Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин

242

Глава 2.3. АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА

Оборудование для

суперфиниширования.

жет быть оснащен устройством для активного

Суперфинишные станки для обработки в цен­

контроля размера (диаметра).

трах выпускаются с одной или несколькими

Бесцентровые

суперфинишные

станки

инструментальными

головками.

Станки

с

выпускают двух модификаций: для работы с

несколькими головками являются

специали­

осевой подачей и врезанием, т.е. без осевой

зированными и используются в крупносерий­

подачи. В табл. 2.3.6 приведены основные

ном и массовом производстве для одновре­

технические

характеристики

бесцентровых

менной обработки нескольких шеек вала. В

суперфинишных

станков.

Для

базирования

табл. 2.3.5 приведены основные технические

заготовки и ее вращения станки имеют опор­

характеристики

центровых

суперфинишных

ные валки с приводом их вращения. Для

станков. На этих станках

колебательное дви­

обеспечения

движения осевой подачи

валки

имеют гиперболоидальный

профиль и разво­

жение кареток

брусками

осуществляется

от

рачиваются

относительно друг друга в верти­

электродвигателя через клиноременную пере­

кальной плоскости на угол 1 ... 2°. На бесцен­

дачу и эксцентрики,

установленные в

карет­

тровых станках,

работающих

с осевой

пода­

ках. Вращение

заготовки

осуществляется

от

чей,

установлены несколько

(от

четырех до

тиристорного привода

через

коробку

скоро­

восьми) инструментальных

головок с бруска­

стей. Движение

осевой

(продольной)

подачи

ми;

сила прижима

может

устанавливаться

инструментальной головки с бруском

осуще­

независимо

на

каждой головке.

Оснащение,

ствляется гидроцилиндром.

Для

прижима

станка загрузочно-транспортным

устройством

бруска к заготовке в инструментальной голов­

для заготовок позволяет работать в автомати­

ке также имеется гидроцилиндр. Станок мо­

ческом цикле.

2.3.5. Технические характеристики центровых суперфинишных станков

Параметр

Модель станка

ЗД870Б

ЗД871Б

ЗД871

ЗД871БК

Наибольшие размеры заготовки, мм:

диаметр

140

280

280

280

длина

360

710

710

1400

Число инструментальных головок

1-2

1

4

1

Высота центров, мм

150

200

200

200

Частота колебаний бруска, Гц

17; 25; 32

17; 25; 32

17; 25; 32

17; 25; 32

Амплитуда колебаний, мм

0,5-5

0,5-5

0,5-5

0,5-5

Частота вращения шпинделя, мин"^

47-1875

25-1000

25-1000

25-1000

Наибольшая сила прижима, Н

400

1000

1000

1000

Мощность электродвигателя, кВт

4

4

4

4

Параметр

Модель станка

ЗД878

ЗД879

ЗД880

ЗД879Б

1

2

3

4

5

Диаметр заготовки, мм:

1,5-32

8-60

10-125

8-125

Размеры опорных валков, мм:

диаметр

45; 60; 100

100

130

80;

110; 150

длина

400; 550

550

750

550

244

Глава 2.3. АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА

П = 2(Rmax + Лв)»

Увеличение

частоты

колебаний

способ­

ствует более интенсивному микрорезанию и

где

Rmax = (8ч-10)Ка

— наибольшая

высота

самозатачиванию

бруска.

В

современных

микронеровностей от предшествующей

обра­

станках частота колебаний бруска составляет

ботки, Лв ~ наибольшая высота волнистости

1200 ... 3000 мин-1.

дорожек

качения

на поверхности заготовки. В большинстве

Суперфиниширование

случаев величина припуска на предваритель­

колец шарикоподшипников

осуществляется с

ных переходах составляет 10-15 мкм, на

значительно более высокими скоростями v^^,

окончательных — 3-4 мкм.

до 150 ... 300 м/мин; при этом необходимо

Рабочая ширина бруска В выбирается из

применять

очень

мягкие,

твердостью менее

ВМ, бруски, легко осуществляющие самозата­

следующих соотношений:

чивание.

B>Dsm

«О

в„

K^D,

Рабочее давление в паре "брусок-

заготовка"

составляет,

как

правило,

0,2 ...

где D — диаметр заготовки; ао — угол охвата

0,4 МПа. При обработке мягких материалов

давление уменьшается до 0,15 ... 0,2 МПа.

заготовки бруском, определяемый

из соотно-

Высокоскоростное

суперфиниширование ко­

шения

а о = — , к — номер основной гармо­

лец подшипников осуществляется при увели­

чении давления до 0,8 ... 1,5

МПа, что также

нической

составляющей профиля

поверхно­

способствует самозатачиванию бруска.

сти заготовки в поперечном сечении

для

К смазочно-охлаждающим жидкостям

(овальность — к — 2, трехгранник

— к— Ъ и

суперфиниширования

предъявляются

т.д.); Ав — коэффициент, значения которого с

следующие основные требования: образование

увеличением

Z) от 3 ... 10 мм до 60 ... 100 мм

тонких и прочных граничных пленок, предот­

уменьшаются от 0,7 ... 0,6 до 0,4 ... 0,3.

вращающих сухое трение и схватывание; вы­

С увеличением ширины бруска затруд­

сокая смачивающая способность для предот­

няется доступ СОЖ в зону контакта и удале­

вращения

коагуляции

отходов

обработки.

ние отходов, что приводит к ухудшению каче­

Этим требованиям отвечают широко исполь­

ства

поверхности.

Поэтому

при

обработке

зуемые керосино-масляные смеси, состоящие

заготовок диаметром более 60 ... 70 мм следу­

из 80 ... 90% керосина,

10 ... 15%

индустри­

ального масла,

3 ... 5%

олеиновой

кислоты.

ет использовать два бруска

и более, установ­

При

обработке

вязких,

пластичных

сталей и

ленных симметрично в специальных держав­

сплавов следует увеличивать содержание мас­

ках.

Режимы суперфиниширования оказыва­

ла до 50 ... 70%, либо применять смесь легких

масел с добавкой

олеиновой

кислоты. Разра­

ют существенное

влияние

на

производитель­

батываются

СОЖ

на

водной

основе,

напри­

ность и качество обработки. Кинематический

мер,

СОЖ

В25, содержащая

1%

натриевой

режим

характеризуется

следующими

основ­

соли

карбоксиметилцеллюлозы

и

антикорро­

ными величинами: окружной скоростью заго­

зионные присадки: такая СОЖ пригодна для

товки

г^ок ~ 7t/)Ai/1000

и скоростью

колеба­

получения

параметра

шероховатости

Ra =

тельного

движения

бруска

г^^ол ~ 2лА1бр/1000,

= 0,12 ... 0,16 мкм.

где

п — частота

вращения

заготовки,

мин"^;

Следует обращать

особое

внимание на

«бр ~ частота колебаний, мин'*; а — амплиту­

тщательную

очистку СОЖ

от

отходов обра­

да колебаний, мм.

ботки. С этой целью используют дополни­

Отношение ^^ок/^кол определяет угол сет­

тельные песчано-тканевые фильтры с не­

ки ttc траекторий абразивных зерен бруска

сколькими камерами.

торцовых

поверх­

относительно

обрабатываемой

поверхности;

Суперфиниширование

ttc = arctg VoJvy^on-

Изменяя ас, можно управ­

ностей применяется в ряде случаев вместо

лять

процессом

суперфиниширования:

при

менее производительных

операций

притирки.

ttc = 40 ... 50°

достигаются

наиболее

интен­

Инструментом при этом виде обработки явля­

сивный съем металла и самозатачивание бру­

ется чашечный круг либо комплект брусков,

ска;

при ttc = 80 ... 90° обработка происходит

наклеенных на торец дисковой оправки. Заго­

в режиме трения-выглаживания, уменьшая

товка (или партия )заготовок, установленная

параметры шероховатости и улучшая состоя­

на столе станка, вращается, круг также вра­

ние поверхностного слоя металла.

щается и может совершать дополнительные

В современных суперфинишных станках

колебания в радиальном направлении. Изме­

предусмотрено автоматическое

регулирование

няя соотношение частот вращения круга и

с^ок в цикле обработки, позволяющее изменять

заготовки, можно получать различную форму

угол

ttc-

Значения

I^QK

составляют

10—

и плотность сетки траекторий абразивных

100 м/мин.

зерен

на поверхности

заготовки,

влиять на

246

онные — на пекоканифольные, полимерные и

они легко принимают требуемую форму.

комбинированные.

Условия взаимодействия

абразивных зе­

Основные требования, предъявляемые к

рен с материалом заготовки и полировальни­

полировальникам:

ка зависят от свойств и состояния всех техно-

1)

высокая износостойкость;

элементов системы: полировальник

— абра­

2)

оптимальный

модуль упругости мате­

зивная прослойка - заготовка.

риала;

При полировании незакрепленным аб­

3)

оптимальная

текстура, обеспечиваю­

разивом поверхности заготовок деталей с вы­

щая хорошее закрепление абразивных зерен и

сокой

отражательной

способностью

приме­

их подачу в зону обработки;

няют

различные полировальники, например

4)

оптимальная

толщина, обеспечиваю­

из технической шерсти, фторопласта, поли­

щая необходимую

форму обрабатываемой

хлорвинила или пекоканифольной смолы.

поверхности и ее физико-химические свойст­

Полировальные

составы

применяют в

248

Глава 2.3. АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА

Прежде всего стеариновая и олеиновая кисло­

дой и органическими

растворителями (ВО),

ты, церезин, парафин, костное, вазелиновое,

-мазеобразные (М), твердые (Т). Абразивная

машинное масла, говяжий жир, канифоль,

способность алмазных паст в несколько раз

солидол, пчелиный воск, петролатумы, ски­

выше, чем у абразивных паст. Однако, при

пидар, керосин. Олеиновая и стеариновые

полировании

мягких

материалов

алмазные

кислоты выполняют функции химически ак­

зерна шаржируют обрабатываемые

поверхно­

тивных добавок, ПАВ и в некоторой степени

сти, что ухудшает их эксплуатационные свой­

смазок. Парафин, стеарин, вазелин, пчелиный

ства.

воск, петролатум создают требуемую вязкость

В табл. 2.3.10 приведены характеристики

и служат загустителями; пасты, масла, жиры,

алмазных паст. Наиболее распространенными

керосин,

скипидар,

олеиновая

кислота

абразивными пастами являются пасты Госу­

уменьшают поверхностную энергию материа­

дарственного оптического института (ГОИ). В

лов и облегчают условия диспергирования.

табл. 2.3.11 приведены составы паст ГОИ.

Керосин,

скипидар,

бензин,

дибутилфталат,

Среди суспензий на основе алмазных

этиленгликоль,

асидон,

глицерин,

изопен,

порошков для зеркальных поверхностей из­

касторовое, костное, веретенное масла служат

вестны суспензии, содержащие в качестве

растворителями и разбавителями в пастах. С

неабразивных

составляющих

глицерин и

увеличением

вязкости

пасты

шероховатость

шампунь, аминоспирты, которые не обеспе­

обработанной

поверхности

возрастает. Опти­

чивают высокой отражательной

способности

мальной

считают плотность

абразива

0,1-

и необходимой производительности процесса.

0,2 г/см^.

2.3.10. Характеристика алмазных паст

Важным

параметром

материалов

связок

абразивных паст является температура испа­

рения. При медленном испарении связки в

Зернистость

Концентрация алмазов

Цвет

составе абразива оказывается большое коли­

чество разрушенных и истративших свою

Нор­

Повы­

Высокая

пасты

режущую способность частиц, что приводит к

мальная

шенная

засаливанию

и

снижению

скорости

съема.

60/48

При слишком быстром испарении связки

40/28

8

20

40

Красный

происходит

преждевременное сбрасывание

работоспособных частиц с полировальника.

28/20

Учитывая, что процесс полирования аб­

20/14

разивными суспензиями

сопровождается

как

динамическим, так и физико-химическим

14/10

6

15

30

Голубой

воздействиями с помощью неабразивной сре­

10/7

ды, при ее подборе следует учитывать сле­

дующие основные требования:

7/5

1) необходимое и достаточное поверхно­

5/3

4

10

20

Зеленый

стное натяжение;

3/2

2) хорошую смазочную способность;

3) отсутствие окисления

обрабатываемой

2/1

поверхности в процессе обработки;

1/0

2

5

10

Желтый

4) экологическую чистоту.

Из

выпускаемых

отечественной про­

0,7/0,3

мышленностью абразивных составов наиболее

широко

распространены

мазеобразные

и

0,5/0,1

Пасты не

твердые составы на основе алмазных микро­

0,3/0

2

5

10

окраши­

порошков

и

окиси

хрома. Алмазные

пасты

0,1/0

ваются

выпускаются: смываемые водой (В) и органи­

ческими растворителями

(О), смываемые

во­

2.3.11. Составы паст ГОИ

Группа

Номер

Содержание, % (мае.)

паст

Окись

Силика­

Расщепленный Олеиновая

Двууглекислая

Керосин Стеарин

хрома

тель

жир

кислота

сода

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Грубые

50

86

2

5

-

-

2

5