Методи обробки поверхонь - студопедія

Загальні відомості. Оздоблювальними називають методи обробки, розраховані на отримання особливо високої точності поверхні. До таких методів належать тонке точіння, хонінгування, притирання, полірування, суперфінішірованіе, вигладжування. Операції обробки відрізняються зняттям вельми малих припусків.

Малий припуск не дозволяє істотно змінювати положення поверхні, займане нею до обробки. Тому за винятком тонкого точіння, все методи обробки характерні Самоустановлювальні кінцевої зв'язком, т. Е. Розраховані на поліпшення тільки точності обробки. Обробку використовують найчастіше для підвищення точності поверхні тільки за формою і по шорсткості, і навіть тільки по шорсткості, так як задана точність за розміром рідко вимагає оздоблювальних методів. Необхідний малий припуск забезпечують за рахунок допуску на остаточний розмір поверхні.

Тонке точіння. Процес тонкого точіння характеризується незначною глибиною різання, малою подачею і високою швидкістю різання. Обробку ведуть алмазним або твердосплавним різцем.

Тонке точіння застосовують головним чином при обробці деталей з кольорових сплавів, так як ці сплави легко обробляються різцем, але погано поводяться при обробці абразивним інструментом.

Точіння алмазним різцем дає можливість при автоматичному отриманні розмірів забезпечувати точність поверхні: по діаметру - до 5 квалітету точності; за формою - овальність і конусність, що не перевищують 0,003-0,005 мм; по шорсткості - до Ra 0.16.

Висока точність виходить завдяки малому зносу доведеного леза різця (стійкість алмазного різця 200-400 ч), невеликим силам в процесі різання і високої точності обладнання. Велика швидкість різання не тільки компенсує зменшення продуктивності в зв'язку з малою подачею, але і сприяє зменшенню шорсткості обробленої поверхні.

Для операцій тонкого точіння використовують верстати певного призначення, але поряд з ними і токарні верстати, що володіють необхідними кінематичними даними і точністю. Різці з твердих сплавів використовують для обробки сталей і чавуну, а також для чорнового точіння кольорових сплавів, коли операцію тонкого точіння поділяють на два переходи - чорновий і чистовий.

Найбільш широко тонке точіння використовують для обробки точних отворів в деталях з кольорових сплавів. Труднощі шліфування (засолювання кола) тут особливо зростають (малий діаметр кола); розгортання також малопродуктивні і до того ж не дозволяє впливати на координати осі отвору. Тонке розточування дозволяє впливати на точність розміру і форми, забезпечує високу стабільність якості обробки і хорошу продуктивність. Для цієї мети випускають розточувальні верстати, у яких обертається не деталь, а різець (з огляду на швидкохідності важливо, щоб навантаження на шпиндель були меншими). Для невеликих деталей застосовують горизонтально-розточувальні верстати, а для великих - вертикальні.

Найменший і рівномірно розподілений по колу отвори припуск дозволяють забезпечувати горизонтально-розточувальні двосторонні верстати. На такому верстаті при одній установці деталі виробляють чорнове розточування з одного боку, а чистове - з іншого.

Для операцій розточування отворів з паралельними осями використовують багатошпиндельні верстати, що допускають встановлювати потрібну відстань між осями шпинделів, а також спеціальні верстати, виготовлені як агрегатні.

Хонингование. Хонингование знаходить широке застосування для обробки отворів. Обробляють інструментом служить розтискних головка - хон, несуча по колу абразивні (або алмазні) бруски (рис. 5.23). Бруски закріплені в металевих колодках і за допомогою механізму головки можуть розтискати в радіальних напрямках. Головку пов'язують зі шпинделем хонинговального верстата не твердо, а шарнірно, щоб вона могла самовстановлюється по оброблюваного отвору деталі, закріпленої на столі верстата.

Голівці, введеної в отвір, повідомляється обертання (V = 30 - 60 м / хв) і зворотно-поступальний рух V = 10 - 15 м / хв). Разжатие брусків в процесі обробки здійснюється автоматично або вручну (головка - інструмент спеціальний, тому конструкції їх різноманітні). Тиск брусків на поверхню - невелике (0.4 - 0.8 МПа). Під час обробки застосовують рясне охолодження гасом, часто з домішкою мінерального масла. Звичайна тривалість хонингования 1-5 хв.

Припуск (шар металу), що знімається в одній операції хонингования, може бути малим (до 0,01 мм) і порівняно великим (до 0,2 мм). Він визначається точністю попередньої обробки і показниками точності поверхні, необхідними після хонингования.

Малі припуски характерні для дуже точних операцій, що виконуються після відповідно точної попередньої обробки і для операцій, що передбачаються лише з метою поліпшити точність поверхні за формою і шорсткості. Великі припуски виходять в операціях, які виконуються відразу після розточування (шліфування важко внаслідок великої ваги або незручною форми деталі).

Задана точність положення отвору повинна бути досягнута до хонингования. Хонингованием отримують отвори 5 квалітету точності і більш точні, при шорсткості до Ra 0.02.

Притирання. Притирання - тонка абразивна обробка, застосовувана для отримання досить точних поверхонь. Операції притирання виконують за допомогою ручних прітіров або на притиральних верстатах.

Ручний притир для зовнішньої циліндричної поверхні виготовляють у вигляді колодок, що охоплюють поверхню, для отвору притир роблять розтискним, а для плоскої поверхні користуються точної плитою.

Притирання циліндричних поверхонь ручними прітірамі виконують як машинно-ручну операцію (обертання деталі або црітіра - механічне), а плоских - або як машинно-ручну (плита в формі диска обертається, деталь притискують до плити і переміщують по ній вручну) або ж як повністю ручну (плита нерухома). На притиральних верстатах необхідні рухи здійснюються без участі робітника.

Ручні прітіри роблять з чавуну (міді, свинцю) та інших матеріалів, більш м'яких, ніж матеріал оброблюваної деталі. Завдяки цьому абразивні зерна, що наносяться в середовищі мастила на поверхню притиру, вдавлюються і утримуються в ній. Вдавлювання (шаржування) або виробляється заздалегідь (сталевим роликом), або відбувається в процесі обробки.

Продуктивність і точність притирання залежить від зернистості і роду абразиву, мастила і режиму обробки. З абразивів застосовують корундові і карборундові мікропорошки, окис хрому, окис заліза, і ін. А також пасти ГОІ. Як мастила використовують гас, бензин, мінеральні масла та ін. Швидкість обертання при ручному притирання - в межах 10 - 30 м / хв, і менше, так як при точній обробці можливо нагрівання деталі.

Притирання дозволяє отримувати поверхні, дуже точні за формою (похибка в межах 0,001 мм) і по шорсткості (аж до Ra 0.01).

На притирочную верстаті деталі поміщаються між площинами двох. притиральних чавунних дисків (рис. 5.24). Нижній диск пов'язаний зі своїм шпинделем жорстко, а верхній - шарнірно, щоб він Самоустановлювальні по деталях. Останні утримуються між дисками деталедержателямі. В результаті обертання дисків (в одну сторону, але з різним числом оборотів) і переміщення деталедержателя, деталь отримує складний рух прослизання між дисками, що забезпечує високу точність форми. Для зменшення тривалості притирання вдаються до сортування деталей за розмірами перед притиранням.

Обробкою на таких верстатах досягають чистоту поверхні в межах до Ra 0.16 - 0.02 і різниця розмірів деталей оброблених одночасно, в межах до 0002 мм.

Мал. 5.24. Притирання: а-схема розташування деталей; б-схема руху циліндричної деталі; в-сітка, що виходить на поверхні деталі

Полірування. Поліруванням називають обробку поверхні за допомогою еластичного круга з повсті, тканини, шкіри і т. П. Покритого полировальной пастою (абразиви і пасти - ті ж, що для притирання) або обробку тонкої абразивної шкіркою.

Полірування м'яким кругом не є процесом, в ході якого легко контролювати рівномірність зняття металу з оброблюваної поверхні. У той же час сам процес зняття металу може бути вельми інтенсивним. Тому полірування уникають застосовувати, якщо до поверхні пред'являються високі вимоги по точності розміру і форми.

Зазвичай полірування передбачають з метою знищити сліди попередньої обробки і отримати блискучу поверхню. В одних випадках це потрібно для знищення рисок і підвищення тим самим міцності деталі, в інших - для поліпшення зовнішнього вигляду деталі, підготовки поверхні під декоративне або антикорозійне покриття і т. Д.

Припуск на полірування передбачають лише для відповідальних деталей. У таких випадках роблять контроль розмірів, як в процесі полірування, так і після нього.

Полірування, яке виконує як машино-ручна операція, є роботою важкої за умовами праці, тому при кожній нагоді його механізуються.

Іноді за допомогою абразивної шкурки покращують чистоту циліндричних робочих поверхонь великих деталей після шліфування - звичайно в цій же операції (не знімаючи деталь з верстата).

У деяких випадках полірування за допомогою кіл і шкурок вдається заміняти так званої абразивно-рідинної обробкою (поліруванням). Суть її полягає в тому, що на поверхню деталі впливають ударами абразивних частинок, зважених в рідини (в пропорції приблизно 1. 4 за обсягом). Рідина подається зі спеціальної насадки (сопла) стисненим повітрям під тиском 0,4-0,5 МПа або особливим насосним пристроєм. Абразивні частинки зривають гребінці нерівностей поверхні і чистота поверхні поліпшується. Поряд з цим поверхню отримує деякий наклеп. що веде до зміцнення деталі.

Тривалість обробки ділянки деталі, на який впливають робочою рідиною, не перевищує декількох хвилин. Результати залежать від концентрації абразиву в рідини, зернистості абразиву і шорсткості поверхні до обробки. У відповідних умовах отримують шорсткість Ra 0.63 - 0.32 і меншу.

Переваги абразивно-рідинної обробки особливо помітні при складної конфігурації деталі. Однак тут же є і найбільші труднощі, так як при складної конфігурації важко забезпечити однаковість параметрів процесу для всіх ділянок деталі.

Суперфінішування. Суперфінішування виникло як процес оздоблювальної обробки, розрахованої виключно на зменшення і без того малої шорсткості поверхні ( «сверхдоводка»), одержуваної після ретельного шліфування. Оздоблення проводиться брусками (рис. 5.25) або колом з мікропорошку при невеликій швидкості різання (до 2,5 м / с) і незначних (0,005-0,2 МПа) тиску брусків на поверхні деталі.

Характерним для цього процесу є велике число робочих рухів, що підбираються так, щоб зерна абразиву не проходили двічі по одному шляху. Однак в найпростіших випадках здійснюють лише три руху: обертання деталі - швидкість від 0,05 до 2,5 м / с; поздовжні коливання інструменту - хід 2-6 мм, число подвійних ходів від 200 до 1000 і більше за хвилину; переміщення інструменту уздовж поверхні.

Мал. 5.25. Схема обробки суперфінішування

Обробку ведуть у присутності мастила (суміш гасу з маслом). Незважаючи на малий тиск брусків, шар мастила легко проривається вістрями нерівностей поверхні, внаслідок чого обробка йде спочатку особливо інтенсивно. В процесі обробки знімається шар металу товщиною 0,005-0,0075 мм, отже, припуск на обробку можливо забезпечувати лише за рахунок деякого посилення допуску на шліфування перед обробкою. Величина одержуваної шорсткості сильно залежить від шорсткості до обробки. У відповідних умовах її отримують дуже малою, аж до Ra 0.01.