10. Задание 10

Изобразите схемы и опишите методы отделочной обработки резанием.

Ответ:

Отделочная обработка служит для придания детали заданного уровня качества поверхностного слоя, а именно:

1). Обеспечение заданного класса шероховатости поверхности.

2). Создание в поверхностном слое комплекса физико-механических свойств, обеспечивающих работоспособность детали в условиях эксплуатации.

3). Придание требуемых декоративных свойств поверхности детали.

Для отделочных методов обработки характерны слабые силы резания (или деформирования), малые усилия закрепления заготовок, незначительная толщина срезаемого слоя материала и незначительные тепловыделения в процессе обработки.

К основным видам отделочной обработки относятся:

Тонкое резание – применяют вместо шлифования. При тонком обтачивании используют большую скорость резания, малую подачу и глубину резания. Обработку производят резцами с широкой режущей кромкой, параллельной направлению подачи. Эта кромка образуется путем заточки вспомогательного угла в плане φ₁= 0. Длина режущего лезвия b принимается по условию,b= (1,5 ÷ 2) ∙ S. Для тонкого обтачивания цветных металлов и пластмасс применяют алмазные резцы, что позволяет снизить взаимодействие материалов резца и заготовки, снизить тепловыделение и существенно повысить качество поверхности детали. Особое значение для достижения высокого качества поверхности детали при этих методах обработки играет высокая жесткость станка, отсутствие вибраций.

Разновидности тонкого резания: тонкое точение, тонкое шлифование, тонкое фрезерование, тонкое строгание, тонкое растачивание.

Хонингование – предназначается для устранения погрешностей формы и размеров отверстий, а также для создания специального микропрофиля поверхности в виде сетки для повышения специальных эксплуатационных характеристик детали, рис. 10, б.

Рис. 10. Схема хонингования

Такая сетка создается на внутренней поверхности цилиндров двигателя внутреннего сгорания для удержания смазки на этой поверхности при движении поршня. Инструментом для хонингования является – хон – устройство с закрепленными в нем абразивными брусками из мелкозернистого абразива. Скорости движения хона составляют: вращение вокруг оси / перемещение вдоль оси (м/мин): 45÷60/4÷6 – для стали и 60÷75/6÷7,5 – чугуна, бронзы. Размеры сетки и угол наклона к оси цилиндра определяет соотношение скоростей вращения/перемещения хона. Хонингованием исправляют погрешности формы (отклонения от цилиндричности) при толщине срезаемого слоя 0,01÷0,02мм.

Суперфиниширование – предназначается для уменьшения шероховатости от предыдущей обработки (рис. 11).

Рис. 11. Схема суперфиниширования

Обработанная поверхность имеет сетчатый рельеф со скругленными вершинами микровыступов. Движения, применяемые при суперфинишировании – вращение и перемещение заготовки вдоль оси и колебание абразивных брусков в радиальном направлении к оси заготовки. Амплитуда колебаний брусков – 1,5÷6 мм, частота колебаний – 400÷1200 мин^-1, скорость резания – 5÷7 м/мин.

Полирование – предназначается для получения зеркальной поверхности. Этим способом получают зеркальный блеск на ответственных частях деталей (дорожки качения подшипников) либо на декоративных элементах (облицовочные части автомобилей). Используют полировальные пасты или абразивные зерна, смешанные со смазочным материалом. Эти материалы наносят на быстро- вращающиеся эластичные круги (фетровые)или на колеблющиеся щетки.

Хорошие результаты дает полирование быстродвижущимися абразивными лентами (шкурками).

При этом одновременно протекают следующие процессы:

• тонкое резание;

• пластическое деформирование поверхностного слоя;

• химические реакции (воздействие на металл химически активных веществ).

Схема полирования представлена на рис. 12.

Рис. 12. Схема полирования

Для процесса характерны высокие скорости, до 50 м/сек. Заготовка поджимается к кругу силой Р и совершает движения подачи D_Sкри D_Sпрв соответствии с профилем обрабатываемой поверхности. В процессе полирования не исправляются погрешности формы. Для полирования стали используют абразивные порошки из электрокорунда или Fe₂O₃. При полировании чугуна используют Fe₂O₃или SiC. Изделия из алюминия и меди полируют пастами ГОИ (Государственный оптический институт) на основе окиси хрома Cr₂O₃.

При полировании стали для создания суспензии с абразивными порошками в качестве смазки используют керосин, а при полировании чугуна и цветных сплавов – керосин, парафин, воск, сало.

Притирка – предназначена для устранения отклонений от геометрически точной формы (неплоскостность, нецилиндричность и т.п.) или от формы поверхности сопрягаемой детали (например, седло клапана – клапан в двигателе внутреннего сгорания). Притирка производится притиром, на который наносят абразивную пасту. Притир имеет форму, которую необходимо получить на обрабатываемой детали. Материал притира должен иметь меньшую твердость, чем материал обрабатываемой детали во избежание явления «шаржирования», т.е. внедрения абразивных зерен в обрабатываемую деталь. Для изготовления притиров чаще всего используют чугун.

Абразивно-жидкостная отделка – предназначается для отделки объемно-криволинейных, фасонных внутренних поверхностей (труб, патрубков и т.п.). Производится струей абразивной суспензии. При этом методе характерны процесс – тонкое резание, пластическая деформация, химические реакции. Образующаяся на поверхности заготовки жидкостная пленка ускоряет съем выступов неровностей и затрудняет съем впадин вследствие демпфирования слоем жидкости удара частиц абразива. Абразивно-жидкостная обработка значительно ускоряет процесс обработки труднодоступных поверхностей, таких как, внутренние поверхности патрубков насосов, корпусов, двигателях и т.п. Такая обработка внутренней поверхности системы выхлопных патрубков двигателя внутреннего сгорания приводит к существенному повышению мощности двигателя за счет уменьшения сопротивлению движения выхлопных газов.

Чтобы обеспечить плавность зацепления и бесшумность работы, зубья зубчатых колес после нарезания также подвергают допол­нительной обработке – шевингованию, шлифо­ванию и притирке.

Шлифование зубьев применяется для высокоточ­ных колес в серийном и массовом производстве. Припуск нашлифование дается до 0,3 мм.

Притирка – самый дешевый способ обработки зубь­ев закаленных колес. Производят ее при помощи чугунныхзубчатых колес, находящихся в зацеплении с обрабатывае­мым колесом, которое получает вращение и возвратно-посту­пательное движение. Припуск на притирку равен 20–60 мкм.

Шевингование – отделка незакаленных зубчатых колес с помощью шевера. Шевингованием обрабатывают незакаленные ко­леса. Производят его специальным инструментом – шевером, представляющим собой стальное закаленное колесо с мел­кими канавками на поверхности зубьев. Шевер, приводя во вращение обрабатываемое колесо, снимает с поверхностизубьев стружку толщиной 1–5 мкм. Припуск на шевингова­ние не превышает 0,25 мм.

Шевер устанавливают под углом к оси зубчатого колеса. Угол скрещивания оси шевера с осью заготовки в зацеплении составляет -1015^о. При обработке воспроизводится зацепление зубчатой пары и происходит срезание тонких стружек. Резание производится боковыми поверхностями зубьев шевера, которые имеют специальные режущие канавки.

Зубохонингование – отделка закаленных зубчатых колес с помощью абразивного хона в виде зубчатого колеса. При обработке оси хона и заготовки скрещены под углом 1518^о.

Примечание. Число зубьев шевера и хона некратно числу зубьев обрабатываемого колеса, что обеспечивает резание за счет скольжения зубьев инструмента относительно заготовки.