Схемы отделочных методов обработки поверхностей (притирка, полирование, обработка абразивными лентами, абразивно-жидкостная обработка, хонингование, суперфиниширование)

Отделочная обработка поверхностей шлифовальными кругами и чистовыми резцами

Отделочную обработку проводят для того, чтобы повысить точность и уменьшить шероховатость поверхностей. Для отделочных методов характерны малые силы резания, небольшая глубина резания, незначительное тепловыделение.

Тонкое шлифование производят мелкозернистыми кругами при весьма малой глубине резания и обильной подаче охлаждающей жидкости. Особую роль играет жесткость доводочных станков, способных обеспечить безвибрационную работу.

Тонкое обтачивание применяют вместо шлифования. Процесс происходит при высоких скоростях главного движения резания, малых глубинах и подачах. Для отделки поверхностей используют резцы с широкими режущими кромками, которые располагают строго параллельно оси обрабатываемой заготовки.

Обтачивание алмазными резцами применяют для заготовок из цветных металлов и сплавов, пластмасс и других неметаллических материалов.

Тонкое растачивание часто используют вместо шлифования, особенно в тех случаях, когда тонкостенные заготовки выполнены либо из вязких цветных сплавов, либо из стали, а также если по условиям работы детали недопустимо наличие абразивных зерен в порах обработанной поверхности.

Полирование

Полирование применяют для получения высокой точности и зеркального блеска ответственных частей деталей, например, дорожек качения подшипников. Обработку заготовки 1 производят полировальными пастами, которые наносятся на быстровращающиеся эластичные круги или колеблющиеся щетки 2 (рис.6, а, б). Хорошие результаты дает полирование быстродвижущимися бесконечнымиабразивными лентами (шкурками) (рис.6, в). Эластичная лента огибает всю шлифуемую поверхность, поэтому движения подачи могут отсутствовать.

Рис. 6. Схемы полирования поверхностей

Полировальные круги изготавливают из войлока, фетра, кожи, капрона и других материалов. Процесс полирования выполняют на больших скоростях (до 50 м/c). Заготовка прижимается к кругу с усилием Р (рис. 4.26, б) и совершает движения подачи Dsпр и Dsкр в соответствии с профилем обрабатываемой поверхности.

В процессе полирования не исправляются погрешности формы, а также местные дефекты предыдущей обработки.

Абразивно-жидкостная отделка

Отделка фасонных поверхностей обычными методами вызывает большие технологические трудности. Абразивно-жидкостная отделка позволяет решить задачу сравнительно просто. На обрабатываемуюповерхность,имеющуюследыпредшествующей обработки, подается струя антикоррозионной жидкости со взвешенными частицами абразивного порошка (рис. 7, а). Водно-абразивная суспензия перемещается под давлением с большой скоростью. Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности, выполняя работу полирования. Содержание абразивного порошка в суспензии составляет 30-35 %.

При жидкостном полировании обрабатываемая заготовка 3 сложного профиля перемещается в камере 4 так, чтобы все ее участки подверглись полированию (рис. 7, б).

Рис. 7. Схема абразивно-жидкостной отделки

Абразивная суспензия 1, помещенная в баке 2, подается насосом 6 в рабочую камеру 4 через твердосплавное сопло 5. Отработанная суспензия поступает обратно в бак 2 и может быть использована многократно.

Жидкостное полирование не повышает точность размеров и формы, а только уменьшает шероховатость поверхности.

Притирка

Поверхности деталей машин, обработанные на металлорежущих станках, всегда имеют отклонения от правильных геометрических форм и заданных размеров. Эти отклонения могут быть устранены притиркой (доводкой). Притиркой достигаются наивысшая точность и наименьшая шероховатость поверхности.

Процесс осуществляется с помощью притиров соответствующей геометрической формы. На притир наносят притирочную пасту или мелкий абразивный порошок со связующей жидкостью. Материал притиров должен быть мягче обрабатываемого материала. Паста или порошок внедряются (рис. 8, а) в поверхность притира 2 и удерживаются ею, но так, что при движении D относительно заготовки 1 каждое абразивное зерно может снимать весьма малую стружку. Поэтому притир можно рассматривать как очень точный абразивный инструмент.

Рис. 8. Схемы притирки

Притир или заготовка должны совершать разнонаправленные движения. Наилучшие результаты дает процесс, в ходе которого траектории движения каждого зерна не повторяются.

Для обработки наружной цилиндрической поверхности (рис. 8, б) применяют притир 2 в виде втулки, имеющей ряд прорезей, необходимых для его полного прилегания к обрабатываемой поверхности под действием силы Р. Притиру сообщают возвратно-вращательное движение D1 и возвратно-поступательное движение D2. Возможно также равномерное вращательное движение заготовки 1 и одновременное движение D2. Аналогичные движения выполняются при притирке отверстий (рис. 8, в), однако притир должен равномерно разжиматься под действием силы Р. Приведенные схемы притирки осуществляются на притирочных станках.

Хонингование

Хонингование применяют для получения отверстий высокой точности и малой шероховатости, а также для создания специфического микропрофиля обработанной поверхности в виде сетки для удержания на стенках отверстия смазочного материала при работе машины, например, двигателя внутреннего сгорания.

Поверхность неподвижной заготовки обрабатывают мелкозернистыми абразивными брусками, которые закрепляют в хонинговальной головке (хоне), являющейся режущим инструментом. Инструмент вращается (D1) и одновременно перемещается возвратно-поступательно (D2) вдоль оси обрабатываемого отверстия (рис. 9, а). Сочетание движений приводит к тому, что на обрабатываемой поверхности появляется сетка микроскопических винтовых царапин - следов перемещения абразивных зерен. Угол q пересечения этих следов зависит от соотношения скоростей движений D1 и D2.

Рис. 9. Схема хонингования

Крайнее нижнее 1 и верхнее 2 положения абразивных брусков (рис. 9, б), указанные на развертке внутренней цилиндрической поверхности, устанавливают так, что создается перебег n. Перебег необходим для того, чтобы образующие отверстия были прямолинейными даже при неравномерном износе брусков. Абразивные бруски постоянно контактируют с обрабатываемой поверхностью, так как они раздвигаются в радиальных направлениях механическими, гидравлическими и другими устройствами.

Хонингованием исправляют такие отклонения от правильной геометрической формы, как овальность, конусность и другие, если эти отклонения не превышают 0,2 мм. Отклонения расположения оси отверстия этим методом не исправляются

Суперфиниширование

Отделку поверхностей суперфинишированием выполняют для уменьшения шероховатости, оставшейся от предыдущей обработки. При этом меняется высота

и вид микровыступов, а обработанная поверхность приобретает сетчатый рельеф. Суперфинишированием обрабатывают плоские, цилиндрические, конические, сферические поверхности заготовок.

Обработка ведется абразивными брусками, которые устанавливают в специальной головке. Для суперфиниширования характерно колебательное движение брусков одновременно с движением заготовки. Резание производится при давлении брусков 3-5 МПа с применением смазочного материала малой вязкости.

Рис. 10. Схема суперфиниширования

При обработке цилиндрической поверхности (рис. 10, а) сетка микронеровностей создается сочетанием вращательного движения D1 заготовки, возвратно-поступательного ее перемещения Dsпр и колебательного движения D2 брусков вдоль оси заготовки. Движение D2 ускоряет съем металла и улучшает однородность поверхности.

Важную роль играет смазочно-охлаждающая жидкость. Масляная пленкапокрывает обрабатываемую поверхность, но наиболее крупные выступы (рис. 10, б) прорывают ее и в первую очередь срезаются бруском. По мере обработки давление бруска снижается, так как все больше число выступов прорывает масляную пленку, и, наконец, наступает такой момент (рис. 10, в), когда давление бруска не может разорвать пленку, она становится сплошной. Создаются условия для жидкостного трения. Процесс отделки автоматически прекращается.

Суперфиниширование не устраняет отклонения формы, полученные во время предшествующей обработки (волнистость, конусность, овальность и др.).

Список используемой литературы

Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей./ М.,Высшее образование;2008г. – 467с.

Чередниченко В.С. Материаловедение. Технология конструкционных материалов/ СПб.,Омега-Л;2008г. – 346с.

Дальский А.М. технология конструкционных материалов./А.М. Дальский и др..-М.: Машиностроение; 2005. – 592с.

Лахтин Ю.М.,. – Материаловедение./Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. -М.: Машиностроение; 1990. – 528с.

КнорозовБ.В., Технология металлов./Б.В. Кнорозов – М.: Металлургия; 1978. 300с.