100. .200 %. Эльборовые бруски изготавливают на керамической связке сю и органической связке б1. Бруски на керамической связке применяют с твердостью ст, т и структурой 5—8.

Процесс хонингования проводится на низких скоростях резания (10... 100 м/мин) при удельном давлении 0,1—1 МПа и обильной подаче СОЖ в зону резания, поэтому температура в зоне резания не превышает 150...200 °С. Обеспечивается шероховатость поверхности Ка = 0,16...0,32 после предвариельного хонингования и Ка = 0,06...0,1 после окончательного хонингования.

Хонингованием обрабатывают отверстия диаметром 1... ...1500 мм и длиной до 25 м с точностью 1Т 5—6.

Доводка и притирка поверхностей — отделочные методы обработки в целях получения сверхточных размеров и высокого качества поверхностного слоя, в частности, шероховатости поверхности Ка = 0,16...0,005, высокой отражательной способности (для зеркал) и т. п. „

Притиркой осуществляется также подгонка друг к другу деталей, работающих в паре, путем их совместной обработки (относительного взаимного перемещения) с использованием абразивных материалов.

Процесс осуществляется с помощью притиров соответствующей геометрической формы. При доводке (притирке) деталей, работающих в паре (например, клапан — седло клапана), притиром служит сама деталь. На притир наносят притирочную пасту или мелкий абразивный порошок со связующей жидкостью. Материал пригара должен быть, как правило, мягче обрабатываемого материала. Паста или порошок внедряются (шаржируются) в поверхность притира и удерживаются ею. При перемещении притира относительно обрабатываемой поверхности выступающая часть шаржированного абразивного зерна снимает очень тонкую стружку. Наилучшие результаты дает кинематическая схема обработки, при которой траектории движения каждого зерна не накладываются друг на друга.

Толщина жидкостного слоя между притиром и заготовкой должна быть меньше высоты выступающих из притира абразивных зерен. В этом случае микронеровности сглаживаются в результате комбинированного механического и химического воздействия на обрабатываемую поверхность заготовки.

Основные принципиальные схемы доводки поверхностей представлены на рис. 14.12 [6].

Обработку плоских поверхностей (одностороннюю или двухстороннюю) производят плоским притиром (притирами) в виде диска, плиты (рис. 14.12, а) или трубчатого притира (рис. 14.12, б). Доводку наружных цилиндрических поверхностей осуществляют плоскими и цилиндрическими притирами (рис. 14.12, в), а внутренних цилиндрических и конических поверхностей — в основном разрезными притирами (рис. 14.12, ж). Выпуклые сферические поверхности обрабатываются инструментом в виде трубки или чаши, а вогнутые — инструментом в виде грибка, диска или трубы (рис. 14.12, г, д, е, и). Доводку шариков производят между двумя притирами, один из которых плоский, а второй имеет кольцевую канавку (рис. 14.12, з).

Схема притирки наружной цилиндрической поверхности приведена на рис. 14.13, а [13]. Притир 1 представляет собой втулку с прорезями, которые необходимы для постоянного его прилегания под действием сил Р к обрабатываемой заготовке 2 по мере ее обработки. Притиру сообщают возвратно-поступательное движение Д₂ и одновременно возвратно-вращательное движение Д. Возможно также равномерное вращательное движение заготовки 2 в сочетании с движением Ь_л. При притирке отверстия (рис. 14.13, б) совершаются такие же движения, как и при наружной притирке, но разрезной притир работает внешней стороной и в процессе притирки действием сил Р разжимается. Плоские поверхности притираются на специальных доводочных станках (рис. 14.13, в). Заготовки 4 располагаются в сепараторе 5 между двумя чугунными дисками 3. Диски-притиры имеют плоские поверхности торцов ж вращаются с разными частотами в

ж з и

Рис. 14.12. Схемы доводки плоских (а, б), цилиндрических (в), конических (ж) и сферических (г, д, е, з, и) поверхностей:

1 — притир; 2 — заготовка; 3 — стол (сепаратор или устройство для установки

заготовок)

противоположных направлениях. Сепаратор расположен относительно дисков эксцентрично на величину е, поэтому при вращении дисков притираемые детали совершают сложные движения

¹ 2 б

в

Рис. 14.13. Схемы притирки поверхностей: а — наружной цилиндрической; б -* отверстия; в — плоских; 1 — притир;

■ 2, 4— заготовки; 3 — чугунные диски; 5 — сепаратор

со скольжением, в результате чего происходит одновременная обработка двух параллельных торцов детали.

Производительность и качество доводки определяется комплексом факторов технологического процесса доводки: видом абразивного материала, его зернистостью, зерновым составом (содержанием фракций в микропорошках), свойствами неабразивных составляющих паст или суспензий, материалом заготовки и притира, рабочим давлением, скоростью относительного движения притира по заготовке, траекторией движения и схемой работы зерен в прослойке между заготовкой и притиром.

Доводка может производиться тремя методами:

1. свободным абразивом;

2. полузакрепленным абразивом;

3. закрепленным абразивом.

При доводке свободным абразивом зерна абразива подаются в зону обработки в составе паст и суспензий. Для доводки закрепленными зернами абразива используются шаржированные притиры или абразивные круги.

Выбор способа доводки и назначение технологических режимов производится, исходя из физико-химических свойств обрабатываемого материала, состояния поверхностного слоя заготовки перед доводкой, формы и размеров обрабатываемой поверхности заготовки. При этом необходимо учитывать, что металлы химически активны и в микрообъемах анизотропны. В процессе

доводки происходит химическое воздействие поверхностно-активных веществ (ПАВ) и добавок на поверхностный слой, резание или диспергирование поверхностного слоя, пластическая де- форомация микронеровностей. Абразивное зерно может воздействовать на поверхностный слой по двум схемам: 1) путем чистого микрорезания; 2) путем микроударов. Первая схема реализуется при обработке шаржированными притирами. На обработанной поверхности образуется сетка рисок (канавок), по форме и размерам (в сечении) соответствующая применяемым абразивным зернам. Микроудары возникают при доводке поверхностей свободным и полусвободным абразивом.

Весь технологический процесс доводки заготовок для прецизионных деталей реализуется за несколько переходов (до пяти) предварительной, чистовой и тонкой доводкой с последовательным уменьшением зернистости применяемого абразива. Припуск на обработку (на сторону) назначается в зависимости от заданного качества обработки и составляет:

» на предварительную доводку 0,02...0,05 мм; точность обработки (отклонение Ш заданной формы и размеров) —

3. .9 мкм, шероховатость поверхности Ка = 0,63...0,16;

• на получистовую доводку 0,005...0,015 мм; точность обработки *** 1...2 мкм, шероховатость поверхности Ка = = 0,16...0,08;

• на чистовую доводку 0,002...0,005 мм; точность обработки — 0,5... 1 мкм, шероховатость поверхности Ка = 0,08...0,02;

§ на тонкую доводку 0,0002...0,0001 мм; точность обработки — 0,1...0,5 мкм, шероховатость поверхности Ка =0,02...0,005.

При обработке абразивными пастами их периодически наносят (намазывают) на поверхность притира либо притир предварительно шаржируется абразивными зернами с помощью специальных устройств.

Доводка абразивными суспензиями осуществляется при непрерывной подаче или с периодически дозированной подачей суспензии в зону обработки. Непрерывная подача применяется для предварительной обработки. Она обеспечивает высокую производительность и низкую шероховатость обработанной поверхности Ка = 0,16...0,02. Периодическая подща суспензии (пасты) применяется как для предварительной, так и для чистовой доводки. Для доводки используют суспензии, пасты и мелкозернистые круги. В качестве абразивных материалов применяют микропорошки из электрокорунда белого (23А, 24А, 25А), хромистого

(ЗЗА, 34А), титанистого (37А), монокорунда (43А, 44А, 45А), карбида кремния зеленого (62С, 63С, 65С), карбида бора (КБ) и эль- бора зернистостью М40...М1, алмазные порошки из синтетических (АСМ, АСН) и природных (АМ, АН) алмазов зернистостью от 60/40 до 1/10. На предварительной доводке используют порошки зернистостью 5...4, микропорошки М40—М10, при полу- чистовой доводке — порошки М10—М5, для окончательной доводки — М5—М3 и для тонкой — М3—М1.

Полировальные составы применяют в виде мазей, паст и суспензий. В абразивных суспензиях абразивные зерна составляют 20...30 % (по массе) и находятся во взвешенном состоянии в смеси керосина и масла с добавками парафина, стеарина, олеиновой кислоты и др. Абразивные пасты, кроме абразивных зерен, содержат также парафин, стеарин, олеиновую кислоту, веретенное, дизельное или вазелиновое масло и т. п.

Твердые металлы и сплавы доводятся порошком окиси алюминия размером 1 мкм, смешанным с водой в пропорции 1:10с небольшой добавкой свежего масла. В некоторых случаях используют свинцовые притиры и алмазные пасты с зерном 1—1 мкм. Окончательная обработка производится пастами с алмазным порошком размером 0,3 мкм без значительного снятия металла.

Материал притира и его свойства выбирают в зависимости от физико-механических характеристик обрабатываемого материала, требуемой татегая* состояния поверхностного слоя обработанной МП и производительности процесса.'

В качестве материала для притиров и полировальников используют металлы (медь, свинец, олово), мягкие материалы (замшу, ткань, войлок, фетр, кожу, резину, бумагу) ш композиционные материалы (полимерные, пеко-канифолевые, комбинированны!}, Основные требования к полировальникам: высокая износостойкость, оптимальный модуль упругости материала и структура, обеспечивающая хорошее закрепление абразивных зерен и подачу их в зову обработки, оптимальная толщина, обеспечивающая требуемую форму обработанной поверхности, стойкость к агрессивным компонентам полировальных сред.

Для доводки деталей из труднообрабатываемых материалов рекомендуется использовать притиры из чугуна с феррит

ной, перлитной и феррито-перлитной структурами твердостью НВ и Ш0.,.2000 МПа.

Предварительную доводку целесообразно производить притирами из серого чугуна с крупнопластинчатым перлитом, который обладает высокой износостойкостью и хорошо удерживает абразивные зерна.

Для окончательной доводки используют более мелкие ферритные чугуны (с фосфидной эвтектикой) и перлитоферритные чугуны с мелкодисперсным и тонкопластинчатым перлитом, которые шаржируют мелкозернистым абразивом (М3—М1),

При доводке деталей из цветных металлов и сплавов (меди, алюминия, магниевых сплавов и др.) для притиров рекомендуется применять олово и свинец, которые хорошо шаржируются абразивом.

Анодно-механическая ШШ электромеханическая доводка (полирование) основана на двух физико-механических принципах:

1. анодном растворении поверхностного слоя металла я®* товки (анода) с образованием пленки;

2. механического удаления пленки с помощью притира и абразива.

В качестве электролитов используют водные растворы солей. Состав электролита и плотность тока подбирается в зависимости от обрабатываемого материала. Для притиров используют мелкозернистые графитизированные бруски, бруски из липы, осины (поперечный срез), пенопласта, полихлорвинила, а также тканевые материалы, которыми обтягивают полировальник (латунный диск).

Анодно-механическое полирование на рациональных режимах в 3—5 раз производительнее абразивного полирования, но оно не обладает способностью значительно изменять форму, размеры и макрогеометрию деталей. Его применение предъявляет повышенные требования к операциям, предшествующим полированию.

4. Типы абразивных инструментов

Форма, размеры и геометрические параметры абразивных инструментов определяются формой и размерами обрабатываемых поверхностей, станком, ® котором они будут использованы, характером длвижений заготовки и инструмента. Основные типы абразивных инструментов на жесткой основе приведены на рис. 14.14 [Ш].

Шлифовальные круги используют и станках,. у которых главное движение резания — вращение круга, поэтому они представляют собой тела вращения различной формы.

19-1924

ПП Ш , ЗП

ПВ ПВД ЧЦ

ЧК

1Т

а

б

12У5 12А2 12У9

1		||
}		1'

А1У

Г-Ш

Ж * . Ш. Г-2 IV

Рис. 14.14. Основные типы абразивных инструментов: а — абразивные круги; б — алмазные и эльборовые круги; в — шлифовальные головки; ш*г- шлифовальные бруски; д — шлифовальные сегменты (обозначение инструментов указано по ГОСТ и И СО) .

Круги плоские прямого профиля (ПГТ) применяют для круглого наружного, внутреннего и бесцентрового шлифования, для плоского шлифования периферией круга и заточки инструмента. Плоские круги с двухсторонним коническим профилем (2П) используют для вышлифовывания зубьев шестерен и шлифования резьбы. Плоские круги § выточкой (ПВ) и с двухсторонней выточкой (ПВД) позволяют размещать в выточках зажимные фланцы и совмещать круглое шлифование и шлифование торца.

Цилиндрические и конические круги-чашки (ЧЦ и ЧК) применяют для заточки инструментов и для плоского шлифования торцом, а тарельчатые круги (Т) — для заточки и доводки передних граней фрез, обработки зубьев долбяков и других инструментов.

Алмазные и эльборовые круги бывают плоского прямого профиля, чашечные, тарельчатые, дисковые и др. Они используются для заточки и доводки твердосплавных инструментов, шлифования закаленных сталей и труднообрабатываемых материалов, резки неметаллических материалов, чистового шлифования резьб.

Диаметр шлифовального круга берется макмимально возможным для конкретного станка, а также формы и размеров обрабатываемой заготовки. При шлифовании отверстий диаметр круга должен быть не более 0,9 диаметра обрабатываемого отверстия.

Шлифовальными головками называют шлифовальные круги небольшого диаметра (3...40 мм). Они приклеиваются к стальным хвостовикам и применяются для внутреннего шлифования, а также ручной зачистки с помощью шлифовальных машин.

Шлифовальные бруски используются в инструментах, имеющих возвратно-поступательное главное рабочее движение (в головках для хонингования и суперфиниширования, в слесарных инструментах).

Шлифовальные сегменты применяются в шлифовальных кругах для плоского шлифования торцом круга. Они закрепляются на стальном корпусе механическим путем или с помощью клея. Это позволяет полнее использовать абразивный материал, легко заменять изношенные или поврежденные сегменты, а также облегчает подвод СОЖ в зону шлифования и отвод шлама.

Бесконечные шлифовальные ленты и шкурки изготавливают на тканевой, бумажной и металлической основе с наклеенным слоем абразивных зерен из электрокорунда, карбида кремния и эльбора. Ширина и длина ленты определяется конструкцией

19*

станка, размером обрабатываемой заготовки и технологической схемой обработки. Шкурки выпускаются в виде листов, лент и используются для ручной и машинной зачистки и отделки деталей.

Существует большое количество специальных конструкций абразивных инструментов для шлифования поверхностей сложного профиля, а также для реализации прогрессивных способов шлифования. Так, для шлифования цилиндрических червяков используют круги конической или тороидальной формы. Дисковые шлифовальные крути заправляют на конус с одной или двух сторон, а ось круга устанавливают к оси червяка под углом подъема винта червяка (рис. 14.15, а) [10].

а б в г

Рис. 14.15. Абразивные круги для шлифования цилиндрических червяков: а — дисковый; б — чашечный; в — пальцевый конусный; г — тороидальный

Чашечные конусные круги имеют прямолинейную образующую конуса и работают торцом круга (рис. 14.15, б). Пальцевые конусные круги также имеют прямолинейный профиль, а их ось располагается под прямым углом к оси червяка (рис. 14.15, в). Тороидальные круги требуют специальной установки.

Для резьбошлифования используют однониточные и многониточные шлифовальные круги (рис. 14.16)1*

Однониточные круги устанавливают под углом подъема резьбы т. Ими шлифуют боковые стороны профиля витка и дно впадины резьбы. Многониточные круги имеют кольцевые канавки и шлифуют боковые стороны витков резьбы, их вершины и дно впадины. Короткие резьбы мшгониточным кругом шлифуют

Рис. 14.16. Схемы шлифования резьбы:

а — однониточным кругом; б — многониточным кругом способом врезания; в — многониточным кругом способом осевой подачи

путем врезания. При этом ось круга и ось резьбы параллельны, ширина круга на 2—3 шага больше длины нарезаемой резьбы, а резьба шлифуется за 1,3—1,5 оборота заготовки. Длинные резьбы шлифуются многониточными кругами с осевой подачей* круг устанавливается к оси заготовки под углом подъема резьбы, а заготовка должна иметь заходную часть в виде конуса. Точность шлифования многониточными кругами меньше, чем однониточными.

Шлифование зубчатых колес различных типов осуществляется методами копирования и обкатки (обкаточного огибания). Более подробно они рассмотрены в гл. 16.

Шлифование шлицев на валах можно рассматривать как частный случай шлифования зубчатых колес. Оно обеспечивает 6—8 квалитеты точности. Наружные поверхности шлицевых валов шлифуются на круглошлифовальных станках, а боковые стороны и внутренняя поверхность (донышко) шлицев — на шлицешлифовальных станках следующими способами;

• по методу копирования одним кругом (рис. 14.17,'п);

• одновременно тремя кругами дна и боковых сторон (рис. 14.17, б); -

• раздельным шлифованием дна и * боковых сторон (рис. 14.17, в).

Для шлифования боковых поверхностей шлицев применяют круги из электрокорунда белого на бакелитовой связке зернистостью 40—25, степени твердости СТЗ—Т1. Одновременное шлифование дна и боковых сторон шлицев целесообразно произво-

Р ис. ШХ Схемы шлифования шлицев:

а — методом копирования; б — одновременным шлифованием; в — раздельным

шлифованием

дить кругами из электрокорунда белого на керамической связке зернистостью 32—16, степени твердости СМ2—СТ1. При шлифовании закаленных сталей применяют эльборовые круги зернистостью Л16 и твердостью СМ2—СТ1 на керамической связке.

Прерывистые шлифовальные круги обеспечивают при шлифовании лучшие условия охлаждения зоны шлифования за счет возможности подвода СОЖ в зону контакта круга с заготовкой, что позволяет снизить температуру на 10...40 %, а также опасность появления прижогов и микротрещин.

Высокопористые абразивные круги обеспечивают лучшее проникновение СОЖ в зону резания, обладают хорошей самозатачиваемостью и меньшей засаливаемостью. Однако прочность высокопористых кругов меньше прочности обычных кругов. СОЖ подводится к шлифовальному кругу через осевое отверстие в шпинделе станка, под действий» центробежных сил проходит через поры круга на его периферию, охлаждает зону шлифования и очищает поверхность круга от продуктов шлифования (шлама). Пористые круги изготавливают на керамической связке, их применение снижает в (Д^!_ЯТ раза температуру шлифо

вания и позволяет обрабатывать труднообрабатываемые материалы с повышенной производительностью без прижогов.

Импрегнированные шлифовальные круги — круги, пропитанные специальными составами — импрегнаторами (графит, дисульфид молибдена, стеарин, парафин и др.), которые в процессе шлифования воздействуют на зону резания как смазывающие вещества. Они применяются также для регулирования (повышения или понижения) прочностных свойств и твердости абразивных инструментов. Импрегнирование позволяет при обработке закаленных сталей повысить стойкость кругов в 2—4 раза, уменьшить их засаливаемость, повысить качество поверхностного слоя.

Высокоскоростные шлифовальные круги могут вести шлифование со скоростями резания 80... 120 м/с, что позволяет повысить стойкость кругов, производительность, точность обработки и качество обработанной поверхности. При таких больших скоростях вращения под действием центробежных сил в круге, особенно на поверхности посадочного отверстия, возникают большие растягивающие напряжения. Повышение прочности высокоскоростных кругов достигается за счет применения специальных керамических связок, упрочнением центральной части круга у отверстия, применением мелкозернистых смесей, запрессовкой втулок из особо прочных материалов, утолщением центральной части, пропиткой термопластичными составами.

Круги для глубинного шлифования используют для вышлифовывания канавок в закаленных сталях и труднообрабатываемых материалах (вместо фрезерования), например, стружечных канавок сверл, разверток, метчиков, концевых и шпоночных фрез и др. Глубинное шлифование эффективно при индивидуальном и мелкосерийном производстве мелкомодульных зубчатых колес, шлицевых валов, хвостовиков турбинных лопаток и других фасонных деталей. Однако этот процесс имеет большую энергоемкость и отличается интенсивным тепловыделением, что может отрицательно повлиять на качество поверхностного слоя при неправильно назначенных режимах шлифования.