Роторная доводка поверхностей деталей

При роторной доводке поверхностей деталей машин широко используются роторные машины. Роторные машины объединены в роторные линии, которые способны выполнять определенные производственные функции без участия человека. Главное достоинство роторных линий – регулируемая в широких пределах производительность. А это залог того, что никакого труда не составит объединение роторов в автоматическую линию. Ведь на практике крайне редко бывает так, что выполнение различных операций требует одинакового времени. Например, просверлить отверстие можно быстро, а нарезать в нем резьбу долго. Значит, если в автоматическую линию объединены обычные станки, то на разных операциях их потребуется различное число. А поток деталей то будет сходиться в одном месте, на одном «быстром» станке, то веером расходиться на малопроизводительные станки. Следовательно, нужны многочисленные транспортные устройства. Чтобы технологические и транспортные роторы вращались синхронно, они имеют общий привод, передающий им движение через систему зубчатых зацеплений. У обычных станков, даже объединенных в автоматическую линию, двигатели «персональные». Следовательно, расход энергии у роторов меньше. Роторные линии могут стопроцентно гарантировать соответствие изделия требованиям конструктора с помощью роторов-контролеров, которые ни на мгновение не задерживают работу, проверяя каждую деталь после каждой операции, а не тогда, когда она уже полностью готова.

Еще одно преимущество роторов – это малая площадь. Она в 5 раз меньше, чем площадь, занимаемая обычными станками, выпускающими столько изделий. Роторные линии недороги, надежны, потому, что в них нет дорогостоящих сложных электронных систем.

Эти все преимущества говорят о перспективности разработки роторов. Как показывают расчеты, народному хозяйству страны требуется около 300 тысяч роторных линий. На построение этих линий уйдет 30 млрд. р. Цифра большая, однако, вполне реальная и экономически оправданная, так как 300 тысяч роторных линий высвобождают около 6 миллионов человек. Высвобождение одного рабочего будет стоить 5 тыс. р. При этом значительно увеличится производительность, качество, сокращаются производственные площади.

Опыт промышленной эксплуатации роторных линий показывает, что наиболее целесообразно их применять при производстве абразивной доводке поверхностей.

Абразивная доводка строится на двух различных принципах использования абразивных зерен: доводка свободным абразивом (абразивными и алмазными порошками в составе паст и суспензий, нанесенными на поверхность притира или обрабатываемой детали) и доводка связанным абразивом (абразивными и алмазными порошками в составе паст, шаржированными в материал притира). В обоих указанных случаях процесс доводки в сущности сводится к осуществлению двух разновидностей деформирования обрабатываемого металла: микрорезанию со снятием тончайших стружек и пластическому деформированию – с пластическим оттеснением обрабатываемого металла. В процессе микрорезания («царапания») происходит снятие припуска металла, необходимого для устранения погрешностей формы и размеров обрабатываемой детали и дефектных слоев, созданных предыдущими операциями. Процесс микрорезания определяют производительность и точность доводочных операций. При пластическом деформировании происходят сглаживание неровностей поверхности и заглаживание с заполнением их впадин пластически оттесненным металлом. Этот процесс завершается формированием шероховатости доведенной поверхности. В зависимости от условий доводка может сводиться к одному из указанных процессов. При твердости абразива, значительно превышающей твердость обрабатываемого металла (обычно в 2 и более раз) и малых радиусах закругления, процесс осуществляют микрорезанием вершинами абразивных зерен. Процесс доводки абразивами с большими закруглениями вершин, склонных при обработке (доводке) к дальнейшему притуплению и скруглению, а так же при небольших давлениях, вязких рабочих жидкостях, суспензий или паст и в соответствующих режимах проводят путем пластического деформирования неровностей металла поверхностного слоя. Часто доводку выполняют в две стадии для использования преимуществ обоих процессов: сначала микрорезанием, с помощью которого удаляют необходимый припуск, а затем трением с пластическим оттеснением металла, при котором происходит деформирование и заглаживание неровностей, обеспечивающее минимальную шероховатость поверхности.

Основными признаками, характеризующими процесс абразивной доводки детали, является: одновременное воздействие на поверхность детали многочисленных режущих зерен, протекающее при относительно низких скоростях и давлениях; применение мелкозернистых порошков из обычного абразива, алмазов и эльбора в составе паст и суспензий; сложная кинематика (наличие нескольких видов движений притира и детали), которая создает благоприятные условия для равномерного съема металла по всей обрабатываемой поверхности, способствуя повышению точности обработки и уменьшению шероховатости поверхности. Процесс доводки состоит из комплекса механических, физических и химических явлений, которые тесно взаимосвязаны и проявляются в большей или меньшей степени, в зависимости от материала детали, свойств абразива, окружающей среды и режима обработки.

Особенностью роторной доводки является большая площадь контакта абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью, незначительная величина давления и малые скорости резания, при которых достигается высокая производительность, повышение точности формы, размеров и уменьшение шероховатости.

Самоустанавливание детали, благодаря ее креплению в самозажимном плавающем устройстве, обуславливает высокую точность получаемых поверхностей.

Роторную доводку применяют для обработки плоских, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей.

Комбинированное рабочее движение детали по притиру или притира относительно детали определяет типичную для доводки равномерную сетку следов из пересекающихся рисок. Изменяя угол сетки рисок или скорость резания, можно управлять процессом доводки: изменять интенсивность объема припуска под обработку и исправлять исходные погрешности формы обрабатываемой поверхности.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.375.826

Трофимов В.Т., Юрьев М.Н., Долгов А.В.