6.14 Чистовая обработка деталей машин. Шлифование 3 группа по ЭНИМС: Шлифовальные и отделочные станки Круглошлифовальные и бесцентрово-шлифовальные Внутришлифовальные и координатно-шлифовальные Обдирочно-шлифовальные Специализированные шлифовальные Продольно-шлифовальные Заточные Плоскошлифовальные Плоскошлифовальный 3724 8. Притирочные, полировальные, хонинговальные, доводочные 9. Разные станки, работающие абразивом
Виды шлифования: Круглое Наружное круглое шлифование в центрах : а) методом продольной подачи; б) глубинное шлифование; в) врезное шлифование с прямолинейной и в) криволинейной образующей Различают обычное шлифование при Vк<35 м/с, скоростное Vk =35...60 м/с, выс о коскоростное Vk > 60 м/с
Виды шлифования: Бесцентровое При внутреннем бесцентровом шлифовании (рис. б ) заготовка 1 установлена между ведущим роликом 2, опорным 3 и прижимным роликом 4. Ведущий ролик вращ а ется от своего привода и силами трения вращает заготовку. Последняя, в свою очередь, вращает опорный и прижимной ролики. В осевом направлении заготовка фиксируется опорной втулкой. Шлифовальный круг 5 имеет индивидуальный привод. Этот вид прим е няется для шлифования коротких колец, имеющих точную наружную поверхность При бесцентровом наружном шлифовании (рис. а) заготовка 7 располагается между шлифующим 3 и ведущим кругами 4, а снизу поддерживается упором (ножом) 2. Для обеспечения продольного перемещения заготовки ось ведущего круга установлена под небольшим углом v к оси шлифующего круга
Виды шлифования: Внутреннее и плоское Плоское шлифование может выполняться периферией (а), или то р цом (б) шлифовального круга. Шлифование периферией круга используют для более точных работ. Внутреннее круглое шлифование: в патроне (рис. а) и планетарное (рис. б). Патронное применяют при о б работке небольших заготовок, а планетарное — при обработке тяжелых и громоздких заготовок
6.14 Станки шлифовальной группы 1 – стол; 2 – верхняя, поворотная часть стола; 3 – коробка скоростей; 4 – передняя бабка; 5 – абразивный круг; 6 – шлифовальная бабка; 7 – задняя бабка; 8 – станина; 9 – гидроцилиндр; 10, 16 – поворотные суппорты; 11 – шток; 12, 14 – механизмы правки; 13 – ведущий круг; 15 – бабка ведущего круга; 17 – задняя бабка (колонна); 18 – стол ведущего круга; 19 – нож; 20 – магнитная плита а – круглошли-фовальный; б – бесцентрово-шлифовальный; в – плоско-шлифовальный;
Шлифовальные станки Круглошлифовальный мод. 3151 Бесцентровошлифовальный 3180 Внутришлифовальный 3А252 Двухшпиндельный плоскошлифовальный 3772
6.15 Отделочные операции 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. 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. Прецизионная обработка позволяет получить шероховатость поверхности Ra 0,02–0,63 мкм, точность по 5–9-му квалитетам.
Хонингование 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
Схемы хонингования а – с двумя степенями свободы заготовки; б – с четырьмя степенями свободы заготовки; в – с одношарнирным креплением хона; г – с двухшарнирным креплением хона; д – с двухшарнирным креплением хона и четырьмя степенями свободы заготовки
Отделочные операции 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). 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.
Отделочные операции 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 полировальные круги: лепестковые, эластичные, войлочные, тканевые, бумажные, фетровые, хлопчатобумажные, гибкие и др
Лепестковые полировальные круги Лепестковые полировальные круги: а – армированные неразборные; б – армированные разборные; в – торцевые; г – безарматурные; 1 – фланец; 2 – лепесток; 3 – болт; 4 – ступица; 5 – планшайба
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; зернистостью 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. Наибольшее применение 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 Установка для абразивно-жидкостной обработки: 1 – суспензия; 2 – бак; 3 – рабочая камера; 4 – сопло; 5 – насос Наибольший съем металла получается при угле наклона сопла 45°. Прим. 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.
Вибро-абразивная 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 взвешенном 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 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 Прим.для полирования плоских, цилиндрических или фасонных поверхностей заготовок из магнитных и немагнитных материалов. За 10–40 с достигается шероховатость Ra 0,032–0,2 мкм, исправляются погрешности геометрической формы.
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. СОТС – носитель поверхностно-активных веществ. В зоне обработки возникает процесс электролиза. Анодное растворение поверхностного слоя заготовок ускоряет процесс обработки. Анодное растворение поверхностных слоев абразива обеспечивает их самозатачиваемость Магнитно-абразивное полирование происходит с подачей в зону обработки 5–10%-ного раствора эмульсола марки Э-2 в воде. Абразивные порошки для МАП должны обладать высокой магнитной индукцией насыщения, магнитной проницаемостью, абразивными свойствами, теплопроводностью, химической стойкостью и низкой электропроводностью.
