Третьяков_Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов (514588), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Изделию сообщается возвратнопоступательное движение продольной подачи DS пр , а в промежутках между этими движениями шлифовальному кругу или заготовке сообщается прерывистое движение поперечной подачи DS п .Скорость шлифования, под которой понимают скорость точек,расположенных на режущей поверхности кругов, ограничиваетсямеханической прочностью шлифовальных кругов. В процессе эксплуатации по мере износа диаметр инструмента постепенноуменьшается, что приводит к снижению скорости обработки.
Скорость шлифования в зависимости от конструкции кругов можетсоставлять от 20 до 60 м/с.14.2. Технологические процессы отделочной обработкиповерхностей заготовокОтделочную обработку заготовок выполняют для повышенияточности и уменьшения шероховатости поверхностей. Качествоповерхностных слоев оказывает существенное влияние на износостойкость, коррозионную стойкость и контактную жесткость деталей, а также на надежность их работы. Для отделочных процессовмеханической обработки поверхностей характерны малые силырезания, небольшие толщины слоев, срезаемых с заготовок, и незначительное тепловыделение.Отделка поверхностей чистовыми резцами и шлифовальнымикругами.
Тонкое обтачивание осуществляется при высоких скоростях движения резания, малых глубинах и подачах, с применениемрезцов с широкими режущими кромками. Для выполнения этоготехнологического процесса необходимы быстроходные станки высокой жесткости и точности. Перед применением отделочныхпроцессов обычно выполняют обтачивание (растачивание) илишлифование заготовок.
По аналогии с тонким обтачиванием используют тонкое строгание и тонкое фрезерование.Тонким растачиванием заменяют шлифование, особенно в техслучаях, когда обрабатывают заготовки из вязких цветных сплавовили тонкостенные стальные заготовки. Этот процесс целесообразен при точной обработке глухих отверстий или в тех случаях, ко141гда по условиям работы детали не допускается внедрение абразивных зерен в обработанную поверхность.Тонкое точение обеспечивает получение поверхностей правильной геометрической формы с точным расположением осей, шероховатостью Rа 1,6…0,2 мкм и точностью размеров по 6–8-му квалитету.Тонкое шлифование выполняют мелкозернистым кругом при больших скоростях главного движения резания и малой глубине.
Особуюроль играет жесткость станка, способного обеспечить безвибрационнуюобработку. Этот процесс характеризуется снятием малых припусков.Полирование заготовок. Этот технологический процесс обеспечивает получение поверхностей с параметром шероховатостиRа 0,1…0,05 мкм. Для этого используют полировальные пасты,которые наносят на быстро вращающиеся эластичные (фетровые,войлочные) круги или ленты (рис. 14.5). В зоне полирования одновременно протекают следующие процессы: тонкое резание, пластическое деформирование поверхностного слоя и химическоевзаимодействие активных веществ, находящихся в пасте, с поверхностными слоями заготовки.
Полирование проводят при скоростях до 50 м/с для удаления местных дефектов предыдущей обработки. Этот вид механической обработки обеспечивает повышение износостойкости поверхности деталей.1213абРис. 14.5. Схема полирования:а – кругом; б – лентами (1 – заготовка; 2 – круг; 3 – лента)142Притиркой (доводкой) поверхностей устраняют отклоненияот правильной геометрической формы и заданных размеров, которые всегда имеют место после обработки на металлорежущихстанках. Процесс осуществляют с помощью притиров, на которые наносят притирочную пасту. Притирка обеспечивает точность размеров по 5-му квалитету и шероховатость поверхностиRа 0,08…0,02 мкм.Хонингование применяют не только для получения поверхностей высокой точности и малой шероховатости, но и для формирования микропрофиля в виде сетки (рис.
14.6). Такой микропрофильнеобходим для удержания смазочного материала на поверхностидетали. При хонинговании неподвижная заготовка обрабатываетсямелкозернистыми брусками (хонами), которые одновременновращаются и осуществляют возвратно-поступательное движениевдоль оси цилиндрического отверстия (рис.
14.6, а).Рис. 14.6. Схема хонингования отверстий (а) и развертка внутреннейцилиндрической поверхности заготовки (б)В результате сочетания движений на обрабатываемой поверхности образуется сетка микроскопических винтовых царапин –следов перемещения абразивных зерен. Угол θ пересечения этих143следов зависит от соотношения скоростей. На рис. 14.6, б приведены развертка внутренней цилиндрической поверхности заготовки и схема образования сетки.
Крайние нижнее 1 и верхнее 2 положения абразивных брусков устанавливают так, что образуетсяперебег n. Он необходим для того, чтобы образующие отверстияполучились прямоугольными даже при неравномерном износебрусков. Совершая вращательное движение, абразивные брускипри каждом двойном ходе начинают резание с новых положений 3хона с учетом смещения t по углу. Поэтому исключается наложение траекторий абразивных зерен.В процессе обработки исправляют погрешности формы приусловии, что общая толщина снимаемого слоя не превышает0,001…0,02 мкм.
Параметр шероховатости поверхности Rа 0,2……0,1 мкм обеспечивается хонингованием при условии, что шероховатость поверхности в исходном состоянии составляет Rа 2,5……0,63 мкм. Точность размеров соответствует 4–6-му квалитету.Суперфинишированием уменьшают шероховатость поверхности, оставшейся от предыдущей обработки. Так, параметр шероховатости поверхности уменьшается с Rа 0,8…0,4 мкм до Rа0,1…0,012 мкм. Эта технология позволяет обрабатывать цилиндрические, конические и сферические поверхности заготовок иззакаленной стали, реже – из чугуна и бронзы (рис. 14.7, а). Приэтом образуется сетчатый рельеф, который обеспечивает болееблагоприятные условия взаимодействия трущихся поверхностей.Плотная сетка микронеровностей создается сочетанием вращательного движения заготовки с возвратно-поступательным и колебательным движением брусков.
Процесс резания происходит придавлении брусков (0,5…3)⋅105 Па в присутствии смазочного материала малой вязкости.Масляная пленка покрывает обрабатываемую поверхность, нонаиболее крупные микронеровности (рис. 14.7, б) прорывают ее ив первую очередь срезаются абразивом. По мере дальнейшей обработки давление снижается, так как все большее число выступовпрорывает масляную пленку. Наконец, наступает такой момент(рис. 14.7, в), когда давление бруска не может разорвать пленку,она становится сплошной.
Процесс отделки автоматически прекращается.Обычно суперфиниширование не изменяет точность размеровзаготовки и не устраняет погрешности формы, полученные на предыдущих технологических процессах обработки заготовки.144абвРис. 14.7. Схема отделки суперфинишированием14.3. Обработка поверхностей пластическим деформированиемОтделочная обработка методами пластического деформирования сопровождается упрочнением поверхностного слоя, чтоочень важно для повышения надежности работы деталей.
Изделия становятся менее чувствительными к усталостному разрушению, повышаются их коррозионная стойкость и износостойкость,удаляются риски и микротрещины, оставшиеся от предшествующей обработки. В зоне деформации не возникает высокая температура, поэтому в поверхностных слоях фазовые превращения непроисходят.145Поверхностную обработку пластическим деформированиемиспользуют для всех металлов, способных пластически деформироваться, но наиболее эффективны они для металлов с твердостьюдо НВ 280. Этот технологический процесс выполняют на многихметаллорежущих станках и установках, используя специальныйинструмент.Обкатывание и раскатывание поверхностей.
Сущность этойобработки состоит в том, что в результате давления поверхностные слои заготовки, контактируя с инструментом высокой твердости, оказываются в состоянии всестороннего неравномерного сжатия и пластически деформируются. Инструментом являются ролики, шарики и дробь, перемещающиеся относительно заготовки(рис. 14.8). Микронеровности обкатываемой поверхности сглаживаются путем смятия микровыступов и заполнения микровпадин.Как правило, наружные поверхности обкатывают, а внутренниераскатывают. Сочетанием вращательного и поступательного перемещения заготовки и деформирующих элементов обрабатываютплоские, цилиндрические, фасонные поверхности и канавки.Рис. 14.8.
Схема обкатывания и раскатывания поверхностей:а – наружной; б – внутреннейТочность обработанного изделия зависит от его конструкции,режимов обработки, конструкции инструмента, а также от точности размеров, формы и качества поверхности заготовки, полученных при обработке на предшествующем переходе. Наиболее целе146сообразно обкатыванием и раскатыванием обрабатывать исходныеповерхности с точностью размеров по 5–11-му квалитету.
При поверхностно пластическом деформировании достигаются параметры шероховатости поверхности Rа 0,8…0,2 мкм при исходныхзначениях Rа 6,3…0,8 мкм. Степень уменьшения шероховатостиповерхности зависит от материала, исходной шероховатости, конструкции инструмента, режимов обработки и пр.Алмазное выглаживание. Сущность этого технологическогопроцесса состоит в том, что оставшиеся после обработки резанием неровности поверхности выглаживаются перемещающимся по ней алмазным инструментом. Рабочая часть инструментавыполнена в виде полусферы, цилиндра или конуса. Чем твержеобрабатываемый материал, тем меньше радиус скругления рабочей части алмаза.Преимущества алмазного выглаживания состоят в повышенииэксплуатационных свойств обрабатываемых поверхностей, снижении шероховатости и отсутствии переноса на обрабатываемую поверхность посторонних частиц.
При этом возможна обработкатонкостенных заготовок сложной конфигурации инструментом(выглаживателем) простой формы. Качество обработанной поверхности зависит в основном от силы выглаживания и подачи.При правильно выбранных режимах обработки микронеровностина поверхности могут быть уменьшены в несколько раз(Rа 0,1…0,005 мкм), а микротвердость увеличивается на 5…60 %.На обработанной поверхности возникают значительные остаточные напряжения сжатия. Детали с поверхностью, обработаннойалмазным выглаживанием, обладают высокой износостойкостью иусталостной прочностью.Вопросы для самоконтроля1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
