Гл а в а 17. Особенности резания материалов свободным абразивом

17.1. Шлифование свободными абразивными средами

Повышение требований к качеству поверхности обусловило развитие и совершенствование технологии методов обработки деталей свободным абразивом, так как они позволяют во многих случаях механизировать обработку деталей со сложными поверхностями и повысить качественные показатели рабочих поверхностей; исключить или свести к минимуму непроизводительный ручной труд. Как в отечественной промышленности, так и за рубежом проблемный характер носит финишная обработка тонкостенных, легкодеформируемых деталей с наружными поверхностями, образованными вращением сложной кривой. К подобным деталям относятся чашки-резонаторы, элементы электроосветительной и водопроводной арматуры, кольца прядильных и крутильных машин, мебельная фурнитура и др. Большие объемы производства и разнообразие типоразмеров подобных деталей делают актуальной задачу разработки новых технологических методов абразивной обработки, так как известные методы не позволяют стабильно достигать требуемого качества поверхности. Точность размеров и шероховатость криволинейных поверхностей обеспечиваются с помощью ручных или полумеханических операций.

Сравнительно недавно разработан метод обработки деталей в уплотненной абразивной среде, который позволяет во многих случаях механизировать процесс полирования деталей сложной формы. Отдельные способы нового метода исследованы и нашли применение в промышленности.

Рассмотрим основные методы отделочно-зачистной обработки деталей свободным абразивом.

17.1.1. Галтовочный метод обработки деталей

Этот метод получил широкое распространение в промышленности, что объясняется простотой конструктивного исполнения устройств, возможностью обработки широкой номенклатуры деталей.

С

А

хемы обработки разнообразны, но в основном это вращение цилиндрических или граненых барабанов вокруг вертикальной, горизонтальной или наклонной осей с загруженными в них деталями и обрабатывающей средой (рис. 17.1).

_б

А-А

А

Рис. 17.1. Схема обработки деталей в галтовочном барабане

Барабанам обычно сообщают вращение со скоростью 0,5…1 м/с. В качестве инструмента при галтовочном методе используют абразивные материалы (бой абразивных кругов, гранулированный абразив, шлифовальные зерна и порошки) или различные наполнители, как металлические (стальные полированные шары), так и неметаллические (деревянные шары и кубики, обрезки кожи, войлока), различной формы и размеров.

В качестве рабочей жидкости применяют растворы технического мыла, кальцинированной соды, тринатрийфосфата, активных смачивателей типа ОП-10 и др.

При галтовке эффективно обрабатываются преимущественно наружные поверхности деталей. Величина контактного давления гранул шлифовального материала на поверхности деталей невелика, поэтому съем металла незначителен. Вследствие этого длительность галтовочных операций составляет от 4 до 48 часов. Эффективность галтовочного метода в 2...30 раз выше, чем механизированного крацовочного (зачистка заусенцев и обработка поверхностей вращающимися металлическими щетками), абразивного ленточного и струйного абразивного методов.

Разновидностью галтовочного метода является сравнительно новая технология объемной отделочно-зачистной обработки в винтовых роторах и обработка поверхностей деталей в контейнерах с планетарным вращением.

Обработка основана на соударениях деталей и гранулированного шлифовального материала. Соударения производятся различными поверхностями и под разными углами. Многочисленные соударения происходят одновременно со всех сторон, поэтому все поверхности обрабатываются более или менее равномерно. Происходит сглаживание поверхностей, скругление углов и кромок, а также частичный наклеп и упрочнение поверхностного слоя деталей.

Несмотря на простоту реализации и широкие технологические возможности новых методов, невозможно достижение высокого качества поверхности при обработке деталей из незакаленных сталей и цветных металлов, сложно гарантировать однородность качественных характеристик по обрабатываемому профилю.

Использование галтовочных методов обработки не позволяет обеспечить равномерное контактное давление шлифовального материала на рабочих поверхностях, образованных вращением сложной кривой, и достигать требуемого качества поверхности без применения ручной дополировки.