Оздоблювальні види обробки поверхонь деталей приладів

Звичайними способами механічної обробки не завжди можна виконати всі вимоги до точності, геометричної форми, якості поверхонь деталей, інструментів та приладів. Тому широке застосування одержали різні види оздоблювальних способів обробки.

Ці роботи ділять на дві групи:

- роботи, що виконують різальними інструментами з металевими лезами, алмазними та абразивними матеріалами з малим перерізом стружки. Сили різання при цьому невеликі, тому деформація незначна і зберігається точність;

- роботи, що виконують за рахунок пластичної деформації поверхневого шару металу.

Основні види оздоблювальних робіт, що здійснюються різанням, є:

- тонке (алмазне) точіння та розточування;

- тонке фрезерування;

- тонке шліфування;

- обробка абразивними брусками;

- полірування та обробка методами пластичної деформації.

Тонке точіння. В основу способу покладена обробка алмазними різцями при високих швидкостях та дуже малій глибині різання і подачі. Так як сучасні тверді сплави та надтверді матеріали (ельбор, гексаніт) мають високі швидкісні можливості, то в більшості випадків тонке точіння виконують різцями з вказаних матеріалів, але в режимі алмазного точіння.

Тонке точіння в основному застосовують при розточуванні отворів та виконують на точних оздоблювально-розточувальних верстатах.

Геометрія різців спеціальна зі шліфованими ріжучими кромками.

Тонке фрезерування здійснюють торцевими або кільцевими фрезами, ріжучі кромки яких мають від'ємні кути. За якістю та точністю обробки тонке фрезерування поступає лише шліфуванню, тому застосовують його як кінцеву обробку площин і фасонних поверхонь деталей тільки тоді, коли неможливо застосувати шліфування, а також для обробки деталей з кольорових металів.

Тонке шліфування є різновидом звичайного шліфування, призначене для одержання високої точності і якості поверхні. Висока якість шліфування залежить від якості обладнання.

Тонке шліфування застосовують в основному при зовнішньому круглому шліфуванні. Тонке внутрішнє шліфування, як правило, не застосовують через неможливість безвібраційної роботи.

Тонкому шліфуванню характерне дуже мале питоме зніманням металу. Щоб уникнути різних дефектів на поверхні металу охолоджуючу рідину ретельно фільтрують.

Тонке шліфування забезпечує одержання параметра шорсткості R_a = 0,16-0,02 мкм. При обробці зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання забезпечується точність по 6-ому квалітету і вище. Особливостями тонкого шліфування є ретельна підготовка верстата до роботи і виправлення круга.

Суперфініш являє собою оздоблювальну операцію, що застосовують в основному для обробки зовнішніх тіл обертання (валів, лійок валів) коливальними абразивними брусками.

Суть процесу полягає в тому, що обробку поверхні здійснюють за рахунок сполучення трьох видів рухів:

- обертання деталі;

- швидких коротких коливальних рухів абразивних брусків;

- поздовжньому переміщенню головки, на яку закріплені абразивні бруски.

Таке сполучення рухів забезпечує неповторність шляху зерен абразивних брусків.

Суперфініш здійснюється коливними брусками при обертанні або зворотно-поступальному русі деталі. При цьому частково виправляється форма і забезпечується шорсткість обробленої поверхні R_а = 0,080-0,040 мкм при зернистості абразиву М28-М7 і R_a = 0,01-0,02 мкм при М3-Мl. Зняття матеріалу відбувається в межах мікронерівностей поверхні, що залишилися від попередньої обробки. Припуск на сторону призначається на 10—30% більше висоти нерівностей поверхні для видалення слідів від попередньої обробки.

Суперфінішем обробляють циліндричні, конічні, плоскі і сферичні поверхні деталей із загартованої сталі, чавуну, кольорових сплавів.

Режим обробки: кругова швидкість V_кр до 40-100 м/хв, тиск брусків до 4-6 кгс/см². Швидкість коливального руху V_кол обмежується виникаючими інерційними зусиллями при реверсуванні і звичайно не перевищує 5-7 м/хв при амплітуді коливань < 6 мм, частота коливань бруска до 1500-2000 1/хв.

Тиск брусків при обробці деталей зі сталі 1-3 кгс/см², чавуну - 1-2 кгс/см², кольорових сплавів - 0,5-1,0 кгс/см².

Хонінгування являє собою оздоблювальну обробку внутрішніх поверхонь за допомогою абразивних брусків (хонів), які закріплені в спеціальній головці. За якістю обробки хонінгування є проміжною операцією між тонким шліфуванням та доведенням.

В основу хонінгування також покладено принцип неповторності рухів брусків в результаті сполучення двох рухів:

- обертання;

- зворотно-поступального руху хонінгувальної головки, яку закріплюють за допомогою шарніра на шпинделі хонінгувального верстата.

Хонінгування здійснюють після обробки отворів розточуванням або шліфуванням, причому точність виконання цих операцій повинна бути високою, так як макрогеометрія попередньої обробки виправляється хонінгуванням не більше ніж на 70%. Абразивні матеріали брусків: для сталі - електрокорунд, для чавуна - карбід кремнію.

В порівнянні з внутрішнім шліфуванням хонінгування має ряд переваг, а саме:

- відпадає перевірка положення деталі, оскільки головка самовстановлюється по отвору;

- припуск на хонінгування значно менше, ніж на шліфування, оскільки виключається необхідність в компенсації похибки встановлення;

- менший тиск і тому менше нагрівання деталі.

Хонінгуванням обробляють в основному циліндричні отвори як наскрізні, так і глухі діаметром 2 мм і більше, довжиною 10-20 мм. При цьому виправляються відхилення форми отвору від попередньої обробки, зменшується шорсткість поверхні і збільшується несуча поверхня.

Стійкість алмазних брусків у 200-300 разів вище, ніж брусків з електрокорунду і карбіду кремнію. Алмазний інструмент застосовують для обробки чавуну, сталі, твердих сплавів, хонінгування в автоматичному циклі з застосуванням активного контролю застосовують для обробки малих отворів, обробки декількох деталей пакетом та ін.

Для кращого виправлення відхилень форми циліндричної поверхні нежорстких деталей доцільно вести хонінгування не з постійним радіальним тиском, а з примусовою радіальною подачею брусків.

Останнім часом знаходять широке застосування бруски з ельбору для хонінгування сталей. Інтенсивність знімання металу брусками з ельбору на керамічній зв'язці в 1,6-2 рази вище, ніж алмазними брусками на металевій зв'язці при обробці сталей. Найменші значення параметра шорсткості оброблення поверхні R_a = 0,63 мкм одержують при хонінгуванні брусками зернистістю М12, при хонінгуванні брусками зернистістю М14 - R_a = 0,04 мкм.

Алмазне вигладжування. У процесі обробки алмазним вигладжуванням зменшується шорсткість поверхні і підвищується точність її форми. Діаметр деталі після вигладжування зменшується на 1-3 мкм. Зміцнення поверхневого шару сприяє підвищенню довговічності деталі.

Робоча частина алмазного наконечника сферичної, циліндричної чи конічної форми орієнтована так, щоб при огранюванні кристала алмаза відхід його був мінімальним. Найбільше застосування одержали сферичні наконечники.

Операції вигладжування виконують на токарних верстатах, токарно-гвинторізних, токарних автоматах, координатно-розточувальних і свердлильних верстатах.

При виборі режимів вигладжування встановлюють силу вигладжування, радіус робочої частини поверхні алмаза, подачу, швидкість обробки, число робочих ходів Сила вигладжування не повинна перевищувати 25 кгс, тому що в противному випадку деформуються тонкостінні і нежорсткі заготівлі, збільшується температура в зоні обробки і підвищується знос алмаза.

Вигладжування варто робити за один робочий хід, тому що при повторному робочому ході незначно зменшується шорсткість.

Абразивне (механічне) доведення - найбільш розповсюджений метод чистової обробки. Продуктивність механічного доведення в 2-6 разів вище в порівнянні з ручним.

Методи абразивного доведення характеризуються різними способами подачі абразиву в зону обробки, може бути безупинна подача абразивної суміші на робочі поверхні притирань або доведення може здійснюватися притиранням плитами, попередньо шаржованими зернами абразивних (алмазних) паст.

Доводочні операції розділяють на:

- чорнові (припуск на обробку на сторону 0,02-0,05 мм, відхилення від необхідної форми доведеної поверхні 3-5 мкм, параметр шорсткості поверхні R_a = 0,32—0,08 мкм);

- чистові (припуск 0,005-0,01 мм, точність обробки 1-2 мкм, параметр шорсткості поверхні R_a = 0,16-0,04 мкм;

- тонкі (припуск 0,0003-0,001мм, точність обробки 0,1-0,5 мкм, параметр шорсткості R_z = 0,1-0,04 мкм).

Найбільш розповсюдженими матеріалами для притирання є сірий чавун з феритною, перлітною і перлітно-феритною структурою; латунь, мідь. Чавунні притирання звичайно виготовляють із сірого чавуна СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40 твердістю НВ 100-200. Перлітний чавун (ЯВ 130-170) найбільш зносостійкий, добре утримує зерна абразиву, тому рекомендується застосовувати його для шаржованих притирань.

Контрольні запитання:

1. Які способи відрізання заготівель Вам відомі?

2. Що собою являє газове різання?

3. Які верстати застосовують для відрізання та оброблення заготівель?

4. Якими методами проводять обробку отворів в залежності від потрібної точності та якості поверхонь?

5. Що таке різьба? Які види різьб, Ви, знаєте?

6. Які існують методи виготовлення різьби?

7. Для чого призначені плашки?

8. Що собою являє мітчик і де його застосовують?

9. При якому методі виготовлення різьби використовують властивості пластичної деформації матеріалів?

10. Який найбільш розповсюджений метод одержання точної різьби на загартованих деталях приладів Ви знаєте?

11. У чому полягає обробка зубчастих коліс методом копіювання?.

12. Які оздоблювані способи обробки існують?

13. Що таке хонінгування?

14. Що таке суперфініш?

15. Які матеріали використовують для притиранні при абразивному доведенні?

Л е к ц і я 4