Притирка и суперфиниширование

Суперфинишированием обрабатываются плоские, цилиндрические, ко­нические и сферические поверхности из закаленной стали и чугуна. При­пуск на сторону должен превышать высоту исходных микронеровностей поверхности на 10...20 %.

Число и ширину брусков выбирают в зависимости от диаметра обраба­тываемого отверстия. Давление брусков на обрабатываемую поверхность относительно небольшое, например, при чистовом суперфинишировании оно составляет 0,1...0,3 МПа.

Суперфиниширование является сложным процессом резания (царапа­ния) поверхностного слоя детали абразивными зернами. На производитель­ность и качество обработки в значительной степени оказывает влияние ки­нематика резания - совокупность относительного движения инструмента и обрабатываемой детали.

Суперфинишная обработка (микрофиниш) осуществляется мелкозерни­стым инструментом, совершающим осциллирующее (колебательное) движение вдоль образующей поверхности обрабатываемой заготовки (рис. 20.5) с ми­нимальными удельными давлениями на инструмент и при использовании СОЖ. Суперфинишированием можно обрабатывать цилиндрические, кониче­ские, плоские и фасонные поверхности.

Рис. 20.5. Кинематика движений заготовки и инструмента при суперфинишировании:

1 – заготовка; 2 – инструмент

Условием получения поверхностей с высокими качественными показате­лями является наличие автоматического затухания процесса резания, что обес­печивается упругим замыканием кинематического звена брусок-заготовка.

При суперфинишировании радиальная подача на врезание абразивных зерен обеспечивается за счет упругого поджима бруска к обрабатываемой поверхности. Радиальное давление резания и съем металла сохраняются почти постоянными, независимо от формы обрабатываемой поверхности.

Суперфинишированием достигает­ся 5-4 квалитеты точности и пара­метр шероховатости поверхности R_a = 0,2...0,05 мкм.

При суперфинишировании, так же как и шлифовании, осуществля­ется сверхтонкое микрорезание ме­талла за счет зацепления большого числа вершин абразивных зерен с исходными микронеровностями об­рабатываемой поверхности. При этом в зоне контакта (абразивное зерно-металл) происходят сложные физи­ко-механические, химические и электрические взаимодействия.

Процесс суперфиниширования можно разделить на три этапа.

Первый этап — кратковременный (0,5... 1,5 с), характеризуется обнов­лением рабочей поверхности бруска, которое происходит в момент контакта бруска с гребешками исходной шероховатости обрабатываемой поверхно­сти. Она является более грубой по сравнению с рабочей поверхностью бру­ска. Под действием сил сопротивления резанию из поверхно­сти бруска вырываются отдельные зерна, некоторые из них претерпевают объемное и местное разрушение. При этом с поверхности бруска удаляются продукты износа (обломки зерен, частицы металла и связки), скопившиеся в порах бруска в процессе обработки предшествующей заготовки.

Объем снятого металла на первом этапе незначителен. Площадь сопри­косновения обрабатываемой поверхности и бруска мала. Дав­ление, приходящееся на эти площадки, значительное, масляная пленка СОЖ не препятствует протеканию процесса резания.

На втором этапе (1,5... 15 с) происходит интенсивное резание и упруго- пластическое деформирование обрабатываемой поверхности. Этот этап ха­рактеризуется повышенной скоростью съема металла и значительно мень­шим, чем на первом этапе, удельным расходом режущего инструмента.

Третий этап характеризуется наличием масляной пленки, которая пре­пятствует не только резанию, но и пластическому деформированию метал­ла. На этом этапе зерна инструмента осуществляют в основном упругое де­формирование поверхности и снимают с нее тонкие окисные пленки (адге­зионное разрушение).

Притирка – доводка притиром или доводка деталей, работающих в па­ре, для обеспечения наилучшего контакта рабочих поверхностей. Например, притирка клапанов двигателя внутреннего сгорания к седлам клапанов.

Процесс притирки свободным абразивом отличается от микрорезания единичным абразивным зерном, так как он ближе к физическим явлениям абразивного изнашивания поверхностей деталей машин, происходящим в процессе их эксплуатации. Операцию притирки можно представить как процесс ускоренного абразивного разрушения двух деталей, одна из кото­рых (инструмент) изнашивается в значительно меньшей степени.

При притирке используют микропорошки (величина зерна 3...20 мкм) корунда, окиси хрома, окиси железа и др. Применяют также специальные пасты, например, пасты ГОИ, содержащие в качестве абразива окись хрома, а в качестве связки олеиновую и стеариновую кислоты. За счет входящих в состав паст химически активных веществ образуется пленка, легко удаляе­мая абразивным зерном, что обеспечивает повышение производительности притирки. Припуск на обработку составляет примерно 5 мкм.

Доводку абразивными притирами целесообразно произ­водить с непрерывной подачей суспензии (абразивной смеси) в зону обра­ботки. В зависимости от марки микропорошка и снимаемого припуска доводка бывает черновая, получистовая, чистовая и тонкая. Давление при­тира Р обычно составляет 0,03...0,3 МПа независимо от количества одно­временно обрабатываемых заготовок.

Материалы и твердость притира выбирают в зависимости от твердости обрабатываемого материала. Как правило, процесс доводки выполняется притирами, твердость которых меньше твердости обрабатываемого мате­риала. В то же время, если материал притира слишком мягкий, то абразив­ные зерна проникают в него без съема металла.

Важным элементом построения операции доводки является определе­ние кинематических факторов траектории относительного движения точки притира по поверхности заготовки. Доводку можно осуществлять с одной стороны или сразу с двух, с непрерывной подачей абразивной смеси (сус­пензии) на поверхности притиров, с нанесенными на них (алмазными) сме­сями-пастами, с предварительно шаржированными зернами абразивных (алмазных) паст и абразивными дисками. Наиболее высокие и стабильные показатели обеспечивают притиры с шаржированными зернами пасты.

Абразивные зерна могут находиться в свободном состоянии, перекаты­ваться без проскальзывания, проскальзывать, оставаться какое-то время в микронеровностях инструмента или заготовки, внедряться в материал (шаржироваться), вновь обретать свободное или полусвободное и закреп­ленное состояние, срезая микростружку, деформируя и сминая микронеров­ности. Микрорезание, микроудары и микродеформирование создают слож­ную сетку рисок на обрабатываемой поверхности.

Процесс обработки притирами характеризуется взаимодействием заго­товки, зерна, притира, скоростью и траекторией относительного движения (рис. 20.6).

Рис. 20.6. Схема доводки плоских поверхностей притиром:

а – одной заготовки; б – двух заготовок; в – взаимное расположение заго­товки,

абразива и притира; 1 – заготовка; 2 – подвижный наконечник; 3 – поводок;

4 – шток; 5 – притир; 6 – шпиндель притира; 7 – свободные частицы абразива;

Р – груз

На рис. 20.6, а представлены схемы обработки одной заготовки, двух заготовок (рис. 20.6, б) и взаимного расположения заготовки, абрази­ва и притира (рис. 20.6, в). Смазочные жидкости (керосин, олеиновая ки­слота и др.) при доводке образуют слой между притиром и обрабатываемой поверхностью. Толщина этого слоя зависит от давления притира и вязкости жидкости, создающей смазочную пленку. Ее толщина должна быть такой, чтобы в ней мог разместиться только один ряд слоев зерен.

Дата добавления: 2014-01-07