Отделочная обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей

Рис 23 – Приемы полирования абразивным полотном

2.11 Отделка наружных поверхностей

Значительное снижение шероховатости поверхности без одновременного повышения ее точности достигается полированием. При тщательной подготовке поверхности резцом, грубым полированием (с применением грубого абразивного полотна зернистостью № 6, 5 или 4 или среднего — зернистостью № 3 и 2) можно довести шероховатость до V7—V8, а, применяя полотна (шкурки) мелкие и отделочные (№ 1, 0, 00, 000), добиваться шероховатости /10—V11. Полирование обычно ведется с помощью деревянных жимков, охватывающих деталь и прижимающих полотно к ее поверхности (рис. 23, а). Можно вести полирование также по схемам, показанным на рис. 23, б и в. В первом случае деталь, как и в жимках, охватывается лентой абразивного полотна 2. Во втором случае имеет место касание детали по меньшей дуге окружности и нагрев ее уменьшается. Зажимается лента в резцедержателе 4 болтами 5 с помощью державок 1 и зажимной планки 3. Натяжение ленты, а также перемещение ее вдоль оси детали осуществляется соответствующими рукоятками суппорта.

Полирование производится при быстро вращающейся детали (60—70 м/мин). Деталь иногда значительно нагревается, особенно когда применяется жимок. Поэтому необходимо внимательно следить за задним центром, постоянно смазывать его и время от времени проверять, насколько туго он зажат. Слишком сильный нажим центра при ручных работах допускать нельзя.

Для предохранения станка от абразивной пыли необходимо тщательно накрывать направляющие станины плотной тканью.

Рис 24 – Схема обкатывания роликом (а), обкатники с тарированными пружинами для обкатывания шаром (б) и роликом (в) и раскатник с двумя шарами (г)

Более совершенным методом, доступным к применению на любом токарном станке и получившим в последнее время большое распространение, является метод обкатывания цилиндрических (а также торцовых) поверхностей роликами (рис. 24, а) или шарами. Роликовые или шариковые обкатники типа показанных на рис. 24, б и в закрепляются в резцедержателе аналогично резцам, а раскатники типа, показанного на рис. 24, г, с помощью державки с конусным хвостом — в пиноли задней бабки или то же в резцедержателе. С целью устранения влияния на качество обработки обкатыванием неточности формы предварительно обточенной заготовки поджатие ролика или шара к обрабатываемой поверхности осуществляется через тарированную пружину. В результате обкатывание практически не изменяет форму обрабатываемой заготовки, а размер уменьшается при обработке наружных поверхностей (и увеличивается при раскатывании внутренних) в незначительных пределах, как правило, не превышающих 0,01—0,015 мм. Сущность процесса обкатывания состоит в том, что поджимаемый с определенным усилием к обрабатываемой поверхности ролик или шар вдавливается в поверхностый слой металла заготовки и, перемещаясь относительно нее, пластически деформирует полученные после точения неровности, в результате чего происходит их выглаживание — шероховатость поверхности уменьшается и одновременно поверхностный слой упрочняется. За один проход шероховатость исходной поверхности может быть снижена на дватри класса, а микротвердость повышена по сравнению с исходной на 25—40%.

Другими достоинствами процесса обкатывания по сравнению с обработкой резанием является сохранение целостности волокон металла, отсутствие шаржирования (введения) в поверхностный слой инородных абразивных частиц, что имеет место после полирования или притирки, возможность использования в качестве инструмента высококачественных дешевых покупных шаров и др.

Однако все эти преимущества способа обкатывания роликами и шарами достигаются лишь при условии выбора и применения правильного режима. От выбранных значений параметров режима — усилия обкатывания (раскатывания), подачи и числа проходов — зависят шероховатость поверхности, степень упрочнения, физические свойства металла, а также производительность обработки. Усилие обкатывания должно быть тем больше, чем менее пластичен обкатываемый материал, чем выше шероховатость и волнистость исходной поверхности, чем выше требования к шероховатости детали, чем больше радиус сферы, ролика или шара, чем больше подача и скорость при обкатывании и чем меньше число проходов.

Усилие обкатывания может быть определено методом пробных проходов, который состоит в том, что на небольших по длине участках (15—20 мм) заготовки или на специальном образце производится обкатывание с последовательно и постепенно возрастающим усилием, пока заданные требования не будут достигнуты.

Подача влияет главным образом на шероховатость, образующуюся при обкатывании поверхности. Значения величин подач, обеспечивающих требуемый класс шероховатости в зависимости от исходной шероховатости, диаметра и количества шаров, приведены в табл. 25.

Число проходов сравнительно мало сказывается на качественных показателях чистовой обработки обкатыванием. Лишь второй проход может улучшить шероховатость поверхности в пределах одного класса. Поскольку обкатывание (раскатывание) даже за два прохода резко снижает производительность обработки, необходимо во всех случаях стремиться установить такой режим, при котором требуемый размер, шероховатость поверхности или упрочнение будут достигнуты за один проход. Второй проход неизбежен, как правило, лишь при грубой и неоднородной исходной шероховатости поверхности.

Изменение размера при обкатывании столь незначительно, что припуск можно не оставлять. Однако при обработке деталей малых диаметров, а также высокоточных деталей необходимо учитывать изменение размеров, используя данные, приведенные в специальной литературе.

Таблица 25 – Величина подачи при обкатывании и ракатывании в зависимости от исходной и требуемой шероховатости, диаметра и числа шаров

Отделочная обработка наружных цилиндрических поверхностей может также осуществляться на токарных станках следующими методами.

1. Метод тонкого точения. Он может применяться при большой жесткости системы СПИД и ведется на высоких скоростях резания — до 300 м/мин при обработке стали и чугуна и до 500 м/мин, а иногда и выше, при обработке цветных сплавов, при малых подачах от 0,01 до 0,06 мм/об и малой глубине резания — 0,01—0,3 мм. Для обработки стали и чугуна используются твердосплавные резцы, а для обработки цветных сплавов — алмазные 1. Обеспечивается точность до 1-го класса, шероховатость — до /11.

Проходной резец сборной конструкции с механическим креплением алмаза для обработки деталей из цветных сплавов показан на рис. 25. Резец состоит из державки 1, вставки 2 с алмазом, накладки 3, винта 4 и цилиндрического штифта 5. Вставка 2 состоит из сплава порошковой смеси (80% меди и 20% олова). Стойкость такого резца при тщательном обращении с ним может составить 100—200 ч машинного времени.

Еще большую стойкость при обработке цветных сплавов обеспечивают резцы, оснащенные вместо алмазов поликристаллами высокотвердого нитрида бора — эльбором. Они могут применяться также для обработки стальных и, в частности, закаленных деталей.

2. Метод притирки поверхностей абразивными порошками с помощью инструментов-притиров обеспечивает точность до 1-го класса, шероховатость до /10. Притиры — разрезные втулки, обычно из мягкого чугуна, изготовляются с отверстием несколько большим, чем диа­метр притираемой шейки детали. На поверхность отверстия притира наносится абразивный порошок, чаще паста, например паста ГОИ. Притир сжимается металлическим жимком типа, изображенного на рис. 23, а.

Притирка, как и тонкое точение, применяется для отделки как наружных, так и внутренних цилиндрических поверхностей.

Метод суперфиниширования (отделка колеблющимися абразивными брусками) обеспечивает получение на наружных цилиндрических поверхностях весьма малой шероховатости (без обеспечения точности), соответствующей 10—13-му классам шероховатости 1.

Список литературы

Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – Т. 1. – 665 с.

Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – Т. 2. – 496 с.

Зуев А.А. Технология машиностроения. 2-е изд., испр. и доп. – СПб.: Издательство "Лань", 2003. – 496 с.

Никифоров А.Д., Беленький В.А., Поплавский Ю.В. Типовые технологические процессы изготовления аппаратов химических производств. – М.: Машиностроение, 1979. – 278 с.

Станочные приспособления: Справочник / Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова. – М.: Машиностроение, 1984. – Т. 1. – 591 с.

Станочные приспособления: Справочник / Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Данилевского. – М.: Машиностроение, 1984. – Т. 2. – 655 с.

Технология машиностроения. Ч. II: Проектирование технологических процессов / Под ред. С.Л. Мурашкина. – СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. – 498 с.

Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под ред. А.А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.

Маракулин И.В. и др. Краткий справочник технолога тяжелого машиностроения. – М.: Машиностроение, 1987. – 464 с.

Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – М.: Машиностроение, 1989.– 288 с

Размещено на