книги из ГПНТБ / Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие]

0^3735

бан 16, пройдя по которому попадают в наклонный шнек 17, предназначенный для выдачи шариков из закалочного бака 2. Привод барабана 16 и шнека 17 осуществляется от электро­ двигателя 18, установленного на закалочном баке рядом с верхней опорой шнека. Для привода барабана применяется цепная передача 19.

Для предотвращения окисления шариков при нагреве име­ ется возможность наполнять муфель защитным газом через трубку 20, вставленную в его осевое отверстие на разгрузоч­ ном конце. С этой целью произведена полная герметизация электропечи за счет герметических кожухов, паранитовых про­

кладок и т. п.

Следует отметить, что скорость вращения муфеля, а следо­ вательно, и производительность электропечи, регулируется в зависимости от диаметра шарика, подвергаемого закалке. С увеличением диаметра шарика производительность электро­ печи падает. Регулировка числа оборотов муфеля произво­ дится посредством шестиступенчатой коробки скоростей и сменной пары звездочек, что обеспечивает 12 скоростей его

вращения.

Рассмотрим устройство электропечи типа ОКБ-844 — одной из новейших конструкций отпускных конвейерных электропе­

осуществляется посредством конвейерной ленты 3, обратная ветвь которой проходит под печью. Лента 3 натянута на два барабана — ведомый 4 и ведущий 5, привод которого осуще­ ствляется от электродвигателя постоянного тока 6. Рабочая и обратная ветви конвейерной ленты 3 опираются на непривод­ ные ролики 7. Натяжение ее для компенсации температурного удлинения и вытяжки производится с помощью специального устройства 8.

Изделия, находящиеся на конвейерной ленте 3, нагревают­ ся посредством спиральных проволочных нагревательных эле­ ментов 9, расположенных на боковых стенках печи. При этом для ускорения нагрева изделий в камере нагрева 1 примене­ на циркуляция горячего воздуха, которая производится с по­ мощью трех вентиляторов 10, установленных на крышках 11 свода печи.

Камера нагрева 1 и ее крышки 11 имеют огнеупорную фу­ теровку, выполненную из шамотного легковесного кирпича, и теплоизоляционную футеровку из диатомитового кирпича и асбоцементных плит.

Оконные проемы в торцовых стенках печи перекрываются висячими зафутерованными дверцами, подъем и опускание ко­ торых осуществляются с помощью лебедок 12.

Камера охлаждения 2 не имеет никакой футеровки. Охлаж­ дение изделий в ней производится с помощью вентилятора 13, который засасывает воздух из цеха и подает его снизу под кон­ вейерную ленту 3 и находящиеся на ней детали.

Контроль и регулировка температуры в зонах печи осу­ ществляется с помощью термопар 14, подключенных к прибо­ рам теплового контроля.

Рис. 82. Конвейерная электропечь для термической обработки деталей типа ОКБ-844.

При обслуживании термического оборудования применя­ ются аналогичные указанным ранее (см. § 6 гл. Ill, § 5 гл. IV, § 7 гл. V) правила и мероприятия по технике безопасности.

Контрольные вопросы

1.Из каких материалов изготовляются шарики?

2.Назовите процентное содержание основных элементов, входящих

вхимический состав стали І11Х-15.

3.Назовите основные способы выплавки и особенности разливки и прокатки стали ШХ-15.

4.Назовите примерные техпроцессы изготовления шариков из неме­ таллических материалов.

5.Что представляет собой термическая обработка металлов и с какой целью она производится?

6.Какие, механические свойства металлов изменяются в процессе тер­ мической обработки и что они собой представляют?

7.Назовите основные виды термической обработки металлов. Что та­ кое отжиг, нормализация, закалка и отпуск?

8.Охарактеризуйте основные структуры, которые могут иметь место при закалке.

9.Охарактеризуйте основные лиды химико-термической обработки ме­

таллов.

11.Назовите и охарактеризуйте основные виды брака, который может иметь место при термической обработке шариков.

12.Расскажите о примерном устройстве закалочной и отпускной печей.

Г л а в а VII. ДОВОДКА ШАРИКОВ

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вподшипниковой промышленности доводка является од­ ной из финишных операций, которая оказывает решающее влияние на важнейшие эксплуатационные свойства рабочих поверхностей (шероховатость, овальность, гранность, волни­

стость, микротвердость, остаточные напряжения и т. д.). В то же время она менее изучена по сравнению с другими видами механической обработки.

В настоящее время существуют разные взгляды на процесс доводки. Среди них можно выделить следующие:

1)процесс доводки аналогичен процессу шлифования и от­ личается лишь тонкостью ввиду присутствия в пасте мелких абразивных зерен;

2)при доводке происходит пластическое течение материа­ ла, которое позволяет за счет выступов заполнять впадины поверхностных шероховатостей;

3)в процессе доводки происходит чрезвычайно сильное

нагревание поверхности, и металл переходит в жидкое состоя­ ние, после чего он мгновенно застывает и не успевает получить кристаллическое строение, оставаясь в виде тончайшего стек­ лообразного или аморфного слоя;

4) в процессе доводки основную роль играют химические процессы, происходящие на обрабатываемой поверхности.

По мнению члена-корреспондента АН БССР, заслуженно­ го деятеля науки и техники БССР, доктора технических наук, профессора П. И. Ящерицына [46], указанные процессы в чи­ стом виде не бывают. Можно лишь представить одновременное проявление следующих факторов:

1) химического воздействия поверхностно-активных ве­ ществ (например, стеарина, синтетических жирных кислот фракции Ci?—С2о и др.);

250 ГЛ. 7. ДОВОДКА ШАРИКОВ

2) резания абразивными зернами или размельчения (дис­ пергирование) тончайшего поверхностного слоя;

3) пластического течения микрорельефа обрабатываемой поверхности.

Качественные показатели доводки, как например, произ­ водительность, степень механического повреждения кристал­ лического строения, микротвердость и т. д., зависят от того, какой из указанных факторов имеет доминирующее значение.

Известно, что процесс доводки шариков производится меж­ ду двумя чугунными дисками, по желобам которых с опреде­ ленной кинематикой вращения катятся обрабатываемые шари­ ки. Для интенсификации процесса доводки добавляется специ­ ально подобранный оптимальный для данной марки стали, из которой изготовлены шарики, состав доводочной пасты. Опыт показывает, что в составах доводочных паст, применяемых раз­ личными подшипниковыми заводами для обработки шариков общего потока, всегда имеются такие режущие компоненты, как микропорошок и окиси некоторых металлов, жидкие про­ дукты — масла, поверхностно-активные — животного или син­ тетического происхождения, а также связывающие компонен­ ты (так называемые «наполнители»).

При доводке шариков режущий контур получается более ровный, чем при шлифовании. Он образуется свободными (на­ ходящимися в пасте) абразивными зернами. Отличительная особенность этого режущего контура заключается в подвиж­ ности его режущих элементов (зерен), поэтому зерна не мо­ гут наносить глубоких царапин на обрабатываемый металл, и величина врезания различных зерен выравнивается. Этими свойствами не обладает шлифовальный круг, так как зерна сравнительно прочно закреплены в его связке [21].

Свободные зерна, находящиеся в пасте, как бы обкатывают поверхность шарика, осуществляя съем металла. Вполне по­ нятно, что исходный микрорельеф обрабатываемой поверх­ ности непрерывно изменяется в процессе доводки в направле­ нии от шероховатого к гладкому. Этому способствует постоян­ ное и непрерывное изменение величины зерен в период от начала и до конца доводки. В первый момент режущий контур приходит в контакт с обрабатываемым микрорельефом толь­ ко по некоторым вершинам. По мере выравнивания обрабаты­ ваемой поверхности количество зерен, вступающих в работу, увеличивается, происходит процесс затупления и дробления зерен. К концу доводки контактных «режущих точек» создается так много, что их активность сильно снижается и резание по существу почти прекращается.

Так как все абразивные зерна находятся в пасте в свобод-

трудно представить, чтобы они могли наносить царапины раз­ ной глубины. Отталкивающие силы будут примерно равны, следовательно, и глубины резов — царапины — будут также примерно равны. Это способствует получению цельной глад­ кой поверхности.

Кроме того, при качении шариков по желобу чугунного диска протекает процесс шаржирования, т. е. вдавливания в его поверхность зерен окиси металла, применяемого в составе доводочной насты (в большинстве случаев окиси хрома или алюминия). Эти зерна особенно прочно удерживаются, если попадают во впадины микронеровностей, а также в места рас­ положения графитовых включений. Следовательно, поверх­ ность желоба приобретает режущую способность. При про­ скальзывании поверхности шарика относительно шаржиро­ ванной поверхности желоба в контактной зоне происходит тонкое резание (срезание окисной пленки металла).

Воздействие окиси металла становится более ощутимым после снижения режущих свойств абразивных зерен микропо­ рошка, т. е. в основном в конце процесса обработки. В этот период и происходит тонкая доводка поверхностного слоя, зна­ чительно улучшающая его качество.

Такова примерная картина резания при доводке с чисто ге­ ометрической точки зрения.

Как известно, процесс резания практически не может осу­ ществляться с полным отсутствием пластических деформаций. Кроме того, тепло, развивающееся при трении, способствует пластическим деформациям. Последние вносят существенное изменение в механизм образования доведенной поверхности.

Если представить, что при доводке основную роль играют химические процессы, то при удалении окисной пленки, кото­ рая уж не так мягка, произойдут локализованные пластичес­ кие деформации, выходящие за границу окисной пленки, что и подтверждается некоторым повышением микротвердости тон­ чайшего поверхностного слоя после доводки.

При доводке гребешки микронеровностей размягчаются, и металл как бы размазывается по обрабатываемой поверхнос­ ти. Причем в начале процесса большее значение имеют факто­ ры резания, а в конце — факторы пластического течения ме­ талла (размазывание и заглаживание поверхности). Но по­ скольку в конце процесса режущий контур становится очень ровным, то и размазывание пластического слоя осуществляет­ ся тоже очень ровно.

Следует отметить, что при любом виде доводки с примене­ нием активных паст, безусловно, имеют место химические ре­

акции, ускоряющие процесс обработки. Создающаяся в этом случае химически активная пленка обволакивает обрабатыва­ емую поверхность детали и в некоторой степени ее размягчает. Имеющиеся в пасте в виде микропорошка абразивные зерна режут эту размягченную поверхность, производя процесс до­ водки.

Жидкие компоненты выполняют следующие функции [47]:

1)подводят абразивные зерна в рабочую зону, равномерно распределяя их по поверхности желоба и шариков;

2)повышают производительность доводки, проникая в микротрещинки на поверхности шариков и способствуя этим их более интенсивному разрушению;

3)создают смазывающий слой, предохраняющий поверх­ ность шариков и дисков от непосредственного контакта, приво­ дящего к повреждению их поверхности;

При этом зернистость абразивного порошка пасты должна подбираться так, чтобы образующийся режущий контур как бы вписывался в зону окисной пленки обрабатываемой поверх­ ности. В этом случае химические процессы, резание-и пласти­ ческое течение металла будут происходить в основном объеме пленки, а обрабатываемая металлическая поверхность будет меньше подвергаться грубым механическим воздействиям и разрушениям.

Для проведения операции доводки шариков массового по­ тока применяются станки с горизонтальной и вертикальной осями вращения шпинделя. Однако существует тенденция на предварительных операциях доводки использовать станки с горизонтальной осью вращения шпинделя, в частности станки модели МШ-ЗЗМ. На чистовых операциях доводки применя­ ются станки с вертикальной осью вращения шпинделя. При окончательной доводке шариков высоких степеней точности О, 01, 02-й (ГОСТ 3722—60) эти станки безэлеваторные, т. е. в обработке постоянно участвуют только шарики, загруженные в желоба чугунного диска. В отличие от элеваторной довод­ ки при безэлеваторной с каждого желоба получаются шарики с характерным размером и геометрическими параметрами, по­ этому выгрузка производится с каждого из них строго в от­ дельности.

Следует отметить, что при безэлеваторной доводке шарики получаются более точными ввиду их лучшей приработки к до­ рожкам диска и, кроме того, имеется большая вероятность из-