Файл: Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие].pdf

126 ГЛ. 4. ОБДИРКА, ОПИЛИВАНИЕ И ОБКАТКА ШАРИКОВ

Среди ряда механических операций, проводимых при обра­ ботке шариков, данная операция сопровождается наиболее ин­ тенсивным процессом резания. В случае нарушения оптималь­ ных технологических режимов и применения некачественного инструмента опиливание способствует образованию в поверх­ ностном слое отдельных резов-царапин, микротрещин, вырывов металла и других дефектов, хотя заготовке придается более правильная сфера за счет полного съема облойных и полюс­ ных выступов и других погрешностей формы. Как показал мно­ голетний, производственный опыт, в процессе опиливания в большинстве случаев ухудшается шероховатость поверх­ ности шариков по сравнению с исходными штампованными за­ готовками.

Исследование выявило (рис. 43), что в процессе опиливания глубина дефектной зоны (h0), т. е. поверхностного слоя метал­ ла шарика, подвергнутого грубому механическому воздейст­ вию с образованием в нем дефектов типа трещин, глубоких ри­ сок, срезов, вырывов, вмятин от режущих кромок инструмента и т. п., в первые 3 ч работы (кривые 2—3) значительно возрас­ тает, что свидетельствует о периоде наиболее интенсивного ре­ зания. Далее кривые становятся пологими, т. е. происходит некоторое угасание интенсивности резания и установление ста­ бильного процесса. Некоторое исключение представляет кри­ вая 1, отображающая процесс резания наиболее острыми дис­ ками. Эксперименты подтвердили, что по мере притупления зубьев глубина дефектного слоя, замеренная на специально подготовленных шлифах с помощью микроскопа МИС-11, воз­ растает (кривая 3 в правой части графика рис. 43 идет выше, чем кривая 2).

Технологическая наследственность процесса опиливания, т. е. влияние этой операции на формирование конечных геомет­ рических и физико-механических характеристик обработанных шариков, заметно проявляется на последующей стадии обра­ ботки шариков—операции мягкого шлифования (рис. 44).

Из построенных графиков видно, что глубина дефектного слоя (hu), полученного при опиливании, наиболее быстро уда­ ляется в партии шариков, ранее обработанных острыми диска­ ми (кривая 1). Вторая партия, обработанная притупленными дисками, имеет большую глубину исходного дефектного слоя, который исправляется значительно медленнее (кривая 2). Уме­ стно заметить, что соответствующим образом изменяется и тру­ доемкость обработки.

В процессе операции опиливания применяется смазочно­ охлаждающая жидкость (СОЖ ), представляющая собой вод­ ный раствор кальцинированной соды (1—1,12%) и нитрита

натрия (0,2—0,3%), централизованная подача которой обычно осуществляется со скоростью 25—30 л/мин.

Следует отметить, что в практике шарикового производства вместо указанной операции опиливания применялась операция электромеханической обработки шариков, которая в настоя­ щее время используется весьма редко.

АНмм

0,Н

0,06

0,03

Физическая сущность этого метода обработки сырых сталь­ ных шариков заключается в использовании теплового действия трехфазного переменного тока промышленной частоты с при­ менением небольших усилий для электрической эрозии и меха­ нического снятия размягченного слоя металла с поверхности обрабатываемых деталей.

На базе шарикоопиловочного станка модели МШ-32 путем установки специального электрооборудования и создания но­ вой конструкции узла рабочих дисков была создана новая конструкция станка для электроспиливания шариков модели МШ-32ЭМ. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости при­ менялась обычная промышленная вода или 1%-ный содовой раствор.

Единственным преимуществом электромеханического метода обработки по сравнению со скоростным механическим опили­ ванием является увеличение съема со станка примерно в 3 ра­ за [19]. В то же время электромеханическая обработка сопро­ вождается чрезвычайно сильным труднопереносимым шумом (свыше 125 дб) и большой загазованностью. На поверхности

128 ГЛ. 4. ОБДИРКА, ОПИЛИВАНИЕ И ОБКАТКА ШАРИКОВ

шариков после этого метода обработки получаются вырывы глубиной до 0,07, а иногда и до 0,3 мм. Кроме того, на шариках образуется упрочненный слой (так называемая «пятнистая за­ калка»), В связи с этим после электромеханической обработки приходится производить дополнительную операцию высокого отпуска.

К недостаткам этого метода также относится очень высокая стоимость рабочих дисков и невозможность обработки мелких шариков.

Следовательно, учитывая вышеизложенное, операция элект­ роопиливания шариков малоэффективна, непрогрессивна и не­ перспективна. Хотя ввиду каких-то сложившихся обстоятельств эта операция используется отдельными заводами, она не най­ дет дальнейшего распространения.

Как указывалось ранее, в последнее время ВНИИПП [9] ре­ комендует к использованию новый технологический процесс предварительной обработки шариков—обкатку, которая может со временем заменить операцию опиливания. Представляя со­ бой процесс шлифования карбидными зернами, образовавши­ мися в чугуне во время термической обработки диска, она обеспечивает значительное увеличение производительности, а также улучшение качества обработки шариков по сравнению с операцией опиливания. Повышенная производительность про­ цесса обкатки шариков обусловлена применением специальных закаленных чугунных дисков, твердость которых намного пре­ вышает твердость шариков, а также использованием химиче­ ски активной смазочно-охлаждающей жидкости следующего состава: 1—2% олеиновой кислоты, 0,25—0,5% триэтанолами­ на и остальное — вода.

Способ приготовления ее следующий: олеиновая кислота, смешанная с триэтаноламином, разбавляется горячей водой, имеющей температуру 80—90°С, в пропорции 1:2 и заливается в бак с холодной водой. Данная жидкость применяется только для обкатки сырых незакаленных шариков и может подавать­ ся централизованно или индивидуально, но только непосредст­ венно в зону обработки. Важная роль в повышении производи­ тельности при обкатке принадлежит также применяемому в процессе обработки высокому давлению, которое при этом ме­ тоде достигает 25—30 т. В отличие от опиливания используе­ мые для обкатки диски не имеют нарезки (накатки) специаль­ ных зубьев, что позволяет значительно уменьшить глубину де­ фектного слоя у шариков, обработанных методом обкатки.

Следует отметить, что при проведении операции обкатки для обеспечения стабильного качества шариков необходимо обязательно выдерживать режимы выхаживания, т. е. сниже-