17.1.7. Полирование деталей в среде шлифовального материала

Для отделочной обработки деталей из цветных металлов и незакаленных сталей применяют обработку путем погружения оправок с деталями, установленными на шпинделях, в камеру со шлифовальным материалом. Схема устройства приведена на рис. 17.10.

9 8 7 1 4 104 6 5 2 3 134 114 124 Р, воздух 4

Рис. 17.10. Установка для полирования деталей в абразивной среде

На опорных стойках 1 установлена рабочая камера, снабженная поддоном 2, который отделен от полости камеры пористым материалом 3 (пористая керамика) с металлической мелкоячеистой сеткой. На оправках 4 с применением распорных втулок 5 устанавливают обрабатываемые детали 6. Шлифовальным материалом 7 заполняют корпус камеры 8. На поворотной крышке 9 смонтированы шпиндели 10 для установки оправок с деталями. Шпиндели посредством цепной передачи 11 соединены с приводным электродвигателем 12. Поворот крышки производится пневмоцилиндром 13.

Чтобы обеспечить погружение деталей на оправках в абразивный материал (шлифзерно 40…64 марки 14А), перед закрыванием крышки в поддон подают сжатый воздух, который приводит шлифзерно в псевдоожиженное состояние. На время обработки подачу сжатого воздуха прекращают. Крышку запирают эксцентриковым устройством и включают приводной двигатель 12, который через цепную передачу 11 передает крутящий момент на шпиндели. Абразивные частицы, соприкасаясь с поверхностью вращающихся деталей, производят их полирование. После окончания цикла обработки шлифзерно вновь приводят в псевдоожиженное состояние, поднимают крышку, производят смену деталей.

Время обработки деталей из алюминия составляет 2…4 мин в зависимости от окружной скорости вращения. Частота вращения шпинделей 1400 мин^–1. Шероховатость поверхности снижается с Ra = 1,6 мкм до Ra = 0,4 мкм.

Применение подобной технологии позволяет производить финишную обработку тонкостенных, нежестких деталей. Возможность многошпиндельной обработки обеспечивает достаточно высокую производительность полирования.

Однако при наличии у деталей двусторонних (верхних и нижних) торцевых участков, перпендикулярных оси вращения, не обеспечивается равномерное контактное давление шлифовального материала по профилю детали. Нижние торцевые плоскости будут обрабатываться менее интенсивно, так как вследствие торцевого биения поверхности абразивные частицы будут отбрасываться вращающейся деталью и часть профиля будет обработана с меньшей интенсивностью или вообще останется непрошлифованной.

Кроме того, эта технология не приемлема для обработки закаленных поверхностей деталей, что обусловлено невысоким контактным давлением абразивных частиц на обрабатываемые поверхности, а следовательно, будет иметь место низкая интенсивность съема металла.

17. 2. Влияние микрогеометрии абразивных частиц на производительность обработки

Форма абразивных частиц, их макро- и микрогеометрия, т.е. размеры выступов и впадин, радиусов округления вершин и углов режущих граней не являются величинами постоянными, а носят случайный характер и могут быть оценены лишь статистическими методами. Д. Б. Ваксером установлено, что классификация зернового состава абразива путем рассева с использованием сит позволяет оценить лишь один параметр – величину абразивного зерна в поперечнике – и не дает возможности установить его макро- и микрогеометрию, а также обеспечить одинаковую крупность зерен. Например, в абразиве зернистости 40, кроме частиц основной фракции, будут содержаться также частицы, соответствующие зернистости от номера 80 до номера 16.

Для оценки формы абразивных частиц примерно одной фракции с учетом радиусов контактных поверхностей был предложен в качестве критерия коэффициент формы k_ф:

,

где математическое ожиданиеМсоответственно для числа вершин, их радиусови диаметров окружностей, описанных вокруг контураи вписанныхв контур абразивных частиц.

Переход от пластического деформирования к разрушению металла осуществляется при увеличении значений k_ф, т.е. когда велика вероятность контакта абразивной частицы по выступу с малым радиусом ρ кривизны. Установлено, что значения k_ф колеблются от 11 для обкатанных абразивных частиц до 100 для остроугольных частиц размерами 0,2 … 2 мм. Расчетные значения коэффициента k_ф приведены в табл. 17.1.

Таблица 17.1