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 при помощи 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.
Галтовочный метод обработки деталей
Этот метод получил широкое распространение в промышленности, что объясняется простотой конструктивного исполнения устройств, возможностью обработки широкой номенклатуры деталей.
Схемы 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 (рисунок 17.1).
Рисунок 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.