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

или паза (рис. 20, о). Если'при обработке применяется два бруска, то ширина каждого из них должна превышать ширину канавки, при трех брусках — в момент нахождения одного из брусков над канавкой два других должны прилегать к изделию (рис. 20, б). При обработке разверток (рис. 20, в) под бруском должно нахо­

в контакте с бруском мень­ шее время, чем в средней части. Поэтому в средней части происходит более интенсивный съем металла, а это приво­ дит к образованию седлообразное™ на обрабатываемой поверх­ ности. Чтобы избежать этого и обеспечить равномерный съем по всей обрабатываемой. поверхности, рекомендуется в средней части брусков делать трапецеидальные, полукруглые и другого типа вырезы размером до 2/3 ширины бруска (рис. 21).

Крепление и правка брусков. Крепление брусков в инструмен­ тальных державках осуществляется в основном механическим способом (рис. 22).

Для получения стабильных результатов по съему металла и шероховатости обрабатываемой поверхности рекомендуется перед закреплением брусков проверить их твердость.

48

Рис. 20. Схема обработки деталей с пазами

Рис. 21. Различные формы рабочей поверхности брусков

Рис. 22. Конструкции державок для брусков

Одним из условий качественного суперфиниширования яв­ ляется тщательная приработка бруска по диаметру изделия, что обеспечивает равномерное распределение давления по рабочей

к налипанию металла на рабочую поверхность бруска и к пре­ кращению процесса суперфиниширования.

Наиболее распространенным способом правки брусков яв­ ляется способ, при котором осциллирующий брусок прижимается

Рис. 23. Способы правки: а — абразивных брусков (1— резцедержатель; 2 — державка с брусками; 3 — оправка с алмазом); б — алмазных брусков (1 — дер­ жавка; 2 — алмазный брусок; 3 — электроинструмент)

к поверхности медленно вращающейся детали. При таком режиме работы брусок быстро прирабатывается по форме детали. Для приработки обычно используют бракованные экземпляры деталей. Часто применяется способ приработки брусков по абразивной шкурке. Для этого крупнозернистая абразивная шкурка (зер­ нистость 16—25) накладывается на деталь и брусок прижимается к шкурке. Правка бруска осуществляется путем поворачивания детали вперед и назад.

Для подготовки брусков вне станка рекомендуется произво­ дить правку брусков алмазом, закрепленным в специальной оправке (рис. 23, а). Оправка устанавливается в центрах токар­ ного станка, а державка с брусками — в резцедержателе. Правка производится при медленном вращении алмаза и малой продоль­ ной подаче брусков.

Применяется также способ правки брусков с помощью специ­ альной оправки, имеющей алмазный слой. Радиус оправки дол­ жен быть равен радиусу обрабатываемой детали.

После приработки необходимо притупить острые кромки бруска и тщательно промыть его в охлаждающей жидкости.

50

Первоначальная приработка алмазных брусков так же, как

иабразивных, может производиться с помощью абразивной шкурки, которая прокладывается между брусками и деталью. Дальнейшая приработка ведется с помощью нанесенной на деталь абразивной пасты. Обработка производится без подачи смазочно­ охлаждающей жидкости. Окончательная приработка алмазных брусков производится на бракованных деталях до получения пол­ ного контакта бруска с поверхностью детали. Для приработки можно использовать абразивные микропорошки КЗ М40—КЗ М5

идр.

На Челябинском тракторном заводе 130] разработан электро­ эрозионный метод профилирования алмазных брусков на метал­ лической связке. Профилирование брусков производится на электроэрозионном копировально-прошивочном станке по схеме, изо­ браженной на рис. 23, б.

Державка 1 с алмазными брусками 2 устанавливается на столе станка. Электроинструмент 3 закрепляется в шпиндельной го­ ловке станка и совершает вращательное и поступательное движе­

10. Выбор режима суперфиниширования

Режим обработки при суперфинишировании определяется:

1)окружной скоростью изделия;

2)скоростью колебательного движения бруска;

3)скоростью продольной подачи бруска или изделия;

4)удельным, давлением рабочей поверхности бруска на обра­

батываемую поверхность изделия.

Наибольшее значение на производительность и качество по­ верхности при суперфинишировании оказывает траектория дви­ жения абразивных зерен по обрабатываемой поверхности, харак­ теризующаяся углом сетки рисок а [см. рис. 1 и формулу (2)].

Наибольшая режущая способность абразивного бруска, а сле­ довательно, быстрое снятие припуска и удаление следов пред­ шествующей обработки наблюдается при угле сетки а — 30 50°. При больших окружных скоростях изделия и соответственно боль­ шом угле сетки а = 65 н- 85° резания почти не наблюдается — происходит полирование поверхности изделия.

Зависимость угла сетки а от скорости изделия ѵп и скорости колебания бруска ѵб приведена на рис. 24.

Практически установлено, что высокое качество поверхности и наименьшее время обработки изделия одним бруском дости­ гается при ступенчатом процессе, который характеризуется уве­ личением угла сетки а в' процессе обработки.

Изменение режима обработки производится путем увеличения числа оборотов изделия в конце процесса в четыре—шесть раз припостоянном числе колебании брусков.

Кинематика современных суперфинишных станков обеспе­ чивает проведение процесса обработки в автоматическом цикле на двух режимах: черновом и чистовом.

При черновом режиме происходит снятие припуска и обеспе­ чивается исправление геометрической формы поверхности изде­ лия, а при чистовом — получение высокого класса чистоты поверхности. Окружная скорость изделия при черновом режиме составляет 0,13—0,33 м/с, при чистовом — 0,66—1,32 м/с. Время

ѵи, м/с

Рис. 24. Зависимость угла сетки а от скорости из­ делия ѵн и скорости бруска vq

обработки на первом и втором режимах устанавливается опыт­

ным путем.

Увеличение числа колебаний брусков при постоянстве всех остальных факторов режима обработки приводит к повышению съема металла и сокращению времени обработки. Так, при уве­ личении числа колебаний с 500—600 до 2600 дв. ход/мин тру­ доемкость обработки снижается на 25—50% [19]. Увеличение размаха колебания брусков приводит к увеличению шерохова­ тости поверхности. Практически число колебания брусков со­ ставляет 1500—2000 дв. ход/мин при размахе колебания 1,5— Змм. При обработке очень мягких материалов число колебаний сни­ жается до 1000 дв. ход/мин.

Продольная подача абразивного бруска вызывает изменение траектории движения абразивных зерен, что способствует уве­ личению съема металла в единицу времени, улучшению качества обработки и сокращает время обработки. Скорость продольной подачи обычно выбирается в пределах от 0,005 до 0,034 м/с.

Точность формы в продольном сечении детали при суперфи­ нишировании в центрах или при бесцентровой обработке вреза­ нием зависит от наличия выхода (выбега) бруска за край обра­

52

батываемой поверхности, а также от соотношения между длиной бруска и величиной выбега. При суперфинишировании с малыми перебегами или без них образуется седлообразность поверхности. Получение прямолинейной поверхности детали достигается при величине перебега примерно равной 0,25—0,3 длины бруска. Меньшая величина перебега бруска приводит к образованию вогнутой поверхности, большая длина — к заваливанию кромок.

Удельное давление бруска на изделие определяет интенсив­ ность процесса обработки. С повышением давления (до определен­ ного предела) съем металла увеличивается, чистота поверхности улучшается. При дальнейшем увеличении давления съем металла может уменьшаться, а чистота поверхности при этом ухудшается. Кроме того, при больших давлениях происходит налипание ме­ талла на рабочую поверхность бруска (засаливание), что приводит к прекращению резания, а нередко и к образованию рисок на об­ рабатываемой поверхности. Величина удельного давления выби­ рается в зависимости от обрабатываемого материала и его твер­ дости.

Удельное давление при суперфинишировании стали находится в пределах 0,14—0,45 МПа (1,4—4,5 кгс/см2), а при обработке очень твердых материалов оно может достигать 0,6—0,8 МПа (6—8 кгс/см2). При суперфинишировании серого чугуна удельное давление находится в пределах 0,14—0,25МПа (1,4—2,5 кгс/см2), цветных металлов 0,1—0,2МПа (1—2 кгс/см2), легких металлов

0,03—0,05 МПа (0,3—0,5 кгс/см2).

Машинное время обработки при суперфинишировании зависит от большого числа факторов: размеров обрабатываемого'изделия, материала изделия и его твердости, величины снимаемого при­ пуска, числа двойных ходов бруска и его характеристики, тре­ буемой чистоты поверхности изделия. Поэтому время обработки для каждого конкретного изделия устанавливается опытным путем.

Выбор оптимальной характеристики бруска и режимов супер­ финиширования наиболее правильно можно произвести только в процессе отладки операции на конкретном изделии. При эксплуа­ тации новой партии брусков также необходимо проводить проб­ ную обработку деталей, так как абразивные бруски одной и той же характеристики, но изготовленные на различных заводах, могут отличатся по своим рабочим свойствам. При правильно выбран­ ной характеристике абразивного бруска на окружной скорости 0,13—0,25 м/с должно происходить непрерывное резание металла; обрабатываемая поверхность при этом остается матовой, а охлаж­ дающая жидкость слегка чернеет. При окружной скорости изде­ лия 0,8—1 м/с резание практически прекращается, брусок поли­ рует изделие — обработанная поверхность приобретает зеркаль­ ный блеск.

Если выбран слишком мягкий брусок, то его зерна будут быстро выкрашиваться, не производя съема металла. При боль­

53

шом износе брускаохлаждающая жидкость становится серой. Слишком твердый абразивный брусок сразу же начинает поли­ ровать поверхность, не удалив следы предшествующей обработки.

11. Смазочно-охлаждающая жидкость

Суперфиниширование, как правило, производится с обильным поливом смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), подача ко: торой осуществляется так, чтобы вращающееся изделие затяги­ вало бы ее под брусок. Применяемая при суперфинишировании жидкость должна удалять частицы срезанного металла и выкро­ шившиеся из бруска абразивные зерна, очищая тем самым рабо­ чую поверхность бруска, создавать поверхностную пленку, пре­ пятствующую налипанию стружки на абразивные зерна, а также обеспечивать оптимальное засаливание бруска, необходимое при чистовомрежиме суперфиниширования.

Состав и область применения смазочно-охлаждающей жидкости приведены в табл. 12.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости при суперфи­ нишировании в большинстве случаев применяют смесь керосина (85%) с индустриальным 20 или турбинным 22П маслом (15%).

Для получения лучшей чистоты поверхности в составе жидкости увеличивают процентное содержание масла. В этом случае измель­ ченные абразивные зерна вымываются из-под бруска не так интен­ сивно. Они заполняют поры бруска и образуют на его рабочей поверхности тонкозернистый абразивный слой, который затруд­ няет резание и способствует получению более чистой поверхности.

При уменьшении количества масла, т. е. с уменьшением вяз­ кости смазочно-охлаждающей жидкости, увеличивается способ­ ность жидкости вымывать зерна и мельчайшую стружку из-под бруска, что увеличивает режущую способность бруска и одно­ временно ухудшает чистоту поверхности. Добавление в состав жидкости 3% олеиновой кислоты в ряде случаев предотвращает налипание металла на рабочую поверхность бруска. Кроме того, при обработке закаленной стали с введением в смазочно-охлаж­ дающую жидкость олеиновой кислоты наблюдается некоторое увеличение съема металла и уменьшение износа бруска.

При обработке нержавеющих сталей, жаропрочных и алюми­ ниевых сплавов, а также бронзы рекомендуется [14] применять масло (например, индустриальное 20 или турбинное 22П) с до­ бавлением 3—5% олеиновой кислоты. Использование масла в ка­ честве смазочно-охлаждающей жидкости резко уменьшает вероят- -ность налипания металла и способствует повышению чистоты обработанной поверхности.

Смазочно-охлаждающие жидкости на основе керосина имеют ряд серьезных недостатков: они дороги, огнеопасны, вредны для здоровья рабочих и загрязняют рабочее место. Поэтому для замены керосина при суперфинишировании стальных закаленных дета-

54