книги из ГПНТБ / Лурье, Г. Б. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки учебник

Глава III

СВЕДЕНИЯ

ОПРИМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛАХ

§19. ПОНЯТИЕ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ДОБОДОЧНО-ПРИТИРОЧНЫХ РАБОТ

Технологические материалы, применяющиеся при до- водочно-лритпрочных работах, можно подразделить на основные, вспомогательные и дополнительные.

или искусственных минералов и окислов некоторых ме­ таллов (хрома, железа, алюминия), обладающие абра­ зивной способностью. Абразивы применяются в виде несвязанных порошков, паст, суспензий, а также в свя­

зивонесущим доводочным пастам, связки, питепенфикаторы и разбавители.

• Д о п о л н и т е л ь н ы м и м а т е р и а л а м и приня­ то называть омазочно-охлаждагощие жидкости и мою­ щие вещества (растворы), применяемые для мойки де­ талей в процессе обработки и удаления сработавшихся абразивных зерен.

§ 20. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АБРАЗИВОВ

Слово «абразив» происходит от латинского слова «abrasio», что в переводе на русский язык означает соскабливание. Еще в старину все минералы, которые могли соскабливать — царапать другой более мягкий материал,, называли абразивами. Впоследствии это сло­ во стали использовать и для названия минералов есте-

72

ственяого.и искусственного происхождения, которые при­

Известно, что абразивные зерна минералов имеют кри­ сталлическое строение. Кристаллы одного и того же абразива могут отличаться друг от друга своей вели­ чиной, числом граней, ребер и формой граней. Разно­ образные формы кристаллов могут быть приведены в такое положение в пространстве, при котором несколько граней одного кристалла станут в параллельном поло­ жении с гранями других кристаллов. Всякое твердое те­ ло, имеющее природную форму многогранника, есть кри­ сталл, но не всякий кристалл имеет многогранную форму. Зерна абразива, полученные искусственным пу­ тем, также имеют самую разнообразную форму. Напри­ мер, у электрокорунда и карбида кремния зерна (кри­ сталлы) имеют неправильную форму многогранника с острыми углами. Встречаются также зерна удлиненной формы — мечевидные, иглообразные и др. Несмотря иа многообразие форм,- абразивные частицы можно свести примерно к следующим разновидностям: изомет­ рические, пластинчатые, мечевидные.

Изометрические частицы имеют более круглую фор­ му. Сопротивление раздавливанию и скалыванию у них выше, чем у зерен иных форм. Поэтому изометрические зерна предпочтительнее для изготовления абразивных инструментов, которые подвергаются ударно-вибрацион­ ным нагрузкам. Зерна пластинчатые, мечевидные и дру­ гих форм с выраженной несимметричностью должны применяться при обработке с меньшими нагрузками, а также при обработке труднообрабатываемых материа­ лов. Зерна неизометрической формы имеют свойство самозатачивания.

Абразивные зерна характеризуются также состояни­ ем поверхности — гладкая или шероховатая, кромок и выступов — острые, закругленные, прямолинейные, за­ зубренные и т. д. Зерно с острым углом значительно легче проникает в обрабатываемый материал. Зерна-

73

сростки, неплотные по структуре (дефектные по строе­ нию), выдерживают меньшее давление и быстро разру­ шаются. Размер зерен (зернистость) характеризуется их длиной /, высотой h и шириной b и имеет следующие соотношения размеров: />&>Л . Абразивные зерна опре­ деленной зернистости получают путем просеивания (классификации) дробленых абразивов сквозь сита с определенным размером отверстий. Получить в промыш­ ленных условиях зерна только одного размера практи­ чески невозможно, так как это связано, с одной сторо­ ны, с различной формой зерен, а с другой, — с сущест­ вующей технологией классификации по зернистости. Зерновой состав каждого номера зернистости абразив­ ных порошков характеризуется содержанием отдельных фракций: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой в процентах по весу. Однако количество и крупность зерен основной фракции порошка является главной характеристикой зерен и определяется линей­ ными размерами. Содержание отдельных фракций для некоторых микропорошков приведено в табл. 5.

При абразивной доводочяо-притирочной обработке про­ исходит взаимный процесс разрушения (износа) трех

74

твердых тел: обрабатываемого материала, абразивного зерна и притира. Без процесса разрушения абразивных зерен нельзя представить процесс абразивной доводоч- но-притирочной обработки, который в зависимости от

и с его вязкостью, которая в основном и определяет механическую прочность зерна. Непрочные (хрупкие) абразивные зерна крошатся, распадаясь на более мел­

териалов. Вместе с тем качество и производительность доводочно-притирочных работ снижаются.

ной фракции испытуемых зерен, сохранивших под опре­ деленным давлением первоначальные размеры. Показа­

и сходстве зерен по форме и размерам абразивные ма­ териалы имеют одинаковый объемный (насыпной) вес. Следовательно, контроль объемного веса позволяет су­ дить о стандартности абразивного материала. Объемный

75

Доводочные ппсты

Рис. 42. Схематическое изображение состава абразивно-доводочных паст

зивной части, т. е. химически активных добавок, связок, интенсификаторов и разбавителей (рис. 42).

В процессе микрорезания, каким является абразив­ ная доводочно-ярнтирочная обработка, абразивная часть пасты или суспензии выполняет основную роль по съему металла. Под действием твердых частиц абразива про­ исходит не только резание — царапание, но и как бы раскатка неровностей и упрочнение поверхности обра­ батываемого материала.

Неабразпвнал часть пасты зыполняет вспомогатель­ ную, но очень важную роль: оказывая химическое воз­ действие на поверхность обрабатываемого материала, способствует быстрейшему съему припуска и улучшает качество обработки, определяет положение абразивных частиц на притире, уменьшает разброс твердых зерен под воздействием центробежных сил и повышает их работоспособность, оказывает, положительное действие на вынос из зоны резания мельчайшей стружки и дру­ гого шлама, влияет на приобретение обработанной по­ верхностью светоотражательной способности (зеркально­ го блеска).

Неабразнвная часть жировых абразивно-доводочных паст имеет в своем составе жирные кислоты, масло, па­ рафин и др., т. е. такие вещества, которые в обычных условиях водой не растворяются и не смываются.

Для обработки ряда деталей (как, например, уплот­ нений кислородных насосов, полупроводниковых кри­ сталлов) применяют доводочные пасты, не имеющие в своем составе жиров. Такие пасты легко смываются водными растворами. Эти доводочные пасты и суспен­ зии обычно называют безжировыми или водными.

Для названия и области применения пасты или суспензии абразивная часть в ряде случаев является определяющей. Если в составе паст имеется микропоро­ шок из кубического нитрида бора (кубонит), то их на­ зывают кубонитовыми; пасты, имеющие микропорошки из алмазов естественного или искусственного происхож­ дения, называют алмазными. Многие доводочные пасты имеют название организаций или авторов, где разрабо­ таны пасты, например, пасты ГОИ, т. е. пасты, разрабо­ танные Государственным оптическим институтом Акаде­ мии наук СССР. В зависимости от технологических особенностей обработки изделий доводочные пасты по консистентности бывают жидкие, мазеобразные и твер-

78

дые. Жидкие пасты и суспензии чаще всего применяют при механической обработке методом непрерывной по­ дачи абразивной смеси. При полумеханической и руч­ ной обработке используют мазеобразные доводочные па­ сты (густоты сметаны) или твердые.

Важной технологической характеристикой абразив­ но-доводочных смесей является их зернистость, т. е. ве­ личина абразивных частичек. В зависимости от зерни­ стости микропорошков определяют крупность доводоч­ ных паст. Самой грубой доводочной пастой на основе мпкропорошков является паста М63, а самыми мелки­ ми M l ; М0,5; М0.25.

§ 22. НЕАБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ АБРАЗИВНО-ДОВОДОЧНЫХ СМЕСЕЙ

В составе абразивно-доводочных смесей применяют­ ся многие органические вещества, играющие роль хи­ мически активных добавок, связок, разбавителей, интенсисрикаторов, смазок и охладителей. Наиболее распро­ страненными добавками являются: олеиновая кислота, стеарин, парафин, 'Вазелин, говяжье сало, рыбий жир, костное масло, машинное масло, авиационное масло, пчелиный воск, канифоль, скипидар, керосин, бензин, спецрастворы-интенсификагоры. Используются также ароматизирующие вещества и анилиновые красители. Задачи, которые возлагаются на неабразивную часть абразивно-доводочных смесей, ответственны и разно­ образны. Прежде всего они должны обеспечить непре­ рывное подведение в зону резания одинаковыми коли­ чествами все новых и. новых порций абразивных зерен. Неабразивная часть подготавливает необходимое для каждого абразивного зерна свободное пространство, не­ прерывно очищает обрабатываемую поверхность, унося весь накапливающийся шлам — разрушенные зерна и металлическую стружку. Включение в состав паст и суопензий клеящих растворов интенсифицирует процесс резания — царапания, а незначительное добавление в пасту или суспензию ароматизирующих веществ создает более благоприятные условия для труда в рабочей зо­ не. Активные добавки (как, например, олеиновая кис­ лота) оказывают химическое воздействие на поверхность обрабатываемого материала, ускоряя и улучшаяпро-

79