленты; 9 – рычаги клещей; 10 – гидроцилиндр; 11 – колодки

Рис.10.19. Схемы полирования абразивной лентой

а – схема полирования кулачка; б – схема полирования цилиндрической поверхности

Лекция 11. Обработка внутренних цилиндрических поверхностей

(отверстий)

Рассматриваемые вопросы: Виды обработки отверстий. Требования к внутренним цилиндрическим поверхностям. Способы обработки отверстий. Обработка отверстий лезвийным инструментом. Сверление. Зенкерование. Развертывание. Растачивание. Протягивание. Обработка отверстий абразивным инструментом. Шлифование. Хонингование. Обработка отверстий без снятия стружки.