МЕТОДИ ОБРОБКИ ЗОВНІШНІХ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПОВЕРХОНЬ

Існує велика кількість різних методів обробки зовнішніх циліндричних поверхонь, основні з яких представлені в табл. 2.1. У чисельнику показані досягаються квалітети точності при тому чи іншому методі обробки, а в знаменнику - параметр шорсткості мкм. Дані надані для обробки легованих і конструкційних сталей. При обробці кольорових сплавів і чавуну якість обробленої поверхні вище на один квалітет.

Найбільша кількість циліндричних поверхонь обробляється гострінням на токарно-гвинторізних, токарнокарусельних, токарно-револьверних, одно- і багатошпиндельних автоматах і напівавтоматах, верстатах з ЧПУ, а також інших верстатах з використанням різців різного призначення і конфігурації, які представлені на рис. 2.1. В умовах серійного і масового виробництва краще використовувати різці зі змінними неперетачіваеми- ми пластинами, проте в даний час з'явилися конструкції різців з механічним кріпленням Переточувати змінних пластин, що значно подовжує термін їх служби.

Таблиця 2.1

Конструкції різців зі змінними ріжучими пластинами, що застосовуються для зовнішнього точіння

Мал. 2.1. Конструкції різців зі змінними ріжучими пластинами, що застосовуються для зовнішнього точіння

Всі матеріали, які використовуються в машинобудуванні, в відповідно до їх призначення, властивості і хімічний склад розділені на 14 груп, кожна з яких розділена на підгрупи, в яких об'єднані матеріали, близькі за властивостями.

Кожен матеріал має різну оброблюваність, за основний критерій оцінки якої прийнята швидкість різання. Коефіцієнт оброблюваності визначається за формулою

де Vj - швидкість різання матеріалу, який прийнятий за еталон при заданих умовах обробки; V - швидкість різання даного матеріалу при тих же умовах різання.

У табл. 2.2 подано класифікацію декількох груп матеріалів, найбільш часто використовуваних в машинобудуванні за ступенем оброблюваності.

Таблиця 2.2

КЛАСИФІКАЦІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ПО Оброблюваність

Марка матеріалу

термічна

обробка

(7g , МПа

нв

ку

V M

IV. чавуни

IV. 1 Сірі

СЧ10

-

100

120-140

1,45

СЧ15

-

145

140-160

-

СЧ18

-

175

180-200

1,25

СЧ20

-

200

180-200

1,00

СЧ21

-

200

170-241

0,89

СЧ24

-

235

170-241

0,89

СЧ25

-

245

180-250

0,83

СЧЗО

-

294

181-255

0,71

СЧ35

-

310

240-260

0,71

IV.2 кування

КЧЗО-6

-

-

100-120

1,66

КЧ 33-8

-

-

120-140

1,66

КЧ 37-12

-

-

110-160

1,66

КЧ 32-12

-

-

140-150

1,34

КЧ 35-4

-

-

150-180

1,06

КЧ 40-3

-

-

180-200

0,89

V. Вуглецеві сталі

V.1 Конструкційні сто, Ст1,

295-395

77-107

2,1

Ст2, СтЗ,

-

395-492

107-138

1,8

Ст4, Ст5, Стб

-

492-590

138-169

1,4

V.2 Якісні 10, 15, 20, 20Л

590-690

169-200

1,1

25, 30, 35, 35Л

-

690-750

200-223

1,0

40,45

-

750-850

223-248

0,8

50, 55

-

850-980

248-288

0,68

60

-

980-1080

288-317

0,56

V.3 Високої оброблюваності А12, А15

395-590

107-169

2,2

А15Г, А20

-

590-750

169-223

1,3

А30, А50

-

750-850

223-248

0,96

V.4 Інструментальні У7, У8, У9

690-850

200-248

0,67

У9А, У10, У10Г

-

850-980

248-288

0,41

У12, У13

-

980-1080

288-317

0,34

VI. леговані стали

VI. 1 Низьколеговані 15Х, 20Х, 38ХА

395-690

116-203

1,1

40Х, 45Х, ШХ15

-

690-1080

203-317

0,43

25Н, 25НЗ, ЗОН, 40Н

-

395-980

116-288

1,0

15Г, 20Г, 30Г, 40Г

-

395-787

160-275

0,8

65Г, 70Г, 30Г2, 50Г2

-

787-1176

275-345

0,47

15ХГ, 40ХГ, 35ХГ2

-

490-882

146-260

0,58

25ХГС, 30ХГСА, 45ХГСЛ

-

882-1176

260-345

0,35

VI.2 середньолеговану 12ХНЗ, 12Х2Н4, 20Х2Н4А

395-1176

116-345

0,58

35ХМА, 38ХМЮА, 40ХН2ВА

-

590-1176

260-345

0,5

60С2А, 65С2ВА

загартування

1860

285-321

0,35

12Х2НВФА, 23Х2НВФА

-

590-1270

174-317

0,47

VI.3 Інструментальні ХВГ

загартування

HRC 3 62

0,17

Р9Ф5

загартування

HRC 3 63

-

0,17

VII. теплотривкі стали

12Х1МФ

-

730

217

2,0

15Х5М, 15Х6СЮ

відпал

650

180

1,8

34XH3M, Х6СМ

-

600-800

174-235

1,5

20ХЗМВФ

загартування

880-1300

263-363

1,4

20ХЗМВФ-Ш

загартування

900-1000

263-285

1,2

25Х2Н4МА

-

900-1000

262-285

1,2

34ХНЗМФ

відпал

600-800

174-235

1,2

45Х2М, 45Х2МФА

-

900-1000

262-285

1,2

Залежно від ступеня оброблюваності матеріалу в табл. 2.3 і 2.4 надано рекомендації щодо вибору інструментальних матеріалів: швидкорізальних сталей, твердих сплавів і мінералокераміки.

Таблиця 2.3

Рекомендації щодо застосування інструментів з швидкорізальних сталей для обробки кольорових сплавів, чавунів і сталей груп I -VII

інструмент

Марка інструментальної сталі

інструмент

Марка інструментальної сталі

різці

Р6М5, Р6МФЗ, Р6М5К5, Р9К5,

ЕК-41, ЕК-42,

Р12Ф4К5, Р12МЗК8Ф2,

Р6М5ФЗ-МП,

Р12М5Ф5-МП

фрези

Р6М5, Р6М5ФЗ, Р6М5К5, Р9К5. ЕК-41,

Р6М5ФЗ-МП,

Р6М5К5-МП,

9Х4МЗФ2ГСТ

свердла,

зенкери,

розгортки

Р6М5, Р6М5ФЗ, ЕК-41, Р6М5К5, Р9К5, ЕК-42, А11РЗМЗФ2, Р6М5ФЗ-МП, Р6М5К5-МГ1

протягання,

прошивки

Р18, Р6М5, ЕК-41, ЕК-42, Р9М5К5, Р6М5ФЗ, Р6М5ФЗ-МП, Р12МФ5-МП

Мітчики,

плашки

Р6М5, Р6М5К5, ЕК-41, ЕК-42, Р9К5, Р9М4К8, А11РЗМЗФ2, Р6М5ФЗ, Р6М5ФЗ-МП, Р12МФ5-МП

зуборізний

інструмент

Р6М5, Р6М5ФЗ, ЕК-41, ЕК-42, Р6М5ФЗ, Р9М4К8, Р6М5ФЗ-МП, Р6М5К5-МП

Рекомендації по вибору твердого сплаву і мінералокераміки

Таблиця 2.4

Марки інструментальних матеріалів для обробки груп

вид обробки

кольорові

сплави

I-III

стали

V-VI

чавуни

IV

чистове точіння

ВКЗ, вкзм,

ВК6, ВК8,

ВК4, ВК6,

ВК6М, ВК8,

Т15К6, Т14К8,

ВК8, ВКЗМ,

Sq = 0,1 - 0,3 мм / об

ТТ8К6,

Т30К4,

ВК6-ОМ,

/ = 0,5 - 2 мм

КНТ16,

ТТ10К8Б,

ВОК-60,

Тн20

Тн20, КТН16, ВОК-60

композити 10, 10Д, 05

Марки інструментальних матеріалів для обробки груп

Віл обробки

кольорові

сплави

Ин

стали

V-VI

Чавун и IV

Полу чистове точіння

5 0 = 0,2 - 0,5 мм / об / = 2-4мм

Тн20, KHT16, ВК6М, ВК8

Тн20, Т15К6, Т14К8, КНТ16

ВКЗ, ВК6М, ВК6, ТТ8К6, ВОК-60

чорнове точіння

S 0 = 0,4 - 1 мм / об / = 4-10 мм

ВК6, ВК8

Т15К6, Т14К8,

ТТ10К8Б,

Т5К10

ВК4, ВК6, ВК 10-ОМ

Важке чорнове точіння

S Q = 1 мм / об / = 6 - 20 мм

ВК4, BK6, ВК8

ТТ7К12, Т5К12, Т5К10

ВК 10-ОМ, ВК8, ВК6, ВК4

Відрізка і прорезка канавок

ВКЗ, ВКЗМ, ВК6-ОМ

Т15К6, Т5К10, Т14К8

ВКЗ, ВК4, ВК6, ВК6М

Нарізування різьблення різцем

ВКЗ, ВК6М, ВК6-ОМ

Т15К6, Т14К8, Т30К4, КВ6

ВКЗ, ВКЗМ,

ВК6М,

ВК6-ОМ

свердління

ВК4, ВК6М

Т5К10, ВК8, ВК10М

ВК4, ВК6, ТТ8К6

зенкування

ВК4, ВК6

Т15К6, Т14К8, Т30К4

ВК4, ВК6, ТТ8К6

розгортання

ВКЗМ,

ВК6-ОМ, ВКЗ

Т30К4, Т15К6

ВКЗМ, ВК6М, ВКЗ, ВК6-ОМ

Чистове і напівчистове фрезерування

ВК6М, ВК6

Т15К6,

Т14К8,

ТТ20К9,

TH20,

КНТ16, ВОК-60, композити 10, 10Д, 01

ВК6, ВК4, ВК6М,

вкю-му,

ТТ8К6, композити 05, 01, 10, 10Д

чорнове фрезерування

ВК4, ВК8, ВК6

Т5К10, ТТ7К12, ВК8

ВК6, ВК8

При обробці заготовки на верстатах встановлюються в двох-, трьох- і чотирикулачні патрони, цангові патрони, повідкові патрони з плаваючим центром. при обра-

ботке довгих заготовок здійснюється їх центрування обертовим заднім центром, а для підвищення жорсткості заготовки використовують рухомі та нерухомі люнети.

При чорновому точінні необхідно використовувати найбільш інтенсивні режими обробки, які тільки витримує верстат і ріжучий інструмент.

При чистовому точінні подача зазвичай обмежена заданої за кресленням шорсткістю, тому для підвищення продуктивності зазвичай використовують швидкісне різання з використанням твердосплавного інструменту. Можлива чистове токарна обробка і з великими подачами, але при цьому використовуються спеціальні широкі (лопаткові) різці.

З появою нових марок твердих сплавів і мінера- локерамікі є можливість застосування при чорновій обробці силового різання з глибиною різання до 20 мм і подачею до 4 мм / об.

На токарних верстатах точіння здійснюється зазвичай з поздовжньою або поперечною подачею інструменту, а на копіювальних верстатах і верстатах з ЧПУ можливе суміщення відразу двох подач.

У серійному виробництві для підвищення продуктивності праці широко використовують токарно-револьверні верстати з горизонтальною або вертикальною віссю обертання револьверної головки. Ріжучий інструмент розміщується в револьверної голівці, причому в одному гнізді при використанні оправок може бути встановлено відразу кілька інструментів. Інструмент також кріпиться і в резцедержателе поперечного супорта. Залежно від конструкції верстата подача інструменту здійснюється за рахунок повороту або осьового переміщення револьверної головки (при горизонтальному розташуванні її осі) або за рахунок поперечної або поздовжньої подачі (при вертикальному розташуванні осі). Токарно-револьверні верстати використовуються в тому випадку, коли для обробки заготовки потрібно застосування великої кількості ріжучого інструменту і є можливість суміщення переходів.

Для обробки важких деталей великого діаметра і порівняно невеликої довжини використовуються токарнокарусельние верстати, які бувають одно- та двостійкові. Зазвичай вони мають вертикальний суппорт з револьверною голівкою і бічний супорт з резцедержателем і дозволяють виконувати практично всі токарні операції. Існують конструкції токарно-карусельних верстатів, які мають пристосування для роботи з упорів, для нарізування резьб, для обробки фасонних поверхонь, а також мають другі вертикальні і бічні супорти.

На токарно-карусельних верстатах також можливе суміщення переходів, що показано на рис. 2.2 (в, г).

Схеми обробки тіл обертання на токарно-карусельних верстатах

Мал. 2.2. Схеми обробки тіл обертання на токарно-карусельних верстатах:

а - вертикальним супортом; б - бічним супортом; в - шляхом ділення припуску; г - шляхом ділення довжини робочого ходу

При необхідності обробки фасонних поверхонь використовуються токарно-копіювальні напівавтомати, які мають копіювальний супорт з одним різцем і поперечний супорт для прорізання канавок з одним або з декількома різцями. На копіювальному супорті встановлюється спеціальний різець для контурного точіння: з ромбічними пластинками (рис. 2.3, а) для кутів при вершині 55 ° і 80 °; з тригранними пластинками (рис. 2.3, б) для кутів при вершині 60 °; з круглими пластинками (рис. 2.3, в).

Різці для контурного точіння

Мал. 2.3. Різці для контурного точіння

При обробці в умовах среднесерійного і великосерійного виробництва східчастих валиків, блоків шестерень, фланців використовуються багаторізцові токарні напівавтомати, які мають кілька одночасно працюючих різців, закріплених на поздовжньому і поперечному супортах. Одночасна робота різців по простим коротким циклам дозволяє значно підвищити продуктивність обробки. Налаштування різців здійснюється так, щоб обробка всіх ділянок вала закінчувалася одночасно.

Для обробки східчастих валиків широко використовуються верстати з ЧПУ, послідовність рухів в яких задається керуючої програмою. Оптимальна програма повинна забезпечити задані на кресленні деталі геометричні розміри і точність взаємного розташування поверхонь при мінімальній довжині допоміжних ходів. Різні варіанти робочих і допоміжних ходів при обробці одного і того ж валика представлені на рис. 2.4. На раціональний вибір тієї чи іншої схеми обробки східчастих валів впливають обробляється і інструментальний матеріали, жорсткість технологічної системи, вимоги точності і шорсткості обробки, характеристики ріжучого інструменту і верстата.

Схеми руху інструменту при обробці ступеневої валика на верстаті з ЧПУ

Мал. 2.4. Схеми руху інструменту при обробці ступеневої валика на верстаті з ЧПУ

У великосерійному і масовому виробництві зовнішні циліндричні поверхні обробляють на горизонтальних і вертикальних одно- і багатошпиндельних автоматах і напівавтоматах.

Горизонтальні одношпиндельні автомати підрозділяють на автомати поздовжнього точіння і токарно-револьверні. На автоматах подовжнього точіння виготовляються деталі з прутка діаметром до 30 мм і довжиною до 100 мм. На токарно-револьверних автоматах обробляються деталі складної форми з прутків діаметром до 63 мм.

На токарних багатошпиндельних патронних напівавтоматах обробляють штучні заготовки довжиною до 200 мм і діаметром до 250 мм з використанням різних схем побудови операцій (послідовна, паралельна і паралельно-послідовна).

Токарські багатошпиндельні пруткові автомати використовуються для обробки заготовок з прутків діаметром до 100 мм і довжиною до 160 мм.

Багатошпиндельні токарні вертикальні напівавтомати призначені для обробки штучних заготовок діаметром до 630 мм, які встановлюються в патронах, центрах або спеціальних пристроях. Багатошпиндельні токарні вертикальні напівавтомати бувають послідовного і безперервного (паралельного) дії.

Фрезоточеніе або ротаційне фрезерування зовнішніх циліндричних поверхонь здійснюється в тих випадках, коли обробка звичайним гострінням утруднена, наприклад при прорізуванні глибоких канавок, обробці шатунних і корінних шийок колінчастих валів, а також при обробці деталей, що мають великий зовнішній діаметр (більше 1000 мм). У двох перших випадках через велику вильоту ріжучого інструменту виникають сильні вібрації, а в останньому випадку знос різця зростає через велику шляху різання, в результаті чого при виготовленні, наприклад, валків папероробних машин при їх одноразової обточуванні доводиться кілька разів замінювати ріжучу пластину різця.

Схема зовнішнього фрезоточенія показана на рис. 2.5. У найпростішому випадку деталь може бути встановлена в патроні токарно-гвинторізного верстата (наприклад мод. 16К20). Фреза закріплюється на валу пневмо- або електрошпинделя, здатного розвивати більше 40 тисяч обертів на хвилину, який встановлюють на супорті верстата. Вісь обертання фрези може бути розташована паралельно осі шпинделя верстата або під кутом (в тому числі і під кутом 90 °); можливо як попутне, так і зустрічний фрезоточеніе.

Схема зовнішнього фрезоточенія

Мал. 2.5. Схема зовнішнього фрезоточенія

При охоплює фрезоточеніі використовується спеціальна фреза в вигляді кільця з внутрішніми зубами, які представляють собою змінні пластини, закріплені клиновими механізмами. Такий вид механічної обробки характеризується високою продуктивністю і стійкістю інструмента, забезпечує точність, що дозволяє виключити будь-яку подальшу обробку перед остаточним шліфуванням. Так, наприклад, при всього лише 48 ріжучих пластинках на внутрішній поверхні кільцевої фрези можна обробити шість шатунних і п'ять корінних шийок колінчастого вала автомобіля «КамАЗ» за 17,5 хв. Одним комплектом платівок можна обробити 40 колінчастих валів.

У масовому виробництві на спеціальних верстатах здійснюють плоске, зовнішнє і охоплює протягування циліндричних поверхонь деталей. Наприклад, при плоскому протягуванні (рис. 2.6, а) процес здійснюють на вертикально-протяжні верстати, причому протягання прямолінійно переміщається, а заготовка обертається. Кожен зуб протяжки працює як різець, а ширина протягання дорівнює ширині оброблюваної поверхні.

При зовнішньому протягуванні циліндричних поверхонь полегшений відведення стружки і при вертикальній компонування верстата використовується мала площа цеху. Недоліком такого способу є зворотно-поступальний рух протягання, що веде до збільшення допоміжного часу.

При внутрішньому протягуванні круглої протяжкой (рис. 2.6, б) допускається висока швидкість протягування, робоча зона компактна і має малі габарити. Шлях контакту протягання з оброблюваної деталлю досить довгий і при обробці досягається менша шорсткість поверхні. Недоліком способу є можливість його використання для обробки деталей з отворами порівняно великих розмірів.

При зовнішньому протягуванні круглої протяжкой (рис. 2.6, в) також допускається висока швидкість різання і забезпечується хороше відведення стружки. Однак шлях контакту протягання з оброблюваної деталлю невеликий, і оброблена поверхня може мати огранювання.

Протягування циліндричних поверхонь

Мал. 2.6. Протягування циліндричних поверхонь:

а - зовнішнє протягування плоскою протяжкой; б - внутрішнє протягування круглої протяжкой; в - зовнішнє протягування круглої протяжкой

При охоплює протягуванні циліндричних поверхонь круглої протяжкой (рис. 2.7) досягаються високі точність і якість обробки, забезпечується хороше відведення стружки.

Охоплює протягування круглої протяжкой

Мал. 2.7. Охоплює протягування круглої протяжкой

При шліфуванні обробка поверхонь здійснюється абразивними або алмазними інструментами, які поділяються на шліфувальні круги, які мають центральне розмір отвору, і головки, що мають центральний стрижень. На рис. 2.8 представлені форми найбільш часто вживаних шліфувальних кругів і способи їх установки. Вони можуть бути цільними з безперервною робочою поверхнею або сегментні. Зазвичай кола з діаметром до 13 мм наклеюються на центральний металевий стрижень, який закріплюється в патроні. Кола більшого діаметра встановлюються на шпинделі верстата або на оправці і фіксуються фланцем з кріпильними елементами. Між колом і фланцями встановлюються картонні прокладки для рівномірного розподілу зусилля затиску.

Різновиди абразивних (У) і алмазних (II) кіл (а - е) і схеми їх установки (ж, з )

Мал. 2.8. Різновиди абразивних (У) і алмазних (II) кіл - е) і схеми їх установки (ж, з ):

а - плоскі прямого профілю; б - плоскі з виточенням; в - дискові; г - тарілчасті; д - чашкові конічні; е - головки циліндричні; ж - кріплення фланцями; з - кріплення перехідними фланцями {1, 2 - фланці; 3 - прокладки; 4 - шліфувальний круг; 5 - гайки)

При цьому заготовки встановлюють в нерухомих центрах, патроні, цанзі або в спеціальному пристрої. В процесі обробки заготівля обертається з окружною швидкістю 10 ... 50 м / хв, а шліфувальний круг - 30 ... 60 м / с. Існують наступні способи шліфування: поздовжнє (з поздовжньою подачею); урізне (з поперечною подачею).

При поздовжньому шліфуванні зняття припуску може бути здійснено за кілька поздовжніх робочих ходів з подачею на глибину за подвійний або кожен робочий хід (рис. 2.9, а ) або за один робочий хід кругом, встановленим на всю глибину різання (рис. 2.9, б). Поздовжнє шліфування здійснюється за чотири етапи: врізання, чистове шліфування, виходжування та відведення.

Урізне шліфування можливо в тих випадках, коли висота шліфувального круга перевищує довжину оброблюваної поверхні. При врізному шліфуванні значно вища продуктивність, але якість обробки поступається подовжньому шліфуванню. Урізне шліфування в основному застосовують в масовому і великосерійному виробництві. На рис. 2.9, в, показаний приклад врізного шліфування.

Схеми шліфування зовнішніх циліндричних поверхонь

Мал. 2.9. Схеми шліфування зовнішніх циліндричних поверхонь

При Безцентрово круглому шліфуванні заготовка поміщається між шліфувальним і провідним колами і підтримується ножем. Центр заготовки в залежності від її діаметра розташовується трохи вище лінії, що з'єднує центри кіл. Шліфувальний круг має більший діаметр, а його окружна швидкість складає 30 ... 65 м / с. Ведучий коло обертається зі швидкістю 10 ... 40 м / хв. Застосовують два методу безцентрового шліфування: з поздовжньої і поперечної подачею. При шліфуванні напроход (рис. 2.9, г) досягається висока точність обробки. Урізне шліфування використовується для обробки круглих деталей з уступами, фасонних шийок і т.д.

За швидкістю різання шліфування поділяють на звичайне (V <35 м / с), швидкісне (V = 35 ... 60 м / с) і високошвидкісне (V> 60 м / с).

Способи передачі крутного моменту при круглому шліфуванні

Мал. 2.10. Способи передачі крутного моменту при круглому шліфуванні:

/ - шпиндель верстата; 2 - диск приводу;

3 - шліфувальний круг; 4 - центри; 5 - заготовка; 6 - поводок

На рис. 2.10 показані способи закріплення і передачі крутного моменту на заготовку при шліфуванні в центрах з поздовжньою подачею (рис. 2.10, а), при глибинному шліфуванні (рис. 2.10, б) і при врізному (рис. 2.10, в, г).

Різновидом шліфування з поздовжньою подачею є глибинне шліфування, яке замінює попередню лезову обробку. Воно здійснюється при малій подачі і дозволяє працювати з великою глибиною різання. Припуск знімається за один робочий хід.

При шліфуванні близько 80% тепла, одержуваного в зоні різання, надходить в заготовку, що може привести до появи плям мінливості, пріжогов і зниження якості обробки. Тому для відводу тепла, стружки і зерен абразиву із зони різання використовується рясне охолодження з використанням СОТС (рис. 2.11). Подача емульсії може здійснюватися вільно падаючим струменем в зону різання (рис. 2.11, а), через пори шліфувального круга за рахунок відцентрових сил (рис. 2.11, б), струменем поза зоною різання (рис. 2.11, в), подачею через пористий елемент (рис. 2.11, г), гідродинамічним способом (рис. 2.11, д) і обробкою в середовищі охолоджуючої рідини (рис. 2.11, е - зазвичай при плоскому шліфуванні).

У промисловості для шліфування циліндричних деталей використовують абразивну стрічку, закріплену на провідному і відомому шківах. Заготівля при цьому встановлюється на ніж.

Останнім часом знайшло застосування шліфування тонкостінних деталей на жорсткій оправці, яка виконує роль ножа при Безцентрово шліфуванні. Цей спосіб зменшує разностенность деталей в 5 ... 10 разів і має високу продуктивність.

Тонке шліфування є обробної операцією і виконується м'якими дрібнозернистими колами. При цьому окружна швидкість кола понад 40 м / с, окружна швидкість заготовки не більше 10 м / хв, а глибина шліфування до 5 мкм.

Схеми підведення СОТС при шліфуванні

Мал. 2.11. Схеми підведення СОТС при шліфуванні:

  • 1 - шліфувальний круг; 2 - кожух; 3 - заготовка;
  • 4 - сопло; 5 - тримач; 6 - пористий елемент;
  • 7 - насадка; 8 - резервуар з СОТС

Хонингование зовнішніх циліндричних поверхонь виконується рідко, проте в деяких випадках воно є єдино можливою операцією. Наприклад, остаточна обробка зовнішньої поверхні поршневих кілець здійснюється хонингованием, при цьому хон виконаний у вигляді труби, на внутрішній поверхні якої закріплені абразивні бруски. Хон здійснює зворотно-поступальні і обертальні рухи.

Доведення деталей типу тіл обертання здійснюється за допомогою ручних прітіров або на верстатах з використанням абразивних паст і суспензій.

При поліруванні абразивними інструментами є еластичні кола (повсть, шкіра, тканина, фетр), покриті полірувальними пастами, шліфувальні шкурки, пелюсткові круги і т.п. Полірування зменшує параметри шорсткості, але не усуває відхилення розмірів і форми деталей.

На рис. 2.12 представлені деякі схеми обробки пелюстковими колами, які представляють собою барабан із закріпленими в ньому пелюстками шліфувального паперу або тканини. Такі кола використовуються для обробки листового прокату, зачистки зварних швів, для підготовки поверхонь перед нанесенням покриттів, для полірування валів, в тому числі і мають фасонні поверхні.

Схеми обробки пелюстковими колами

Мал. 2.12. Схеми обробки пелюстковими колами

Як абразивних матеріалів може бути застосований будь-який абразивний матеріал, який використовується при виготовленні жорстких абразивних кіл.

Суперфінішування здійснюється дрібнозернистими брусками з додаванням мастильного речовини, зазвичай суміш гасу з маслом (рис. 2.13, а).

При суперфінішуванні заготовка обертається з окружною швидкістю 0,05 ... 2,5 м / с, інструмент робить зворотно-поступальні рухи (хід 2 ... 6 мм, 200 ... 1000 подвійних ходів в хвилину при тиску брусків на заготовку 3 -5 МПа) і переміщається уздовж поверхні заготовки. В результаті швидкість різання складає 5-7 м / хв. Товщина шару, що знімається металу 0,005 мм, що досягається шорсткість R a = 0,02 - 0,08 мкм.

В процесі обробки масляна плівка покриває поверхню заготовки, але найбільш високі гребінці нерівностей виступають над нею і зрізаються брусками в першу чергу (рис. 2.13, б). Після того як вони будуть зрізані, між брусками і заготівлею утворюється суцільна масляна плівка, що дає передумови рідинного тертя і процес обробки припиняють (рис. 2.13, в). В результаті суперфінішування збільшується відносна опорна довжина профілю поверхні і знижується шорсткість. Зміни розмірів поверхні практично не спостерігається.

Схеми суперфінішування (в) і зміни висоти і форми мікронерівностей (б, в)

Мал. 2.13. Схеми суперфінішування (в) і зміни висоти і форми мікронерівностей (б, в)

Зазвичай верстат для суперфінішне обробки циліндричних заготовок (наприклад моделі 3871 Б) дозволяє обробляти гладкі вали з поздовжньою подачею, ступінчасті вали, шийки валів, конічні поверхні, внутрішні циліндричні і конічні поверхні (рис. 2.14).

При обробці зовнішніх циліндричних поверхонь широко використовуються методи поверхневого пластичного деформування (табл. 2.5), які діляться на статичні і ударні. При статичних методах робочий інструмент впливає на оброблювану поверхню з постійною силою (вигладжування, наплив і т.п.).

Схеми суперфінішування

Мал. 2.14. Схеми суперфінішування:

а - гладкі вали з поздовжньою подачею, б - одночасно дві шийки одного вала, в - шийка вала врізання, г - конічна поверхня врізання, д - внутрішні циліндричні поверхні з поздовжньою подачею, е - внутрішні конічні поверхні врізання

Таблиця 2.5

ОСНОВНІ МЕТОДИ ПОВЕРХНЕВОГО ПЛАСТИЧНОГО ДЕФОРМУВАННЯ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПОВЕРХОНЬ

Метод, ескіз

Суть методу, оброблювані поверхні, обладнання

статичні методи

Поверхні тіл обертання типу втулок, валів, HRC <45 ... 55. Універсальне і спеціальне обладнання.

Накочення або вигладжування при вібрації інструменту (куля, наконечник) по дотичній до поверхні деформованого металу. Поверхні тіл обертання.

Універсальне обладнання.

ударні методи

Удари дробу по оброблюваної заготівлі. Залежно від джерела кінетичної енергії (струмінь газу, рідина, газ з рідиною, обертання ротора) обробка називається гідродробеструйной, гідропневмодробе- струменевого, дробеметной і т.д. HRC <55, спеціальне обладнання.

До постійної силі додається сила ударів ультразвукових коливань. Поверхні тіл обертання. Універсальне обладнання з ультразвуковим генератором і голівкою.

Удари інструменту по оброблюваної поверхні під дією відцентрової сили. Поверхні тіл обертання, HRC <50. Універсальне обладнання.

Ударне додаток деформуючий сили при зворотно-поступальному переміщенні інструменту (бойок, металева кисть). Поверхні тіл обертання, HRC <, 50. Універсальне і спеціальне обладнання.

Удари кінцями дроту обертається механічної щітки. Поверхні різної конфігурації,

HRC? 50.

Універсальне і спеціальне обладнання.

При ударних методах інструмент або робочі тіла багаторазово впливають на оброблювану поверхню, причому сила впливу змінюється від нуля до максимуму.

Як інструменти при пластичній деформації можуть бути використані ролик, куля, гладилка, бойок, чекан і т.д. В якості робочих тіл використовується дріб, скляні, пластмасові, сталеві кульки і т.д. Робочим середовищем може бути рідина, газ, суспензії і т. Д.

Методи поверхневого пластичного деформування в порівнянні з методами, пов'язаними зі зняттям стружки, мають ряд переваг:

  • - зберігається цілісність волокон металу, а в поверхневому шарі утворюється дрібнозерниста структура;
  • - відсутня шаржування оброблюваної поверхні абразивними зернами;
  • - відсутні термічні дефекти, забезпечується стабільність якості поверхні;
  • - можна зменшити шорсткість поверхні в кілька разів за один робочий хід;
  • - плавно і стабільно підвищується мікротвердість поверхні;
  • - можна досягати шорсткість поверхні R a = 0,1-0,05 мкм на термічно не оброблені сталях, кольорових металах, зберігаючи вихідну форму заготовок;
  • - створюється сприятлива форма мікронерівностей з великою часткою опорної площі;
  • - можна отримувати спеціальні канавки для затримання мастильних матеріалів;
  • - поверхневий шар отримує залишкові напруги стиску.

Зміцнення при пластичній деформації залежить від питомих напруг і розмірів контактної площі між кульовим інструментом і оброблюваною поверхнею. Збільшення швидкості при обкатуванні призводить до сильнішого зміцнення поверхневого шару, хоча глибина його знижується.

При пластичній деформації відбувається дроблення кристалів на фрагменти і блоки з великими спотвореннями кристалічної решітки на їхніх кордонах. Це веде до збільшення числа кордонів, біля яких затримуються дислокації, що, в свою чергу, збільшує опір деформації. У процесі обкатування величина деформирующих напруг знижується в міру віддалення від контактної поверхні і призводить до їх загасання. Найбільш зміцненої виявляється верхня частина пластично деформованого шару. Фізичні властивості металу в поверхневому шарі змінюються: підвищуються твердість, межа міцності, границя текучості.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >