Супер и микрофиниширование цилиндрических поверхностей
СУПЕРФИНИШИРОВАНИЕ
Суперфиниширование применяют для уменьшения шероховатости поверхности, оставшейся от предыдущей обработки. При этом изменяются высота и вид микровыступов, обработанная поверх-
ность имеет сетчатый рельеф, а каждый микровыступ округляется и поверхность становится очень гладкой. При работе возникают более благоприятные условия взаимодействия трущихся поверхностей.
Суперфинишированием обрабатывают плоские, цилиндрические (наружные и внутренние), конические и сферические поверхности из закаленной стали, реже из чугуна и бронзы. Поверхности обрабатывают абразивными брусками, устанавливаемыми в специальной головке. Характерным для уперфиниширования является колебательное движение брусков наряду с движением заготовки. Процесс резания происходит при давлении брусков (0,5–3,0)⋅105 Н/м2 и в присутствии смазки малой вязкости. Схема обработки наружной цилиндрической поверхности прижведена на рис. 7.10. Плотная сетка микронеровностей создается
сочетанием трех движений: вращательного Sкр заготовки, возвратно-поступательного Sпр и колебательного брусков со скоростью V. Амплитуда колебаний брусков составляет 1,5–6,0 мм, а частота 400–1200 колебаний в минуту. Движение Sпр ускоряет процесс съема металла и улучшает однородность поверхности. Бруски, бу-дучи подпружиненными, самоустанавливаются по обрабатываемой поверхности.
Суперфиниширование – отделочный метод обработки наружных поверхностей мелкозернистыми абразивными брусками, совершающими колебательные движения с амплитудой 2…5 мм и частотой до 2000 двойных ходов в минуту. Применяют суперфиниширование (рис. 20, б) для отделочной обработки трущихся поверхностей, когда необходимо повысить их эксплуатационные свойства. Это достигается благодаря обеспечению малой шероховатости (вплоть до Rа 0,01); уменьшению погрешностей формы до 0,03 мкм; нанесению на поверхность оптимального микрогеометрического рисунка; сглаживанию верхушек микронеровностей (увеличению площади фактической опорной поверхности). К преимуществам суперфиниширования можно отнести простоту применяемого оборудования; возможность использования универсальных токарных или шлифовальных станков и головок-вибраторов, высокую производительность и простую автоматизацию процесса. Суть процесса состоит в микрорезании обрабатываемой поверхности одновременно большим числом мельчайших абразивных зерен (до 10000 зерен/мм2). При этом снимаются тончайшие (до 0,01 мм) стружки, скорость съема металла достигает 1…2 мкм/с. Большинство зерен не режет, а пластически деформирует металл, при этом сглаживаются микронеровности поверхности, и она приобретает зеркальный блеск. Основными рабочими движениями являются вращение заготовки (Dокр); возвратно-поступательное колебательное движение бруска (Dкол) и движение продольной подачи (Dsпр). Иногда на брусок воздействуют дополнительным ультразвуковыми колебаниями, что приводит к увеличению скорости съема металла и самозатачиванию брусков. Цикл обработки поверхности суперфинишированием складывается из времен: удаления исходной шероховатости T1, резания Т2, перехода от резания к трению Т3, полирования Т4. Как правило,
Т1 = (0,15…0,20)Тц; Т2 = (0,4…0,5)Тц; Т3 = (0,20…0,25)Тц; Т4 = (0,20…0,25)Тц, |
(10) |
где Тц – время цикла.
Развитием метода суперфиниширования является микрофиниширование, характеризуемое большими давлениями на брусок и жесткой фиксацией брусков, что значительно уменьшает погрешности предшествующей обработки.