Отделочная обработка

К ней относятся: суперфиниширование, полирование, притирка, хонингование.

Суперфиниширование

Суперфиниширование (рисунок 3.11)осуществляется мелкозернистыми абразивными или алмазными брусками за счет их осциллирующего движения в сочетании с вращением и продольной подачей детали или брусков. Суперфиниширование, как правило, осуществляется после чистового шлифования и позволяет получить точность 5 квалитета и параметр Rz=0,03...0,l мкм, уменьшить на 50...80% овальность, огранку и волнистость.

Рисунок 3.11

Полирование,как правило, осуществляется мягкими кругами (войлок, фетр, парусина, кожа), с нанесенными на них мелкозернистыми абразивными или алмазными порошками, смешанными со смазкой Для обработки наружных поверхностей вращения вместо кругов широко используют полировальные ленты. Достигаемый параметр шероховатости Rz=0,05 мкм. Точность и погрешность формы определяется предварительной обработкой.

Для полирования, а иногда и шлифования наружных поверхностей вращения, применяют и магнитно-абразивную обработку.

Притирка наружных цилиндрических поверхностей выполняется притирами, изготовленными из чугуна, бронзы или меди, которые обычно предварительно шаржируются абразивным или алмазным микропорошком с маслом или специальной пастой. Достигаемая точность 4-5 квалитета, параметр шероховатости Rz=0,05..0,l мкм.

Притирку осуществляют как вручную, так и на специальных станках (рис.3.12).

Рисунок 3.12 1- станина; 2,4 - притирочные диски;

3 - сепараторный диск; 5 колонна

Диск 4 имеет одновременно вращательное движение и вертикальное перемещение. Сепараторный диск 3 имеет радиальные гнезда, в которые помещаются обрабатываемые заготовки (схема б). При работе станка заготовки, помещенные между дисками, совершают сложное движение (схема в).

Припуски для притирки поверхностей тел вращения составляет 0,05...0,1мм на диаметр.

Хонингование. Этот вид обработки чаще используется для отделки отверстий, однако на практике применяется и для отделки наружных поверхностей тел вращения, в частности шеек коленчатых валов.

Рисунок 3.13

Для повышения эксплуатационных показателей наружных поверхностей вращения широкое применение имеет отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием (ОУО ППД)(накатывание, выглаживание, вибронакатывание, обработка инструментами центробежно-ударного действия, электромеханическая обработка), нанесение покрытий (мягких, твердых, многослойных) и легирование поверхностей.

Накатываниеможет проводиться роликами или шариками. Оно применяется как для упрочнения поверхностного слоя, так и для уменьшения высотных параметров шероховатости и увеличения ее несущей способности: Ra=0,05 мкм.

Вибронакатываиие может применяться как для отделочно-упрочняющей обработки наружных поверхностей вращения, так и для увеличения маслоемкости опорных поверхностей трения валов, шпинделей. Сущность вибронакатывания заключается в том, что на движение подачи рабочего шарика накладываются его колебательные движения (рис.3.14).

Рисунок 3.14

Схема вибронакатывания

Широкое распространение для повышения сопротивления усталости деталей в авиационной промышленности получила центробежно – ударная обработка (рис. 3.15). В инструментах центробежно-ударного действия рабочие шарики или ролики определенной массы размещают в радиальных пазах диска или сепаратора в определенном порядке. Это позволяет за счет заданных частот вращения инструмента и детали и продольной подачи обеспечить необходимое число ударов, определенной силы на каждый 1 мм² обрабатываемой поверхности. Параметр шероховатости поверхности снижается с Ra=l,0...2,5 мкм до Ra=0,2...0,8мкм и может достигать Ra=0,05 мкм

Рисунок 3.15 Схема обработки центробежно-ударным инструментом:

1 - обрабатываемая деталь; 2 - инструмент центробежно-ударного действия; 3 - рабочие шарики; 4 - сепаратор

Электромеханическая обработка (ЭМО)позволяет значительно повысить поверхностную твердость, уменьшить параметр исходной шероховатости в 5-15 раз (например, с Ra=l мкм до Ra=0,08 мкм) при незначительных рабочих усилиях. Это обеспечивается нагревом зоны контакта рабочего ролика и обрабатываемой поверхности при пропускании через него тока большой силы (I=200...1500 А) (рис. 3.16). Для повышения коррозионной стойкости и износостойкости валов и штоков или отдельных их рабочих поверхностей могут применяться различные покрытия или легирование. Как правило, гальванические способы нанесения покрытий (хромирование, кадмирование, свинцевание, никелирование) применяют для защиты от коррозии. Механические, лазерные и ионно-плазменные методы нанесения покрытий и легирования поверхностей служат для повышения износостойкости рабочих шеек валов, штоков, шпинделей.

Рисунок 3.16 1 - обрабатываемая деталь; 2 - рабочий ролик; 3 - трансформатор

3.1.7. Выбор методов обработки.

Методы окончательной обработки всех поверхностей заготовки (вала) и промежуточных операций выбирают исходя из требований, предъявляемых к точности размеров и качеству поверхностей, с учетом характера исходной заготовки, свойств обрабатываемого материала и условий производства.

Для предварительного выбора методов обработки отдельных поверхностей заготовки (вала) используются данные справочных таблиц экономической точности и качества обработки различными методами.

В связи с тем, что одинаковые точность обработки и качество обработанной поверхности могут быть достигнуты различными методами, после предварительного выбора нескольких возможных технологических подходящих методов обработки следует провести их сопоставление по производительности и технологической себестоимости. При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы число переходов при обработке каждой поверхности заготовки было минимальным. Желательно, чтобы одним и тем же способом обрабатывалось возможно большее число поверхностей заготовки. Это даст возможность разработать высокопроизводительные концентрированные операции с максимальным совмещением обработки поверхностей, сократить общее число операций и установов, длительность цикла обработки, повысить производительность обработки.

Если выбранный метод окончательной обработки отдельных поверхностей, как правило, не может обеспечить экономичное получение требуемых точности и качества поверхности непосредственно из исходной заготовки, то возникает необходимость создания промежуточных операций или переходов, по мере выполнения которых достигается постепенное повышение точности размеров и качество поверхностей до требуемых значений в соответствии с чертежом детали. Так, например, требуется обработать наружную поверхность вала с точностью по 5-му квалитету и с параметром шероховатости Ra=0,08 мкм, а заготовкой служит прокат. Данная точность размера и шероховатость поверхности в соответствии со справочными данными достигается одним из методов доводки. Однако известно, что доводка экономична лишь при условии снятия припуска 0,01...0,02 мм на диаметр. Это означает, что предыдущая операция должна дать точность заготовки под доводку в пределах допуска 0,003...0,005 мм (операционный допуск должен быть в 2-4 раза меньше припуска на последующую операцию) при шероховатости Ra=0,3 мкм. Методом обработки, обеспечивающим достижение такой точности является чистовое шлифование, снимающее припуск порядка 0,05 мм на диаметр.