книги из ГПНТБ / Лурье, Г. Б. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки учебник
.pdfцесе обработки. Канифоль является связующим вещест вом в таете. Ряд жировых добавок обеспечивает .предо хранение обрабатываемых изделий от коррозии.
Рассмотрим характеристики 'некоторых веществ, ис
пользуемых при приготовлении |
абразивно-доводочных |
|
паст и суспензий |
на Ярославском заводе топливной ап |
|
паратуры. |
|
|
О л е и н о в а я |
к и с л о т а т е х и и ч е с к а я. В тех |
|
нике сокращенно |
называется |
о л е и н . Олеин является |
одной из распространенных в природе кислот — встре чается практически во всех растительных и животных жирах.
Для приготовления средних и грубых паст исполь зуют олеиновую кислоту техническую марки А: кислот
ное число |
185—200, температура |
застывания от 10 до |
34 °С, плотность 0,898 г/см*. Цвет |
темно-красный, в рас |
|
плавленном |
состоянии — прозрачный. Для приготовле |
ния тонких алмазных паст используют олеиновую кис
лоту химически чистую. Эта кислота |
вырабатывается из |
|||||||
косточкового абрикосового масла и имеет вид |
густой |
|||||||
жидкости слабо-желтого цвета. |
|
|
|
|
|
|||
С т е а р и н о в а я |
к и с л о т а |
кристаллизуется |
при |
|||||
температуре 4—7°С. Техническая |
(стеарин) имеет вид |
|||||||
чешуек, хлопьев или порошка белого или слегка |
желто |
|||||||
го цвета, в расплавленном |
виде — совершенно прозрач |
|||||||
ного цвета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Стеариновая кислота (в смеси с пальмитиновой) вы |
||||||||
деляется |
при прессовании |
охлажденного |
гпдролизата |
|||||
животных |
жиров. |
|
|
|
|
|
|
|
Для приготовления доводочных паст на ЯЗТА ис |
||||||||
пользуют |
стеарин сорт |
1, температура.плавления |
58°С, |
|||||
кислотное |
число 198—210. |
|
|
|
|
|
|
|
П а р а ф и н — белая кристаллическая |
масса |
с |
пла |
|||||
стинчатой |
или ленточной |
структурой |
является |
продук |
том переработки нефти. Для приготовления паст ис
пользуют парафин нефтяной |
марки А, |
температура |
|
плавления |
54 °С, содержание |
масел 0,6%. |
|
М а с л о |
к о с т н о е , сорт высший, |
цвет бледно- |
желтый, кислотное число 0,2; условная вязкость при
20°С |
11—13 град, температура |
застывания •— |
18°С. |
|||
М а с л о |
в а з е л и н о в о е |
— |
условная |
вязкость |
||
при |
50 °С |
1,4—1,72 град кислотное |
число 0,04. |
|||
С к и л и д а р |
(масло терпентинное). Прозрачная, ле |
|||||
т у ч а я |
жидкость |
плотностью 0,855—0,865 г/см3 |
и с ха- |
80
рактерным запахом. Добывают из сосновой живицы или же как побочный продукт при производстве целлюло зы. Растворяет смолы, жиры, каучук. Применяется мар ка А по ГОСТ 1571—66, кислотное число 0,7. Являет ся легковоспламеняющейся жидкостью. Входит в состав
доводочных паст. |
|
К а н и ф о л ь |
с о е и о в а я (ГОСТ 797—64). Хруп |
кая стекловидная |
масса (светло-желтого цвета), состоя |
щая в основном из смоляных кислот, имеет темпера
туру размягчения |
52—70°С |
(становится |
жидкой |
при |
||||
120°С). Плотность |
1,01—1,09 |
г/см3, легко |
растворяется |
|||||
в |
скипидаре, |
эфире, ацетоне, |
бензоле, |
малорастворима |
||||
в |
бензине |
и |
керосине. |
|
|
|
|
|
|
К е р о с и н о с в е т и т е л ь н ы й |
получается |
при |
|||||
перегонке |
нефти. |
Основные |
показатели: |
плотность |
||||
0,84 г/смъ, |
температура вспышки + 4 ° С , |
кислотность |
1,4. |
|||||
|
§ 23. ПРИМЕРНЫЕ СОСТАВЫ АБРАЗИВНО- |
|
|
|
||||
|
ДОВОДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ |
|
|
|
|
|||
|
Научные исследования, выполненные в Харьковском |
|||||||
институте |
радиоэлектроники, |
Украинском институте |
сверхтвердых материалов и инструментов, а также дру гими исследователями, показывают, что абразивно-до водочные смеси (пасты и суспензии) — не случайно подобранные составы. Здесь каждый составляющий эле мент имеет свое строго определенное назначение. К вы бору абразивно-доводочных паст или суспензий необхо
димо подходить |
точно |
так, как это делается |
с выбором |
материала режущей |
части лезвийного |
инструмента |
|
(фрез, резцов, |
сверл). |
|
|
В настоящее время в производственной практике из вестны многие составы доводочных паст и суспензий. Одной из старейших паст, нашедшей широкое приме нение, являются хромовые пасты ГОИ. Позднее были применены пасты ХТЗ, НЗТА, ЯЗТА и др. Рост требо ваний к качеству и производительности абразивной до- водочно-прнтирочной обработки стальных деталей, имею щих высокую твердость, обусловили разработку опти мальных составов абразивно-доводочных паст типа «Харьков-ДМ», а также паст алмазных и кубонитовых.
П а с т а |
х р о м |
о в а я |
готовится из |
окиси |
хрома, |
стеарина, |
парафина |
и олеиновой кислоты. Применяется |
|||
при обработке различных |
материалов, |
главным |
обра- |
81
зо-м для достижения высокой светоотражательной спо собности обработанной поверхности. Физико-химические свойства и внешний вид хромовой насты приведены в табл. 6.
|
|
|
Т А Б Л И Ц А |
6 |
|
|
Состав и свойства |
хромовой.пасты |
|
|
|
Показатель |
|
Норма |
|
|
|
Внешний вид |
|
Однородные |
плотные бруски |
||
|
|
зеленого цвета; |
допускаются |
||
|
|
одиночные |
небольшие' |
поры |
|
Содержание, |
%: |
в изломе |
|
|
|
|
|
|
|
||
органической основы |
35—38 |
|
|
||
зерен размером более 45 мкм |
остальное |
|
|||
Парафина |
|
|
10—12 |
|
|
Температура |
каплепадешш орга |
не |
менее |
44 |
|
нической основы, °С |
|
|
|
|
|
Твердость |
|
не |
более |
50 |
|
Твердость определяется глубиной проникновения в испытываемую пасту стандартной стальной игры в при боре «Пенетромер».
П а с т а э л е к т р о к о р у и д о в а я «Харьков-ДМ» готовится из микропорошка нормального или хромисто го электрокорунда, олеиновой кислоты, стеарина, пара
фина, пптеиспфикатора и разбавителя. |
Предназначается |
|||||
для |
обработки |
стальных деталей |
твердостью HRC 25— |
|||
65, |
имеющих |
различную |
форму |
и |
размеры. |
Кроме |
того, |
эти пасты успешно |
применяют при |
доводоч- |
но-прнтирочных работах по обработке деталей, изго товленных из других материалов, имеющих аналогич ную твердость. Абразивная паста «Харьков-ДМ» по своему составу является унифицированной. По техно логическим возможностям паста «Харьков-ДМ» обеспе чивает повышение производительности по сравнению с пастами ХТЗ и ЯЗТА на 15—50%» при заметном улуч шении качества обработанной поверхности. Превосход ства эти ощутимы при продолжительности выполнения
операции в пределах 3—5 мин. |
Связано |
это с тем, что |
в составе, пасты «Харьков-ДМ» |
имеется |
оптимальная |
норма микропорошка, продолжительность работы зерен которого колеблется в этих пределах. Здесь сводится до минимума бесполезная работа, затрачиваемая на пе-
ремалываиие зерен между собой, так как абразивные зерна сразу же располагаются в один ряд и вступают в контакт с обрабатываемой поверхностью. Физико-хи мические свойства и ©нешний вид доводочной пасты «Харьков-ДМ» приведены в табл. 7.
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А |
7 |
||
Состав и свойства доводочной пасты |
«Харьков - ДМ» |
|
||||||
Показатели |
|
Норма |
|
|
|
|||
Внешний вид |
|
|
Однородная |
масса |
со |
специ |
||
|
|
|
фическим |
слабым |
запахом |
|||
|
|
|
хвои, |
герани, лаванды |
и с |
|||
|
|
|
заметным |
блеском, |
окраши |
|||
|
|
|
ваемая |
в различные |
цвета |
|||
Содержание |
в |
96 |
абразивного |
не |
более |
30 |
|
|
микропорошка |
|
|
|
|
|
|
|
|
Неабразивная |
часть, в том числе: |
|
22—25 |
|
|
|
||
Олеиновой |
кислоты |
|
|
|
|
|||
|
25—32 |
|
|
|
||||
Стеарина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5—10 |
|
|
|
|
Парафина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2—5 |
|
|
|
|
Интеиспфикатора |
|
|
|
|
||||
не |
более |
11 |
|
|
||||
Разбавителя |
|
|
|
|
||||
|
|
не |
менее |
46 |
|
|
||
Температура |
каплепадения неаб- |
|
|
|||||
разивиой части, |
°С |
|
|
|
|
|
С целью различия номеров зернистостей в пасту до полнительно вводится 1—3%-ный спиртовой раствор красителя «Родомин Ж», обеспечивающий различие в окраске паст. Для придания запаха хвои в состав пасты вводится смазывающе-охлаждающая жидкость «Аро мат».
Опыт работы ряда предприятий показывает, что абразивная доводочная паста «Харышв-ДМ» может за менить малоэффективные плотные составы паст при обработке деталей топливной аппаратуры, золотников, уплотнений насосов, технологической оснастки и других деталей машин и приборов.
А л м а з н ы е п а с т ы , выпускаемые в Советском Союзе, приготавливают как из природных, так и из син тетических алмазов. Пасты из синтетических алмазов разработаны Украинским научно-исследовательским конструкторско-технологическим институтом синтетиче ских сверхтвердых материалов и инструмента
83
(УКРНИИСМИ) п широко применяются е промышлен ности. Для приготовления паст используют микролорошки синтетических алмазов трех марок АСО, АСП, АСВ, наиболее прочными из которых являются микропорошки марки АСВ.
Пасты выпускают трех концентраций по содержанию алмаза: нормальной — условное обозначение Н (напри мер, АСМ14Н); повышенной — П (например, АСМ14П) и высокой — В (например, АСМ14В). Расфасовывают пасты в тюбики по 20, 40, 80 г (табл. 8).
т л Б л и ц л 8
Состав и свойства доводочной пасты из синтетических алмазов
Показатель Норма
Внешний вил |
|
|
|
|
|
Содержание, »/« алмаза |
синтетиче |
Однородная воскообразная мас |
|||
ского |
|
|
|
са светлого цвета |
|
Органическая |
основа, |
% |
|
2—8 |
|
Температура |
каплепадения |
орга |
98—92 |
|
|
нической основы, °С |
|
не менее |
45 |
||
Известно, что |
чем |
мельче |
зерна алмаза, |
тем боль |
шее количество их содержится в одном карате и тем больше их суммарная поверхность. Так, в одном карате порошка зернистостью 30 мкм содержится около 2,2 млн. зерен, в то время как в порошке зернистостью I мкм число зерен достигает 60 млрд. При этом суммарная поверхность зерен, содержащихся в одном карате, воз растает примерно в 1000 раз.
Области применения паст из синтетических алмазов весьма разнообразны, но особенно эффективны они при обработке твердых сплавов и другихтвердых и сверх твердых материалов.
Д о в о д о ч н ы е с у с п е н з и и . При абразивной до-
водочно-притирочной |
обработке |
находят применение аб |
||
разивные суспензии, |
состоящие |
из |
абразивного |
микро |
порошка и жидкости. |
Концентрация |
абразива в |
жидко |
сти (А: Т) различна: |
от |
1:1 до 0,2 |
(по весу), |
что за |
висит от зернистости |
микропорошка |
и режима обработ |
||
ки. За последние годы в |
СССР и за рубежом намети |
|||
лась тенденция к более |
широкому |
применению |
абра |
|
зивных суспензий. |
|
|
|
|
84
В составах абразивных суспензии широко применя ются микропорошки из электрокоруидов (ЭБ, Э, ЭХ, ЭТ), а из жидкостей для приготовления суспензий луч шей является вода, которая обладает невысокой вяз костью, хорошей смачиваемостью и хорошим охлаждаю щим свойством. На машиностроительных заводах дово дочные суспензии приготавливают собственными силами. В табл. 9 приведены ориентировочные данные по произ водительности в относительных единицах для различных жидкостей.
Т А Б Л И Ц А 9
Коэффициенты относительной производительности
при применении различных жидкостей для суспензий
Жидкость
о роизв
ительость
Вода |
1 |
Керосин |
0,7 |
Спирт |
0,57 |
Масло машинное |
0,3 |
Глицерин |
0,03 |
§ 24. ОСНОВЫ ВЫБОРА АБРАЗИВНО- |
|
ДОВОДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ |
- |
Производительная доводочно-притирочная обработка и высокое качество обработанных поверхностей, а также
стоимость используемых паст |
и суспензий зависит |
от правильного выбора состава |
абразивно-доводочного |
материала. Если доводочные пасты или суспензии име ют не тот состав и не те характеристики, которые тре буются для данной работы, это влечет за собой сниже ние производительности, ухудшение качества обработан ной поверхности, повышение расходов на абразивно-до водочные материалы и увеличение стоимости обработки. Одним из важных признаков хорошо подобранного аб разивно-доводочного материала являются шипящий звук при обработке и мгновенное почернение абразивной прослойки; в противном случае при обработке наблю дается неравномерная абразивная прослойка и зеркаль ное поблескивание ее на притире.
Для выбора абразивно-доводочного материала слу жат следующие исходные данные:
характеристика обрабатываемого материала (хими ческий состав, структура, физико-химические свойства); качество исходной поверхности, подлежащей дово- дочно-прптирочиой обработке (наличие следов некаче ственно выполненной предыдущей работы в виде глу
боких царапин, отклонение от формы и размеров); форма, размеры и вид обрабатываемой поверхности,
точность обработки; тип станка (универсальный, внутридоводочный или
плоскодоводочный), размеры станка, форма и размеры притира, мощность двигателя;
режим работы — рабочая скорость притира, метод внесения в зону обработки абразивно-доводочного ма териала и смазочпо-охлаждающих жидкостей, способы удаления сработавшихся абразивных паст или суспен зий и др.;
экономические соображения (производительность, ка чество обработки, долговечность обработанных деталей, стоимость и расход абразивно-доводочных материалов,
потери на удаление отходов). |
|
|
В л и я н и е |
с в о й с т в |
о б р а б а т ы в а е м о г о |
м а т е р и а л а . |
Выбор того ИЛИ ИНОГО абразива для |
|
приготовления |
доводочных паст или суспензий зависит |
|
от характера |
обрабатываемого |
материала. Высокая |
прочность материала в сочетании с большой его твер достью являются фактором, затрудняющим процесс аб разивной доводочно-прптпрочной обработки. Мягкие стали легче поддаются обработке, но вместе с тем ка чество обработанной поверхности деталей из мягких материалов значительно ниже (рис. 43). Электрокорунд нормальный выдерживает большие скалывающие и удар ные нагрузки по сравнению с карбидом кремния, по этому абразивные пасты на основе карбида кремния более эффективны при обработке материалов с низким сопротивлением разрыву (чугун, бронзовое или латун ное литье, твердые сплавы). Доводочные пасты на ос нове кубоыита, алмазов, карбида бора особенно эффек тивны при обработке сверхтвердых материалов, а так же при тяжелых условиях обработки.
Современные требования к абразивно-доводочным смесям не исчерпываются только их технической харак теристикой. Это связано с тем, что в абразивных сме-
86
сях стоимость микропорошков, входящих в пасты и сус пензии, составляет наиболее значительную долю в себе стоимости используемых материалов. Поэтому устанав ливают наивыгоднейшее количество микропорошка той или иной зернистости (оптимальную норму микропорош ка), которая является минимальным расходом при мак симальной производительности обработки.
« |
|
|
М |
|
'Л |
|
25 |
.Т |
Рис. |
43. |
Влияние |
твердости |
обрабаты |
||||
ваемого материала на эффективность |
до |
|||||||
|
|
|
водочного |
процесса: |
|
|
||
; |
— |
при |
обработке пастами «Харьков-ДМЫ». |
|||||
2 |
— |
при |
обработке |
пастами |
«ДМ7», 3 — |
при |
||
|
|
|
обработке |
пастами |
«ДМ5» |
|
||
В л и я н и е в е л и ч и и ы п р и п у с к а и ш е р о- |
||||||||
х о в а т о с т и |
и с х о д н о й |
п о в е р х н о с т и . Основ |
||||||
ными факторами, |
влияющими |
на |
выбор |
зернистости |
абразивно-доводочного материала, являются: количество снимаемого на данной операции металла, желаемый класс чистоты обработки, физические свойства обраба тываемого материала, форма обрабатываемой поверх ности.
Величина припуска на завершающую обработку должна быть такой, чтобы в конкретных производствен ных условиях обеспечить выпуск высококачественной продукции при наименьшей ее себестоимости. Большие припуски, особенно на доводочно-'притирочных операци ях, (влекут за собой увеличение себестоимости и сниже ние качества обработки. Малые припуски могут не обеспечить желаемой точности из-за неполного удаления, дефектного поверхностного слоя, полученного на преды дущей операции.
87
Выбор зернистости микропорошка зависит от ряда технологических факторов. Поэтому приходится подби рать опытным путем количество переходов на доводоч ной операции, а следовательно, и соответствующие номе ра зернистости. На операциях предварительной доводки, когда исходная шероховатость поверхности имеет 8—9-й класс чистоты, хорошие результаты дают доводочные пасты на основе микропорошка M l 4 .
Если |
же осуществлять обработку, например, паста |
|||
ми на основе микропорошка |
М20, |
то "на |
поверхности |
|
остаются |
глубокие риски — |
следы |
работы |
отдельных |
зерен. При применении доводочных паст на основе мик ропорошка Ml0, например на стальных плитках твер достью HRC65, не выводятся следы шлифования (рис. 44). При работах по доводке плиток-мер твердо сти, имеющих площадь 24 см2, иеплоскостность в прс-
|
65 |
45 |
25 |
5 |
|
ТдерЭость Ш |
|
|
|
Рис. 44. Влияние твердости обрабатывае |
||||
мого |
материала па |
получаемую |
шеро |
|
|
ховатость |
поверхности |
|
|
делах 20 мкм.и |
8-п класс |
чистоты, зернистость микро- |
порошка выбирают в такой последовательности: первая операция — паста на основе микропорошка М14, вто
рая, операция — |
паста на основе микропорошка М5 и |
|
последняя операция |
— паста на основе микропорош |
|
ка МЗ и M l . В |
этих |
случаях стабильно обеспечивается |
12-й класс чистоты и отклонение от плоскостности не более 5 мкм. При выборе зернистости абразива следует руководствоваться следующим соображением: подобрать зерна микропорошка такой крупности, чтобы они не
утопали в мпкронеров'ностях обрабатываемой поверхно сти и не были настолько крупными, чтобы могли остав лять глубокие риски — царапины.
Ф о р м а |
и |
р а з м е р ы |
о б р а б а т ы в а е м о и |
|
п о в е р хн о с т и. Для |
доводки |
крупногабаритных дета |
||
лей с большой массой |
и малой |
обрабатываемой поверх |
ностью применяют менее прочные микропорошки, так как здесь имеют место легкие режимы обработки.
При больших площадях обрабатываемой поверхно сти рекомендуется применять доводочные пасты, неабразивиая часть которых в своем составе имеет связки и смазки, обеспечивающие стабильную и прочную пленку. В противном случае будут иметь место отдельные риски, царапины и даже задиры. Наличие больших отклоне ний от формы и размеров усложняет процесс обработ ки, резко снижает эффективность доводочно-притироч- ных работ.
Для данных условий обработки наилучшим является использование доводочных паст и суспензий на основе карбида бора, алмазов и кубонита. При обработке фа сонных поверхностей абразивно-доводочные материалы с высокой абразивной способностью могут давать боль шие завалы.
В л и я н и е с т а н к а . Нередко одна и та же опе рация может быть выполнена на станках разных раз меров и мощностей. Притир большой площади застав ляет абразивные зерна -пасты или суспензии в тяжелых условиях интенсивнее работать, а следовательно, сте пень прочности зерен здесь особенно ощутима. Для ра боты на таком станке применяют пасты с более проч ными абразивными зернами.
На внутридоводочных вертикальных станках проис ходит быстрая утечка из зоны резания абразивно-дово дочных материалов, чего не наблюдается на станках та кого же типа с горизонтальным расположением прити ра. Поэтому на вертикальных внутридоводочных стан ках стремятся работать на твердых пастах, а на гори зонтальных станках применяют мази. Имеются тенден ции осуществлять обработку с помощью суспензий, что обеспечивает автоматическую подачу и регулирование абразивно-доводочной смеси. Станки, снабженные уст ройствами принудительного смыва отходов абразивнодоводочных материалов, резко улучшают и облегчают работу доводчика. Нужно стремиться использовать та-
89