Пособие надежность. Ч1

вуарах гораздо шире. Различают три основных разновидности виброобработки: виброшлифование, виброполирование и виброупрочнение.

При виброшлифовании в качестве рабочей среды используют абразивные гранулы (бой абразивных кругов и брусков) средней зернистости. Процесс отличается сравнительно большим съемом металла (0,01...0,1 мм), при этом обеспечивается шероховатость поверхности, соответствующая 6...7-му классам. Виброполирование ведется в резервуарах, заполненных шлифовальными порошками или микропорошками: обеспечивается 8-й класс шероховатости. Виброупрочнение обычно осуществляют в резервуарах, рабочей средой которых являются стальные полированные шарики диаметром 4...10 мм. При виброупрочнении шариками обеспечивается наклеп поверхностных слоев на глубину 0,2...0,3 мм, напряжения сжатия 200...100 Н/мм2, шероховатость поверхности при этом может улучшаться до 8...9-го классов.

Существенную роль в рассмотренных процессах играют активирующие и смазывающие добавки типа олеиновой и стеариновой кислот, триэтаноламина и др. Они могут ускорять процесс за счет химического растворения поверхностных слоев. Кроме того, рабочие жидкости предохраняют рабочую среду от засаливания и очищают обрабатываемые детали от грязи и окислов.

Обработке в вибрирующих резервуарах подвергают различные детали: лопатки турбин, шатуны, крыльчатки, шестерни, литые детали и т. п. Детали малых размеров, например часов, обрабатываются так же хорошо, как и детали крупные.

Установлено, что производительность процесса по съему металла растет с увеличением амплитуды вибраций резервуара, частоты, размера абразивных гранул и т. д. Чтобы обеспечить высокую производительность, необходимо устанавливать амплитуду вибраций в пределах 3...5 мм, частоту 1500...1800 кол/мин; заполнять резервуар рабочей средой и деталями не менее как на 5/6 его объема, причем соотношение между деталями и абразивом по объему не должно превышать 1:3.

240

Рабочие камеры вибрирующих резервуаров могут иметь прямолинейную, тороидную или винтовую форму. Установки с камерой прямолинейной формы могут быть периодического или непрерывного действия с направленным движением массы от места загрузки до выдачи обработанных деталей. В винтовых камерах рабочая среда вместе с деталями, перемещаясь, поднимается вверх по винтовой линии.

Детали мелкие и небольшого размера (массой до 3...5 кг) загружают в резервуар навалом. Детали больших размеров и массы требуют обычно фиксированного расположения с применением для этого специальных подвесок или кассет, устанавливаемых в резервуарах (контейнерах) специальной конструкции. Детали особенно большого размера могут иметь независимую, отдельную от резервуара подвеску, которая не вибрирует вместе с резервуаром. Производительность обработки с закреплением деталей обычно выше, чем при обработке навалом. Ориентация деталей относительно основного направления движения рабочей среды в этом случае не может быть произвольной.

Установлено, что наибольший удельный съем при виброшлифовании происходит с поверхностей, расположенных под углом ψ = 0° к основному направлению движения рабочей среды, т. е. сказывается преимущество шлифующего, а не ударного действия. Съем с указанных поверхностей в 2 раза превышает съем с поверхностей, расположенных под углом 90°. Остаточные напряжения, наоборот, максимальны при ψ=90°, величина их достига-

ет 1150 Н/мм2.

Если необходимо обеспечить при обработке в вибрирующих резервуарах равномерный съем металла со всех сторон или равномерное упрочнение, деталям следует дать возможность свободно перемещаться или сообщить им принудительное вращение. Такие же результаты можно получить при реверсировании движения или при периодической переустановке деталей.

Создание в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия – одно из основных преимуществ этого вида обработки. Оно позволило распространить методы поверхностного упрочнения на детали сложной формы и со-

241

вместить этот процесс с очисткой и доводкой поверхностей. Этот вид обработки, как правило, не вызывает искажений размеров или формы деталей.

Кнедостаткам обработки в вибрирующих резервуарах следует отнести

еепродолжительность. Для сокращения времени обработки необходимо правильно выбирать рабочую среду, режим (частота и амплитуда вибраций), траекторию движения наполнителя и увеличивать загрузку. Механизация работ по загрузке и выгрузке рабочей среды позволяет одному оператору обслуживать несколько установок. С целью сокращения продолжительности процесса целесообразно делить обработку на два этапа, применяя на первом из них более крупные абразивы.

Одним из путей интенсификации процесса может стать наложение на вибрирующие детали и наполнитель магнитного поля. Наведение магнитного поля осуществляется с помощью электромагнитных катушек, размещаемых возможно ближе к резервуару с его противоположных сторон. Резервуар при этом необходимо изготовлять из диамагнитного материала (например, из сплава алюминия или из нержавеющей стали), причем магнитный поток должен быть перпендикулярен направлению движения рабочей среды. Под действием магнитного потока, наряду с движением рабочей среды, создается осциллирующее движение деталей, скорость и амплитуда которого будут определяться напряженностью магнитного поля. Съем металла при этом тем больше, чем выше магнитная индукция. Он падает при увеличении частоты переключения магнитных катушек, так как уменьшается амплитуда осциллирующего движения деталей. В абразивной среде, в зависимости от ее состава, интенсивность процесса при наложении магнитного поля возрастает в 1,2...3 раза.

242

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Андрианов, А. И. Прогрессивные методы технологии машиностроения [Текст] /А. И. Андрианов. – М.: Машиностроение, 1975. – 240 с.

2.Гребенник, В. М. Повышение надежности металлургического оборудования [Текст]: справочник/ В. М. Гребенник, А. В. Гардиенко, В. К. Цапко. – М.: Металлургия, 1988. – 688 с.

3.Зюзин, А. А. Конструкционные и защитно-отделочные материалы [Текст]: учеб. пособие/А. А. Зюзин, Б. Н. Казьмин. – Липецк: ЛГТУ, 2008. –

178с.

4.Зюзин, А. А. Обоснование оптимальных схем базирования высокоточных деталей при механической обработке [Текст]/ А. А. Зюзин, Б. Н. Казьмин,

М. Д. Юров// СТИН. – 2009. – №5 – С. 32-34.

5.Зюзин, А. А. Обоснование оптимальных схем базирования высокоточных деталей при механической обработке [Текст]/ А. А. Зюзин, Б. Н. Казьмин,

М. Д. Юров// СТИН. – 2009. – №6 – С. 34-39.

6.Зюзин, А. А. Оценка отклонений формы и радиального биения поверхностей вращения [Текст]/ А. А. Зюзин, Б. Н. Казьмин// Автомобильная про-

мышленность. – 2009. – №5 – С. 35-37.

7.Зюзин, А. А. Влияние спектров макро- и микронеровностей на работоспособность поверхностей трения скольжения [Текст]/ А. А. Зюзин, Б. Н. Казьмин, М. Д. Юров// Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2008. –

№5 – С. 3-14.

8.Корсаков, В. С. Основы технологии машиностроения [Текст]: учеб. для вузов/ В. С. Корсаков. – М.: Высшая школа, 1974. – 336 с.

9.Сухов, М. Ф. Теоретическое исследование влияния базирования на точность формы поверхностей при обработке на неподвижных двухопорных люнетах [Текст]/ М. Ф. Сухов, А. А. Зюзин// Изв. вузов. Машиностроение. – 1976. – №2 – С. 159-164.

10.Сухов, М. Ф. Экспериментальное исследование влияния базирования на точность формы поверхностей при обработке на неподвижных двухопор-

243

ных люнетах [Текст]/ М. Ф. Сухов, А. А. Зюзин// Изв. вузов. Машинострое-

ние. – 1978. – №5 – С. 168-173.

11.Сухов, М. Ф. О контроле радиального биения деталей [Текст]/ М. Ф. Сухов, А. А. Зюзин// Изв. вузов. Машиностроение. – 1976. – №1 – С. 174-

12.Технология машиностроения: В 2-х т. Т 1. Основы технологии машиностроения [Текст]: учеб. для вузов/ В. М. Бурцев, А. С. Савельев, А. М. Дальский и [др.]; под ред. А. М. Дальского. – м.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001. – 564 с.

13.Технология машиностроения: В 2 кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения [Текст]: учеб. пособие для вузов/ Э. Л. Жуков, И. И. Козарь, С. Л. Мурашкин и [др.]; под ред. С. Л. Мурашкина. – М.: Высшая школа, 2008.

– 278 с.

14.ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

244