Файл: Мазальский, В. Н. Суперфинишные станки.pdf

речного смещения и колебания изделий, так как они контакти­ руют с цилиндрическим изделием по пространственной кривой. Эти валки профилируются так, чтобы был обеспечен непрерывный пространственный контакт с отдельным изделием и группой изделий, что в свою очередь обеспечивает устойчивое транспор­ тирование изделий во время обработки.

Теоретическая поверхность валка близка по форме поверхности однополостного гиперболоида вращения, но в отличии от послед­ него выполняется с учетом диаметра обрабатываемой детали и поэтому имеет меньшую кривизну поверхности. Валки исполь­ зуются для определенного, но достаточно широкого диапазона диаметров изделий. Расчет формы рабочей поверхности валков для диапазона диаметров производится по среднему диаметру диапазона.

При обработке конических роликов напроход, подающие валки устанавливаются горизонтально. Поверхность валков имеет кони­ ческую винтовую нарезку, что обеспечивает нахождение, всех образующих конических поверхностей роликов на одной общей горизонтальной прямой параллельно плоскости осциллирования бруска. Шаг винтовой нарезки валка выполняется равным длине ролика. При этом необходимо иметь в виду, что при продольной подаче в процессе суперфиниширования большой диаметр ролика проходит под брусками, приработанными по усредненному диа­ метру, что приводит к неравномерному съему припуска с кони­ ческой поверхности, т. е. к завалу большого диаметра детали до

0,005 мм.

При суперфинишировании выпуклой (бомбинированной) по­ верхности качения цилиндрических роликов траекторией движе­ ния центра ролика является окружность, концентричная окруж­ ности выпуклости. Поэтому форма рабочей поверхности валка зависит, от величины радиуса выпуклости. При относительно небольших радиусах выпуклости (R = 500-М000 мм) на валках заданной длины может разместиться несколько волн, при больших радиусах выпуклости (R = 10 000 мм) — одна волна.

Бесцентровое суперфиниширование деталей напроход по сравнению с суперфинишированием в центрах имеет следующие основные преимущества:

1) высокая производительность процесса за счет применения больших скоростей подач и сокращения времени загрузки и вы­ грузки деталей;

2) возможность обработки деталей малого диаметра и большой длины.

При бесцентровой обработке врезанием изделия базируются на двух цилиндрических валках, установленных горизонтально (рис. 6). Рабочие поверхности валков выполняются по форме

15

ными скоростями вращения. Первоначально изделие вращается с низкой окружной скоростью (черновой режим), а затем через определенное время окружная скорость автоматически повы­ шается в четыре—шесть раз (чистовой режим). Время обработки на черновом и чистовом режимах устанавливается с помощью реле времени в зависимости от величины снимаемого припуска и требуемой чистоты поверхности. Абразивный брусок в боль­ шинстве случаев кроме осциллирующего движения имеет медлен­ ное продольное перемещение (подачу) вдоль обрабатываемой поверхности.

Бесцентровые суперфинишные станки, работающие способом врезания, предназначены для обработки цилиндрических дета-

Рпс. 6. Схемы бесцентровой обработки врезанием: а — де­ талей с буртами; б —конических роликов с выпуклой поверхностью качения; в — бочкообразных роликов

лей с буртами: клапанов, золотников, толкателей, крестовин и других подобных деталей, обработка которых напроход невоз­ можна. Этим способом можно обрабатывать также цилиндрические и конические ролики как с прямолинейной образующей, так и с выпуклой поверхностью качения (рис. 6, б).

Сущность метода суперфиниширования конических роликов с выпуклой поверхностью качения заключается в том, что равно­ мерный съем металла по всей обрабатываемой поверхности ролика достигается определенной величиной выхода бруска за торцы ролика при продольной подаче осциллирующего бруска. Абразив-' ный брусок предварительно прирабатывается по форме ролика. Длина бруска равна примерно 2/3 длины обрабатываемой поверх­ ности ролика.

Рабочая поверхность валков выполняется так,, чтобы образую­ щая конического ролика располагалась параллельно плоскости осциллирующего бруска, а высшая точка выпуклости находилась на середине ролика. Устойчивое положение ролика на валках во время обработки обеспечивается тем, что ролик контактирует с валками только в двух крайних точках. Между вершиной вы­ пуклости ролика-ці валками должен быть обеспечен зазор.

При обработке бочкообразных роликов (рис. 6, в) абразивный брусок кроме осциллирования совершает дополнительное качательное движение.

16

в мм (величина перебега I принимается в. пределах 2—3 мм). Обработка конических торцовых поверхностей (рис. 8, г) про­

изводится абразивным бруском, установленным так, что напра­ вление осциллпровання его параллельно образующей конуса. Этот способ применяется при окончательной обработке поверх­ ностей дисков сцепления, тормозных муфт, торцовых поверхностей клапанов, толкателей и т. д.

Суперфиниширование желобов колец шарикоподшипников. Точ­ ность и долговечность подшипников качения зависят в основном от точности геометрической формы и шероховатости беговых дорожек колец и тел качения. Беговые дорожки радиальных и радиальноупорных шарикоподшипников име­ ют тороидальную (желобчатую)

поверхность. Для обеспечения вы­ сокой геометрической точности желобов при производстве подшип­ ников качения классов точности А, С и выше применяется супер­ финиширование желобов.

При суперфинишировании же­ лобов абразивный брусок совер­ шает колебательное движение вокруг оси, примерно совпадающей

с центром профильной дуги желоба кольца, вращающегося во­ круг своей оси (рис. 9).

На геометрическую точность формы желоба большое влияние оказывает способ зажима кольца. Зажимные приспособления с радиально-действующими зажимными усилиями деформируют кольцо, искажая его форму. При снятии зажимных усилий кольцо

няется.

В более совершенных зажимных приспособлениях зажим кольца производится в осевом направлении, при этом полностью исключаются радиальные деформации кольца или желоба. Центри­ рование колец в таких устройствах осуществляется путем выве­ шивания кольца на струе сжатого воздуха.

Обрабатываемое кольцо 2 устанавливается на оправку 1 (внутреннее) или во втулку (наружное кольцо). Через радиальные отверстия в зазор между посадочной поверхностью кольца и центрирующей поверхностью втулки или оправки подается сжа­ тый воздух под давлением 0,3—0,4 МПа (3—4 кгс/см2). Под дей­ ствием сжатого воздуха кольцо поднимается и точно устанавли­ вается по центру, после чего зажимается в осевом направлении с помощью быстросъемной шайбы 3 и тяги 4 (рис. 10).

18

Центрирование колец может осуществляться также на жестких опорах. Прижим и вращение кольца в этом случае осуществляется электромагнитным патроном.

Суперфиниширование шеек коленчатых валов. Суперфиниши­ рование шеек коленчатых валов может осуществляться двумя способами. При первом способе инструмен­ тальные головки для обработки шатунных шеек совершают движение при помощи двух эталонных валов — мастер-валов (рис. 11, а)\ при втором способе инструментальные го­ ловки для обработки шатунных шеек при­ водятся в движение обрабатываемым валом

(рис. 11, б).

Инструментальные головки подвешены шарнирно и уравновешиваются пружинами. При вращении вала инструментальные го­ ловки, охватывающие коренные шейки, ос­ таются неподвижными, а головки, охваты­ вающие шатунные шейки, «следят» за их пе­ ремещением.

При обработке с мастер-валом несовпадение шатунных шеек по углу в мастер-валах и обрабатываемом коленчатом вале вызы­ вает неравномерный прижим брусков к обрабатываемой поверх-

Рис. 11. Суперфиниширование шеек коленчатых валов: а — об­ работка с помощью мастер-валов {1 — два мастер-вала; 2 — инструментальная головка; 3 — обрабатываемый вал); б — об­ работка без мастер-вала

ности шеек, неравномерный съем припуска и, следовательно, ухудшение геометрической формы поверхности шеек. Усилия прижима брусков направлены в одну сторону, что приводит к деформации вала.

При обработке по второму способу эти недостатки отсутствуют.

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала обрабаты­ ваются одновременно методом врезания. Обработка по первому способу производится одним-двумя брусками, при обработке по второму способу используются три-четыре бруска, т. е. обра­ ботка производится в обхват. В отличие от обработки наружных круглых поверхностей в этом случае осциллирование задается не инструменту, а обрабатываемому валу. Обработка вала про­ изводится на черновом и чистовом режимах при постоянной или переменной скорости осциллирования вала.

3. Новые направления в области суперфиниширования

В последнее время в СССР и за рубежом проводятся работы по изысканию способов расширения возможностей и повышения производительности процесса суперфиниширования. Новыми на­ правлениями в этих работах является применение при суперфини­ шировании электрохимиче­ ских методов обработки и ультразвуковых колебаний.

ствием анодно-поляризующего электрического тока.

Схема электрохимического суперфиниширования показана на рис. 12. К вращающемуся обрабатываемому изделию (аноду)

спомощью подпружиненных графитовых щеток, которые устана­ вливаются на необрабатываемой части изделия, подводится поло­ жительный полюс источника тока. Инструмент (катод) соединяется

сотрицательным полюсом. Во время обработки в рабочую зону непрерывно подается электролит. Подача электролита произво­

дится через отверстия в щатоде. Величина зазора между деталью и катодом 0,1—0,5 мм.

Электрохимическое растворение металла в зависимости от соста­ ва электролита может осуществляться непрерывно или с образо­ ванием пленки на обрабатываемой поверхности анода — изделия.

20