Файл: Лурье, Г. Б. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки учебник.pdf

ферромагнитное тело, помещенное в магнитное поле, меняет свои размеры. В преобразователях использует­ ся линейная магнитострикция — укорочение или удли­ нение тела в направлении силовых линий магнитного поля. Относительное удлинение тела имеет порядок Ю- 5 —10~s .в зависимости от свойств тела и напряжен­ ности магнитного поля. Магнитострикторы изготовляют­ ся из никеля, железо-кобальтовых и железо-алюминие­ вых сплавов. В технологических ультразвуковых уста­ новках получили применение пакетные шихтованные преобразователи с замкнутыми магнитопроводами. Из­ лучающая поверхность преобразователя имеет прямо­ угольное сечение.

Ультразвук представляет собой периодические меха­ нические упругие колебания с частотой, лежащей выше пределов слышимости •человеческого уха. Число колеба­ ний, совершаемое в 1 сек, называется частотой. Для технологических целей используются частоты в пределе от 16 до 30 кгц.

Колебания источника возбуждения, называемого пре­ образователем или вибратором, создают в окружающей среде упругие напряжения. Ультразвуковые волны в упругой среде распространяются как волны давления, причем частицы упругой среды движутся вдоль направ­ ления распространения.

Ультразвуковая очистка основана на использовании ряда явлений, возникающих в жидких средах при воз­ буждении в них интенсивных ультразвуковых колеба­ ний. Д л я очистки деталей необходимо преодолеть по­ верхностные силы, действие которых обусловливает за­ грязнение деталей. Для преодоления поверхностных сил очищаемые детали погружают в ванну, наполненную жидкостью, совершающей колебания под действием ультразвукового поля.

Находят применение следующие технологические про­ цессы ультразвуковой, очистки деталей: обезжиривание, удаление притирочных паст, различных механических загрязнений и др. Эффективная очистка происходит при применении жидкостей, обладающих высокими моющи­ ми свойствами.

Детали простой формы могут быть очищены и обез­ жирены на установках с рабочей частотой 20—25 кгц при акустической мощности до 1—2,5 кет. При очистке деталей сложной формы и глубоких глухих отверстий

А 88

применяют более высокие рабочие частоты. Качество

№

Г л а в а VII

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА АБРАЗИВНОЙ ДОВОДОЧНО-ПРИТИРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ

§ 47. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПРОЦЕССАХ

М е х а н п ч е с к и й п р о ц е с с при д о в о д к е. При доводке абразивные зерна помещаются между об­ рабатываемой поверхностью и притиром. Под воздейст­ вием давления и при взаимном перемещении притира и обрабатываемой поверхности будет происходить мнкрорезание — царапание, пластическое деформирование и истирание выступающих гребешков на обрабатывае­ мой поверхности'. Основную роль по снятию металла при механической доводке выполняют абразивные зерна, твердость которых выше твердости обрабатываемого ме­ талла. В зависимости от давления и размера зерен по­ следние внедряются в обрабатываемую поверхность на разную глубину. При весьма малой глубине внедрения происходят упругие деформации без образования стру­ жек. В этих случаях имеет место трение между абра­ зивными зернами и обрабатываемой поверхностью, в ре­ зультате которого происходит износ — истирание тон­ кого слоя на обрабатываемой поверхности. По данным 3, И. Кремень, переход от упругого к пластическому деформированию при обработке закаленной стали про­

зивных зерен может иметь место пластическое дефор­ мирование и смятие выступающих гребешков на обра­ батываемой поверхности. По данным 3. И. Кремень,

191

переход от пластического деформирования металла к образованию стружки происходит при относительной глубине внедрения зерна

± - > 0,5.

Р

При относительно большей глубине внедрения зерен может иметь место образование стружек.

Под воздействием механического процесса происхо­ дит также упрочнение поверхностного слоя — повыше­ ние микротвердости, возникновение остаточных сжимаю­ щих напряжений. Величина и глубина залегания оста­ точных напряжений определяются режимом обработки. Развитие процесса пластической деформации протекает в основном путем скольжения, т. е. перемещения от­ дельных частей кристалликов по определенным кри­ сталлографическим плоскостям. Можно представить, что процесс скольжения является движением одного слоя атомов относительно другого под действием деформи­ рующей силы. Скольжение начинается тогда, когда воз­ никают критические сдвигающие напряжения, достаточ­ ные для начала скольжения. Упругая деформация рас­ пространяется почти со скоростью звука. Для осуществ­ ления пластической деформации требуется время. По­ этому при больших скоростях деформации имеет место частичное протекание пластической деформации.

По данным И. М. Брозголь, при доводке роль пла­ стических деформаций, вызывающих течение металла, возрастает по сравнению со шлифованием. По ориен­ тировочным подсчетам при шлифовании на пластиче­ скую деформацию, вызывающую снятие стружки, тра­ тится только 20% общей работы шлифования. Осталь­ ные 80% затрачиваются на упругую и пластическую деформации. При доводке работа, затраченная на сня­

и при шлифовании, затрачивается на пластическую и упругую деформацию.

Х и м и ч е с к и е я в л е н и я п р и д о в о д к е . До­ водка — сложный процесс. Здесь помимо непосредст­ венно механической обработки имеют место химические явления и адсорбция, (которые могут происходить при соответствующем подборе рабочей среды. По данным акад. И. В. Гребенщикова, поверхность металла всегда

192

покрыта оксидной пленкой. Эта пленка кристалличе­ ская, она весьма прочна и снимается с поверхности ме­ талла с большим трудом. Под влиянием химического реагента (например, серы и других компонентов, входя­ щих в состав абразивно-доводочных смесей) на металле молено создать И более мягкие пленки, которые удаля­ ются даже сравнителмю мягкими абразивными порош­ ками (например, окисью хрома). Особенностью таких пленок является их способность притягивать к себе (ад­ сорбировать) тонкоизмельченные вещества и прочно их удерживать. Таким образом, сущность разработанного акад. И. В. Гребенщиковым метода доводки заключает­ ся в образовании на притираемой поверхности тончай­ шей мягкой пленки (например, сульфидной), обладаю­ щей большой адсорбционной способностью. Эта пленка адсорбирует на своей поверхности дисперсные частицы мягкого абразива (окиси хрома)-. Также адсорбционно эти частицы прилипают и к поверхности притира. Бла­ годаря разным скоростям движения заготовки и при­ тира пленка, покрывающая обрабатываемую поверх­ ность, срывается в тех местах, где притир близко под­ ходит к гребешкам, оставшимся после предварительной обработки.

Обнажившаяся поверхность металла под влиянием химического реагента вновь покрывается пленкой, ко­ торая снова срывается мягким абразивом и выступаю­ щие частицы на поверхности постепенно сглаживаются. Таким образом, при этом процессе первоначально ока­ зывается химическое воздействие, а затем механическое.

Работами акад. П. А. Ребиндера установлено влия­ ние адсорбции на механические свойства поверхностных слоев металла, при этом может происходить облегчение процесса доводки за счет:

образования и развития большого числа поверхност­ ных микротрещин под влиянием адсорбции поверхност­ но-активных веществ рабочей среды, при скалывании металла зона предразрушения может развиваться на известную глубину под поверхностью диспергируемого слоя;

облегчения пластического течения обрабатываемого металла без разрыва в наружных слоях, прилегающих к поверхности, в результате проникновения адсорбцион­ ных слоев вглубь металла по микрощелям вдоль пло­ скостей скольжения, своеобразное внутреннее смазоч-

ное действие облегчает течение металла п пластический сдвиг;

понижения коэффициента "внешнего трения, т. е. обычное смазывающее действие рабочей среды.

В процессе резания химически активные добавки и смазки жидкотекучн и тем самым, оказывая химическое и физико-химическое воздействие на металл, способству­ ют более равномерному распределению абразивных зе­ рен, а также выносу .из зоны "резания осколков абра­ зива и стружки. Время обработки зависит от добавки поверхностно-активных веществ, например, олеиновой пли стеариновой кислоты и др. Это объясняется изме­ нением толщины покрывающей .металл пленки и, следо­

т. е. чем длиннее углеродная цепочка, тем большее химическое воздействие оно оказывает на механические свойства металла.

Таким образом, доводка является процессом ком­ плексным и включает: пластическое течение микро­ рельефа обрабатываемой поверхности, резание абразив­ ными зернами или истирание тончайшего поверхностно­ го слоя, химическое воздействие поверхностно-активных веществ (стеариновой, олеиновой кислоты и др.) на об­ рабатываемую поверхность.

С п о с о б ы д о в о д к и . Существует несколько спо­ собов доводки:

притирами, предварительно шаржированными (внед­ ренными в их поверхность) абразивными порошками, при этом обращается внимание, чтобы абразивные ча­ стицы не растирались, а вдавливались в материал при­ тира. Этот способ обеспечивает высокую точность, но является более трудоемким. Шаржирование заключает­ ся во внедрении и достаточно прочном закреплении абразивных зерен в ферритных и графитных включе­ ниях на поверхности чугуна. Лучшие результаты по шаржированию достигаются, когда размеры зерен наи­ более близки к размерам ферритных и графитных вклю­ чений и при повышенной однородности зернового со­ става;

притирами, шаржирующимися абразивами в процес­ се работы, при этом абразивная суспензия подается периодически или непрерывно. При этом способе ма­ териал притира должен быть мягче обрабатываемого

194