Файл: Сагарда А.А. Алмазно-абразивная обработка деталей машин.pdf

чистоты поверхности 8-й, конусность и овальность не более 0,012 мм. Предварительная операция — тонкая расточка, после которой обеспечивается получение 6—7-го класса чистоты поверхности.

До внедрения брусков из синтетических алмазов на ука­ занных заводах применяли бруски из природных алмазов на связке Ml 100%-ной концентрации, которые изготавли­ вали для ВТЗ на Московском комбинате твердых сплавов, а для Харьковского моторостроительного завода «Серп и Молот» — на Томилинском заводе алмазных инструментов. Бруски из синтетических алмазов были изготовлены Опыт­ ным заводом Института сверхтвердых материалов на метал­ лической связке Ml при той же концентрации алмазов. Обработку шатунов производили на двухшпиндельных че­ тырехпозиционных вертикально-хонинговальных станках «Наумбург» (ГДР) модели SZSMR 2 X 125 X 315. Станки снабжены трехместными приспособлениями для установки шатунов. Обработка производится при жестком закрепле­ нии инструмента и плавающей детали.

Для проведения испытаний на ВТЗ были изготовлены бруски из синтетических алмазов зернистостью ACM 40/28 взамен ранее применявшихся брусков из природных алма­ зов зернистостью AM 40/28, для Харьковского моторострои­ тельного завода «Серп и Молот» — зернистостью АСР 50/40 и ACM 40/28 вместо брусков из природных алмазов зерни­ стостью А 50/40. В табл. 18 приведены режимы хонингова­ ния брусками из синтетических и природных алмазов.

126

В результате применения синтетических алмазов вме­ сто природных при хонинговании сталей 40Х и 45Х стой­ кость комплекта брусков повысилась в 1,2—2 раза и удель­ ный расход алмазов снизился в 1,6—1,8 раза. Благодаря повышению зернистости и увеличению скорости вращатель­ ного движения при одновременном снижении давления про­ изводительность процесса увеличилась на 64%. В случае применения синтетических алмазов той же зернистости про­ изводительность также повышается.

На Свердловском турбомоторном заводе внедрены про­ цессы алмазного хонингования шатунов из термоулучшенной стали 18Х2Н4ВА (НВ 321—363) вместо абразивного хонин­ гования брусками КЗМ28СМ2К. Предварительная опера­ ция — шлифование. Требуемый класс чистоты поверхно­ сти 8-й, конусность и овальность не более 0,01 мм.

Для испытаний были изготовлены бруски 100%-ной кон­ центрации с алмазами повышенной прочности зернистостью АСР 40/28 — АСР 50/40, с алмазами высокой прочности зернистостью АСВ 50/40 на новых металлосиликатных связках.

Наилучшие результаты в процессе обработки термоулуч­ шенной стали получены при использовании брусков с ал­ мазами высокой прочности на металлосиликатной связке МС2: стойкость брусков (припуск 0,01 мм) составляет более 10 тыс. отверстий. Производительность повысилась в 2 ра­ за за счет повышения зернистости.

Хонингование деталей из закаленной стали. Испытания проводились на Горьковском автомобильном заводе при хо­ нинговании блоков шестерен коробки передач автомобиля М-21 «Волга». Материал блоков — сталь 38ХА (HRC 48 —

53). Диаметр обрабатываемого отверстия 28,575+0’025 мм, длина 167 мм.

Чернота и забоины на хонингованной поверхности не допускаются. Овальность и конусность не более 0,012 мм, отклонение от концентричности не более0,02мм. Эксцентрич­ ность каждого зубчатого венца относительно центрального отверстия не более 0,07 мм. Чистота поверхности не ниже 9-го класса. Глубина цианированного слоя не менее 0,18лш.

По действующей технологии после термообработки про­ изводилось шлифование центрального отверстия блоков на внутришлифовальных станках фирмы «Хилд» одновременно с двух сторон. Деталь устанавливалась в кулачках, за уста­ новочную базу принимались венцы г = 15 и z = 29. Режим

127

Разжим ручной.

По новому процессу предусматривалось двухкратное хонингование напроход алмазными брусками.

Испытания производили на станке модели ОФ-14А, ко­ торый имеет две независимые шпиндельные головки, снаб­ женные отдельными гидроприводами. Разжим брусков осу­ ществляется раздельно. Схема активного контроля в про­ цессе обработки заводом не предусмотрена. Регулировка времени работы каждой головки и подъем ее в нерабочее положение осуществляется с помощью реле времени.

В результате замены внутреннего шлифования с после­ дующим хонингованием с двух сторон двукратным хонин­ гованием напроход брусками из синтетических алмазов зна­ чительно увеличилась производительность, улучшилась геометрическая форма отверстия, повысилась чистота обра­ ботанной поверхности, были созданы благоприятные усло­ вия для автоматизации данного процесса, повысилась про­ изводительность процесса в 2,2 раза. За счет меньшего съема цианированного слоя обработанная поверхность име­ ет более высокую твердость, вследствие чего срок службы блоков шестерен повысился на 15%.

Полученная стойкость алмазных брусков на связке Ml на операции чернового хонингования оказалась низкой -(150 отверстий на комплект). С целью ее повышения лабора­ торией технологии алмазного инструмента Института сверх­ твердых материалов были разработаны новые металлосили­ катные связки МСЗ и МС15, проведены их промышленные испытания и внедрение.

В процессе испытаний сравнивали геометрическую форму отверстия деталей, обработанных по старой и новой тех­ нологии. Замеры производили после внутреннего шлифова­ ния и после чернового алмазного хонингования.

После алмазного хонингования напроход эксцентрич­ ность находится в пределах 0,05 мм, причем 18% деталей имеют эксцентричность, равную 0,01, 27% — 0,02, 32% — 0,03, 10% — 0,04, 5% — 0,05 мм, а после обработки по действующей технологии эксцентричность колеблется

128

в пределах 0,03—0,1 мм, у 12% деталей эксцентричность вы­ ше допустимой. Овальность в обоих случаях не превышает допустимого предела, однако при алмазном хонинговании она равна примерно 0,01 мм, а при внутреннем шлифова­ нии —0,004—0,02 мм. Конусность после алмазного хонин­ гования 0,006—0,018 мм, а после абразивного шлифова­ ния —0,003 —0,023 мм.

В настоящее время на поточной линии блоков шестерен применяют только инструмент из синтетических алмазов.

Хонингование деталей из закаленных чугунов. Разра­ ботка процесса алмазного хонингования деталей из зака­ ленных чугунов, в частности тракторных и автомобиль­ ных гильз, имеет большое народнохозяйственное значе­ ние.

Гильзы необходимо выпускать с овальностью и конусно­ стью "не более 0,02 мм и чистотой поверхности не ниже 9-го класса. Однако при обычном абразивном хонинговании та­ кую точность геометрической формы отверстий и стабиль­ ную чистоту поверхности получить очень трудно.

Как показали многочисленные измерения, при обычном хонинговании размеры только 30—40% гильз соответствуют допускаемым пределам по овальности и конусности, а чисто­ та поверхности не ниже 8—9-го класса.

При замене обычных абразивных брусков алмазными количество годных гильз с овальностью и конусностью 0,02 мм увеличивается до 90—95%, шероховатость поверх­ ности соответствует 96 — 9в классу..

Если припуск составляет 0,2 мм, абразивное хонинго­ вание производят за четыре перехода брусками: К312СТ1К,

К38СТ1К, К36СТ1К, КЗМ20СМ1К.

В ходе длительных испытаний брусков с алмазами мар­ ки АСР и АСВ на связке Ml при обработке указанных гильз из закаленного чугуна положительные результаты по стойкости и производительности не были получены. Инсти­ тутом сверхтвердых материалов проведены промышленные испытания крупнозернистых алмазных брусков напористой металлической связке МП2 при обработке закаленных чу­ гунных тракторных гильз на основных заводах страны, из­ готовляющих гильзы. Испытания проводили с целью вы­ бора оптимальной марки синтетических алмазов (АСВ, АСК, АСС) и определения эффективности внедрения процесса ал­ мазной обработки вместо существующих методов хонинго­ вания абразивными брусками и алмазными брусками из

природных и синтетических алмазов марки АСВ на серий­ ных связках Ml и Ml/Cu.

Испытания проводили в процессе чернового хонингова­ ния гильз (припуск 0,10—0,20 мм) при следующих режи­ мах: скорость вращательного движения с/вр = 60 -т- 80 м!мин\ скорость возвратно-поступательного движения

ѵв,п = 15-т- 20 м/мин, удельное давление Р = 10 кГІсм2 (при абразивном хонинговании) и Р = 15 — 20 кГ/см2 (при ал­ мазном хонинговании). СОЖ — керосин.

Основными показателями эффективности процесса яв­ ляются удельный расход алмазов в мгіг, производитель­ ность в мм3/мин и класс чистоты обработанной поверх­ ности.

Результаты испытаний приведены в табл. 19. Как вид­ но из таблицы, в результате применения металлической по­ ристой связки МП2 по сравнению с серийной связкой Ml удельный расход алмазов АСК и АСС снижается в 4—5 раз. С повышением зернистости брусков от АСК 315/250 до АСК 500/400 производительность возрастает на 30%, а удель­ ный расход снижается в 1,5 раза. Стойкость брусков на связке МП2 с алмазоносным слоем толщиной 1,5 мм и оп­ тимальными марками алмазов в 100—200 раз выше стой­ кости абразивных брусков, в 3—6 раз выше стойкости брусков из природных алмазов на связке Ml/Cu.

В случае применения крупнозернистых брусков на связ­ ке МП2 производительность процесса чернового хонинго­ вания гильз повышается в 1,2—2,0 раза по сравнению с производительностью обработки абразивными брусками, по сравнению с брусками из природных алмазов — в 1,2— 1,3 раза. Чистота поверхности при использовании брусков на связке МП2 при равной зернистости и марке алмазов на один класс выше в результате более прочного закрепления алмазных зерен.

В условиях Дарницкого ремонтного завода «Укрсельхозтехники» проведены исследования с целью выяснения воз­ можности съема повышенных припусков крупнозернисты­ ми брусками. Установлено, что при использовании брусков зернистостью АСК 400/315 — АСК 630/500 можно получить съем до 0,6—1,0 мм за 1—2 мин машинного времени. Это расширяет область применения процесса хонингования и, в частности, позволяет использовать его вместо операций расточки и шлифования как в условиях ремонтных заводов, так и в условиях заводов, на которых изготавливают гильзы.

130