книги из ГПНТБ / Лурье, Г. Б. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки учебник
.pdfвой полости и канал, подводящий воздух в левую по лость цилиндра. Начинается движение плунжера впра во, и цикл повторяется в обратной последовательности. Будучи выведен посредством пускового золотника из среднего положения, плунжер 1 автоматически совер шает возвратно-поступательное движение, пока головка соединена с 'источником сжатого воздуха.
Для плунжера и цилиндра давление воздуха являет ся внутренней силой; центр тяжести всей системы дол жен быть неподвижен. Поэтому колебаниям подвергает
ся не только плунжер, и о и |
цилиндр с |
корпусом |
2 (со |
|
сдвигом по |
фазе на 180°, т. |
е. они движутся в |
проти |
|
воположных |
направлениях). |
Отношение |
амплитуд |
коле |
бании корпуса и плунжера равно обратному отношению их масс. Колебания корпуса 2 возбудителя через рабо
чие пружины 5 передаются корпусу |
3 державок абра |
|||
зивных |
брусков, подвешенному на |
тонких |
пластинча |
|
тых (толщиной 0,5 мм) |
подвесках 7. |
Регулирование ам |
||
плитуды |
осцнллированпя |
абразивных |
брусков |
осуществ |
ляется изменением давления воздуха, подводимого к возбудителю; при этом изменяется и частота осцнлли рованпя.
Достоинством головки является малый диаметр плун
жера |
возбудителя (порядка 40 мм). |
К недостаткам сле |
||
дует |
отнести |
резкое уменьшение |
амплитуды |
осцнлли |
рованпя брусков с уменьшением частоты. |
|
|||
Станки для суперфпнпшной обработки цилиндриче |
||||
ских |
деталей |
строятся бесцентровые п с |
установкой |
|
в центрах. Основой таких станков |
являются |
специаль |
ные головки, которые могут быть установлены на суп порте токарного станка или бабке шлифовального стан ка. Головки для суперфиниширования могут иметь ча
стоту колебаний до 3000 в минуту при |
амплитуде от 1 |
|
до 5 мм. Давление на бруски |
может |
осуществляться |
пружиной или пневматическим |
устройством. |
Для повышения точности при обработке нежестких деталей применяют головку с двумя абразивными 'бру сками, работающими «в обхват». При этом усилия, дей ствующие на деталь, уравновешиваются, что уменьшает упругие деформации системы.
При установке детали в центрах -можно снизить некруглость с 2—4 мкм до 0,5—1 мкм при упорных центрах станка с некруглостыо до 0,6 мкм и центровых отверстиях с некруглостыо 2—3 мкм.
170
Па исправление мекруглостп влияет способ супер финиширования п жесткость системы. Наилучшие ре зультаты получены при головке с непосредственной пе редачей давления от поршня на брусок со встроенным обратным клапаном, повышающим жесткость прижима бруска к детали.
При бесцентровом суперфинишировании происходит исправление некруглостп до 0,1—0,2 мкм, что можно объяснить большой жесткостью системы деталь —.спор ные валики по'сравнению с системой деталь — центры.
Дополнительным преимуществом бесцентрового су перфиниширования с продольной подачей является уменьшение разноразмерностп детали в партии (2— 3 мкм).
Рис. 74. Станок для бесцентрового суперфи ниширования, оснащенный тремя головками
На станках для бесцентрового суперфиниширования имеется возможность установить несколько доводочных головок для одновременного осуществления предвари тельной и окончательной обработки брусками различной зернистости. Так, например, на рис. 74 показана уста новка трех головок с приводом, поджимающим абразив-- ные бруски к обрабатываемой поверхности. На первой головке применены бруски зернистостью М28, на вто рой — зернистостью М5, на третьей установлены поли ровальные бруски.
Для исправления микрогеометрических погрешностей посредством суперфпнишной обработки необходимо, что-
171
бы -величина снимаемого слоя металла превышала макрогеометрнческпе погрешности предшествующей опера ции, абразивный брусок не самоустаиавливался по от ношению к обрабатываемой поверхности в процессе об работки, а был жестко закреплен, перемещаясь парал лельно оси этой поверхности.
Суперфиниширование с жестким креплением абра зивного бруска и съемом большого слоя металла дает возможность получить не только высокую чистоту обра ботанной поверхности, но и исправляет макрогеометрические погрешности предшествующей обработки.
Конусность, бочкообразность, вогнутость и некруглось уменьшаются в среднем на 50—70% от первона чальной их величины при сохранении высокого качества обработанной поверхности.
Чистота смазочно-охлаждающей жидкости сущест венно влияет на качество обрабатываемой поверхности и на стойкость круга." При содержании в жидкости при меси свыше 0,03% ухудшается шероховатость. Высокая степень чистоты жидкости достигается при непрерывной очистке с помощью магнитной сепарации, фильтрова ния и центрифугирования. Для тонкой очистки рабочей жидкости применяются магнитные сепараторы. Загряз ненная жидкость поступает в сливной резервуар, а за тем в бак. В баке помещается барабан, на котором рас полагаются 6—12 постоянных магнитов, обращенных полюсами к периферии барабана. Металлические части
цы, находящиеся в жидкости во взвешенном |
состоянии, |
|||||
попадая в |
магнитное |
поле, |
притягиваются |
к |
поверхно |
|
сти барабана, поднимаются |
наверх, |
где |
выжимаются |
|||
резиновым |
валиком, |
соскабливаются |
латунным ножом |
и направляются в сборник, а очищенная жидкость по ступает в заборный резервуар. Более тонкая очистка осуществляется комбинированными установками, в ко торых используется фильтровальная бумага. Охлаждаю щая жидкость, прошедшая предварительную очистку в магнитном сепараторе, стекает на фильтровальную бу магу и далее поступает в бак. Над резервуаром распо ложен поплавок. Пока, фильтровальная бумага пропу скает всю жидкость, поплавок находится в нижнем положении, при засорении фильтровальной бумаги уро вень жидкости над ней повышается, поплавок подни мается и через тягу воздействует на конечный выклю чатель, который включает электродвигатель перемеще ния транспортера.
172
Для тонкой очистки жидкости 'применяют также и центрифуги, которые по сравнению с 'Магнитными сепа раторами имеют то преимущество, что с их помощью при достаточно большой величине центробежной силы отфильтровываются как металлические, так и абразив ные частицы.
К о п т р о л ьм ы е в о п р о с ы
1. Перечислите градации твердости абразивных инструментов.
2.Как определяется градация твердости мелкозернистых абра зивных инструментов?
3.Перечислите особенности и условия осуществления тонкого круглого шлифования.
4.Опишите особенности конструкции шлифовальной бабки круглошлифовалыюго станка.
5.Опишите особенности механизма микроподачи прецизионного круглошлифовального станка.
6.Как производится наладка и регулировка круглошлифоваль ного станка?
7.Опишите особенности устройства прецизионного плоскошлифо вального станка.
8.Опишите особенности процесса хонинговании и режима обра ботки при нем.
9.Как устроена хошшговальиая головка?
10.Опишите особенности процесса суперфинишнон обработки.
Г л а в а VI
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОТДЕЛКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
§ 40. ЭЛЕКТРОИСКРОВАЯ |
ОБРАБОТКА |
|
|
Обработка |
металлов |
импульсами |
электрического то |
ка называется |
электроэрозионной |
(или электроискро |
вой) обработкой. Электрические разряды, возникающие между двумя электродами, находящимися иа относи тельно небольшом расстоянии друг от друга, разруша ют их поверхности. Электрическая схема установки при ведена «а рис. 75. Источник импульсов электрического тока периодически возбуждает кратковременные разря ды между электродами Э\ и Эо. Электрод Э\ — инстру мент, а электрод Э2 — поверхность обрабатываемой детали.
Рис. 75. Конденсаторная схема по лучения импульсного разряда:
Rp и /-р — сопротивление и индуктив ность цепи разряда
Энергия источника то ка Е через сопротивление /?з и индуктивность L 3 за ряжает конденсатор С до некоторого напряжения, равного напряжению про боя межэлектродного про межутка. По достижении конденсатором макси мального напряжения между электродами воз никает разряд. В зависи мости от мощности разря-
дов иа поверхности металла остаются углубления — лунки. Электрод-инструмент должен находиться на неко тором расстоянии от обрабатываемой поверхности, назы ваемым межэлектродным, или разрядным промежутком. В течение процесса обработки оно поддерживается пос тоянными специальными автоматическими устройствами.
174
Так как электрическая эрозия проявляется наиболее интенсивно, когда межэлектродное пространство запол нено диэлектрической средой, то процесс обработки про водится в ванне, заполненной какой-либо диэлектриче
ской |
жидкостью, |
— керосинам, минеральным |
маслом |
|||
п т. п. Величина лунки, |
образующейся в электроде при |
|||||
электрическом |
импульсном разряде, |
зависит не только |
||||
от количества |
энергии, выделяемой |
в нем, но и от того, |
||||
когда |
и каким |
образом |
происходит |
удаление |
металла |
|
из лунки. |
|
|
|
|
|
|
Производительность |
электроискровой обработки, чи |
|||||
стота |
поверхности |
и точность определяются |
режимом |
обработки, материалом электродов, средой, окружающей электроды, а также взаимным расположением, формой н размерами электродов. Наибольший эффект эрозии получается при определенном соотношении энергии и длительности разряда. Чем короче разряд по времени, тем большая энергия сконцентрирована в объеме раз
ряда .и выше образующаяся при |
разряде температура |
|||
и интенсивность |
съема |
металла |
(табл. 18). |
Каждый |
электрический |
импульс |
способен |
выбросить |
из анода |
определенную порцию металла, величина которой зави
сит от длительности и энергии |
импульса, состава |
ма |
||||||
териалов |
электродов и межэлектродной |
среды. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц |
a IS |
||
|
Р е ж и м ы э л е к т р о э р о з и о н н о й о б р а б о т к и |
|
|
|||||
|
Мощность |
Длитель |
Частота |
повто |
Интенсив |
Высота |
||
Режим |
источника |
ность |
ность |
мнкроне- |
||||
рения импульсов, |
съема |
|||||||
обработки |
питания, |
импульсов, |
ровностен, |
|||||
|
от |
мксек |
имп |
\сек |
металла, |
MICM |
||
|
|
|
.к.к3 /.к//к |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Чистовой |
10 000—300 |
500—20 |
1 000—10 000 |
300—30 |
25—6 |
|||
Отдел о ч- |
1 000-5 |
20—1 |
1 000—300 000 |
3 0 - 1 |
3—1 |
|||
н ы ii |
|
|
|
|
|
|
|
|
На производительность |
электроэрозиониой |
обработ |
ки оказывает влияние площадь электродов. Если пло щадь сечения торца электрода-инструмента мала, в меж электродном промежутке не может быть реализована значительная мощность. Производительность обработки может быть увеличена принудительным удалением про дуктов эрозии из межэлектродного промежутка. Интен сивное удаление продуктов эрозии достигается лрину-
175
днтельиым нагнетанием жидкости в межэлектроднып промежуток и сообщением электроду-инструменту до полнительных колебаний или быстрым вращением его.
Точность обработки и чистота (поверхности повыша ются со снижением электроэрознонной обрабатываемо сти, так как при этом единичный разряд снимает мень шую порцию обрабатываемого металла, чем при обра ботке металла, обладающего высокой электроэрозион ной обрабатываемостью.
Электрод-инструмент может изготовляться из любого электропроводящего материала, например латуни. Одна ко износ латунных электродов велик, что затрудняет обработку профильных поверхностей. По условиям тер мостойкости, хорошей обрабатываемости и невысокой стоимости наилучшие результаты были получены при применении углеграфитовых материалов, которые хоро шо обрабатываются механическими способами. Электро ды-инструменты, изготовленные из углеграфитовой ком позиции, прочны, устойчивы в работе и в наибольшей мере соответствуют условиям электроэрознонной обра ботки. Величина износа таких электродов незначитель на. Так, например, некоторые марки углеграфитовых материалов позволяют вести обработку в широком диа пазоне режимов с износом, не превышающим 0,5%', что позволяет с помощью одного электрода-инструмента производить обработку нескольких десятков деталей.
В табл. 19 приведены характеристики углеграфито вых материалов, применяемых для изготовления элек тродов.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 19 |
|
Марки углеграфитовых |
материалов и их характеристики |
||||||
|
Мсхаинчс :кая |
проч- |
Теплопро |
Удельное |
|
||
|
Плотность, |
ность, |
кГ\ся- |
электриче |
Относи |
||
|
|
|
|
водность, |
ское |
||
Марки |
г jcjn' |
|
|
|
к а л | с . к х |
сопротив |
тельным |
|
на |
сжатие |
на |
изгиб |
сек - град |
ление, |
ИЗНОС, % |
|
|
ОМ • ММ-\М |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф-23 |
2,18 |
657 |
|
343 |
— |
15 |
0,8 |
П-23 |
2,18 |
580 |
|
290 |
15 |
1,4 |
|
В2 |
2,18 |
460 |
|
220 |
0,29 |
13 |
1,7 |
A3 |
2,17 |
540 |
|
230 |
0,60 |
7 |
2,7 |
В1 |
2,16 |
450 |
|
200 |
0,28 |
14 |
3,0 |
ВЗ |
2,19 |
500 |
|
240 |
0,30 |
13 |
3,7 |
176.
При применении углеграфитовых электродов плот
ность тока |
при |
обработке площадей свыше |
1000 |
мм2 |
||
не должна |
превышать 1—3 а/см2, |
при обработке |
пло |
|||
щадей менее 200 |
мм2 |
допустимо |
применение |
больших |
||
плотностей |
тока |
— до |
10 а/см2. |
Рабочее напряжение |
на межэлектродном промежутке для обеспечения устой чивого протекания процесса следует поддерживать в пределах 15—18 в. При. применении углеграфитовых композиций следует избегать сильных вибраций, кото рые могут привести к механическому разрушению элек трод а -инструмеи та.
Углеграфитовые композиции хорошо |
обрабатывают |
|||||
ся на металлорежущих |
станках. |
В электродах |
может |
|||
быть |
нарезана резьба |
с шагом |
0,5—1 |
мм. |
Они |
могут |
быть |
составными, соединенными |
болтами и |
шпильками. |
§ 41. ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА
Этот вид обработки состоит из последовательного возбуждения разрядов между поверхностями инструмен та и заготовки. Возбуждение разрядов осуществляется с помощью импульсов напряжения, вырабатываемых специальным генератором, дающим более продолжитель ный и мощный дуговой разряд, чем при электроискро вой обработке. Снижение температуры при разрядах способствует уменьшению износа инструмента.
Увеличение мощности и ее более рациональное ис пользование позволило значительно повысить произво
дительность |
процесса. Достигается |
съем |
металла |
по |
||||
стали до 15 см3/мин. |
Этим |
|
|
|
|
|||
методом можно обрабаты |
|
- |
о : |
|
||||
вать |
сложные |
фасонные |
|
|
||||
|
|
5 |
|
|||||
поверхности |
с точностью |
|
I |
|
||||
до 0,03—0,05 мм |
и отвер |
|
|
|
||||
стия |
с точностью |
|
0,01 — |
|
|
|
||
0,02 мм. Качество |
поверх |
|
|
|
||||
ности зависит от режимов |
Рис. 76. Блок-схема |
генератора |
|
|||||
работы. При чистовом ре |
импульсов |
|
||||||
жиме |
(2500 имп/сек) |
вы |
|
|
|
|
||
сота |
неровностей |
превышает 4 мкм. |
|
|
|
|||
Блок-схема генератора |
, импульсов |
приведена |
на |
рис. 76. От источника электрической энергии 1 через токоограничивающую цепь 2 накопитель 3 запасает электрическую энергию, которая затем с помощью ком-
177
мутирующего устройства 4 направляется в межэлектрод ный промежуток 5, где выделяется в виде импульса большой мощности, вызывающего эрозию.
Наиболее распространенной схемой источника пита ния является схема генератора RC, приведенная на рис. 77. От источника электрической энергии J посто янного тока напряжением 100—250 в через сопротив ление 2 конденсатор 3 запасает некоторое количество энергии. Напряжение на конденсаторе повышается до
Рис. 77. |
Генератор |
RC: |
а — схема генератора. 6 — график |
изменения напряжения |
|
па электродах |
и тока через |
промежуток |
величины пробоя, при котором электрическая прочность промежутка между электродамп нарушается. Происхо дит пробой межэлектродного промежутка 4 и запасен ная энергия выделяется в межэлектродпом промежутке в виде импульса. По мере разрядки конденсатора на пряжение на нем уменьшается и через некоторое время становится ниже величины Um-r (предел дугообразования), необходимой для поддержания промежутка в про водящем состоянии. Начинается зарядка накопительного конденсатора, и цикл повторяется с частотой, зависящей от параметров схемы и от величины промежутка между электродамп и степени его загрязнения продуктами эрозии.
§ 42. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Наиболее распространенными операциями электро эрозионной обработки являются: обработка и прошивка сквозных и глухих отверстий, обработка глухих поло стей, плоское шлифование при помощи дискового и ленточного электрода-инструмента, круглое наружное
178 •
Рис. 78. Электрокииематпческая схема станка 18М2:
/ — электродвигатель подъема ваипы, 2 — передача |
клино- |
|||||||||||||
ремепная. 3 — подшипник опорный, 4 — ганка привода |
сто |
|||||||||||||
ла панны, |
5 |
— винт привода |
стола |
ванны. |
6 |
— |
стол |
ванны, |
||||||
7 — привод |
ручного перемещения ванны, 8 — привод |
ручно |
||||||||||||
го перемещения |
стола. |
У — |
кронштейн |
углопой, |
10 |
— |
стол |
|||||||
изделия . |
/ / |
— изоляционная |
прокладка |
стола, |
12 |
— |
|
ванна |
||||||
станка, 13 — прижим электрода, 14 — приспособление |
|
выве |
||||||||||||
рочное, 15 |
— |
ползун, 16 — ходовой винт регулятора, |
17 |
— на |
||||||||||
правляющие |
шариковые, |
IS |
— гайка ходовая, |
19 |
— |
|
крон |
|||||||
штейн консольный, 20 — маховик |
продольного |
перемещения |
||||||||||||
регулятора, |
21 — |
лнмб |
механизма |
поворота |
регулятора, |
22 — |
||||||||
зубчатые |
колеса |
привода, |
23 |
— реечное |
зацепление |
привода, |
||||||||
24 — основание суппорта, 25 — гайка ручного привода |
суп |
|||||||||||||
порта, 26 |
— |
винт |
ручного |
привода |
перемещения |
суппорта, |
||||||||
27 — опорный подшипник, |
28 |
— винт поперечного |
хода |
|
регу |
лятора, 29 — гайка поперечного хода регулятора, 30 — ма ховик, 31 — муфта, 32 — электролвигатель-регулятор, 33 — вольтметр, 34 — вольтметровын переключатель «сеть-кон тур», 35 — блок балластных сопротивлении, 36 — потенцио метр, 37 — кнопка возврата электродов, 38 — пятпкиопочный переключатель режима, 39 — конденсаторы, 40 — постоянно
включенный |
конденсатор, 41 — |
реле, |
42 —- |
кнопки пусковые, |
|
43 — пускатель магнитный. 44 |
— лампочка |
сигнальная, |
45 — |
||
блокировка |
включения станка, |
46 — |
предохранитель |
цепн |
постоянного тока, 47 — клеммы питания 220 в, 48 — выклю
чатели конечные, 49 — кнопки |
подъема и опускания ванны, |
50 — пускатель реверсивный |
с механической блокировкой, |
51 — лампочка сигнальная. 52 — предохранители цепн пере менного тока, 53 — клеммы питания 380 в