21-24 (24-нет)


21.проектирование процесса суперфиниша
В настоящее время в серийном и массовом производстве при изготовлении ответственных деталей предъявляются высокие требования к точности и шероховатости поверхности: некруглость менее 1 мкм, волнистость менее 0,2 мкм, нецилиндричность и непрямолинейность образующей менее 2—5 мкм, параметр шероховатости Ra= 0,02— 0,8 мкм, отсутствие дефектного слоя металла (структурно-фазовых изменений, напряжений растяжения, микротрещин), определенные значения параметров формы микронеровностей и опорной поверхности. Обеспечение этих требований достигается с помощью таких процессов абразивной обработки, как хо-нингование и суперфиниширование брусками из традиционных и сверхтвердых абразивных материалов. Эти процессы относят к процессам доводки; хонингование производится при одновременно выполняемых вращательном и возвратно-поступательном движениях инструмента (головки с брусками), суперфиниширование— при вращении заготовки и колебательном движении бруска. Суперфинишная головка с бруском или заготовка может совершать также движение подачи вдоль оси заготовки. На рис. 1.1 приведенa схемa рабочих движений. При суперфинишировании прижим бруска осуществляется с помощью гидравлических или пневматических систем.
При контакте рабочей поверхности бруска с обрабатываемой поверхностью заготовки происходит царапание металла одновременно большим числом абразивных частиц. Размер таких частиц при суперфинишировании—5—20 мкм, среднее число частиц на поверхности бруска 0.004-0.005 зерен на 1 мм2. Основными видами взаимодействия абразивных зерен с металлом являются микрорезание со снятием тончайших стружек и трение с пластическим оттеснением металла. Для интенсивного резания необходимо, чтобы абразивный брусок самозатачивался путем скалывания и вырывания затупившихся зерен из связки. При использовании брусков из сверхтвердых абразивных материалов (алмаза, эльбора) зерна длительное время со-

/ — деталь; 2 — брусок (V.— окружная скорость детали. S —осевая подача, Оос — скорость осевой подачи, n— частота колебании бруска, а — размах колебаний, ас — угол сетки). храняют свою остроту, преобладает микроскалывание зерен,а не вырывание их,что значительно повышает стойкость брусков.
Путем выбора оптимальных характеристик брусков и регулирования параметров обработки (скорости, давления) можно управлять процессом обработки, осуществляя на первой стадии непрекращающееся резание металла в течение достаточно длительного времени, необходимого для исправления погрешностей формы заготовки, удаления исходной шероховатости и дефектного слоя. Скорость съема металла при этом составляет 2—4 мкм/с. Для получения поверхности с малой шероховатостью (0,04—0,08 мкм), а также для создания благоприятного микрорельефа поверхности деталей и упрочненного поверхностного слоя металла процесс обработки на заключительной стадии может быть переведен в режим преобладающего граничного трения, при котором съем металла резко сокращается, а брусок выглаживает обрабатываемую поверхность. Такой переход можно осуществить, изменяя параметры обработки: повышая окружную скорость заготовки или инструмента, снижая давление бруска и частоту колебаний бруска.
Ранее применявшийся процесс обработки брусками с самопрекращением резания и съема металла был неуправляемым и не мог обеспечивать стабильного качества деталей, так как самопрекращение съема металла часто происходит значительно раньше, чем удаляется припуск, необходимый для исправления погрешностей формы и устранения дефектного слоя.
В отличие от шлифования, при котором контактная поверхность составляет незначительную часть рабочей поверхности круга, при суперфинишировании брусок постоянно соприкасается с деталью по всей рабочей поверхности, причем в начальный момент времени брусок прирабатывается к обрабатываемой поверхности. Такой контакт пары брусок — заготовка способствует повышению производительности обработки и точности формы деталей. Давление при суперфинишировании на поверхности контакта бруска с деталью составляет 0,1—1 МПа, что в 10—100 раз меньше, чем давление при шлифовании. Скорость резания при обработке брусками 10—100 м/мин, т. е. в 15—100 раз ниже, чем при шлифовании. В результате при суперфинишировании тепловыделение в зоне обработки значительно ниже, чем при шлифовании, а контактная температура не превышает 60—100 °С. Таким образом, отсутствуют физические причины образования в поверхностном слое микротрещин и прижогов, а также остаточных напряжений растяжения.
. При суперфинишировании с упругим (через пружину) поджимом бруска жесткость системы мала, а сила резания практически постоянна, независимо от формы заготовки, вследствие чего происходит незначительное исправление погрешностей формы. В настоящее время разработаны и широко применяются конструкции суперфинишных головок с более жесткой гидравлической системой прижима бруска, которые значительно повышают производительность и точность обработки.
Характерным признаком процесса суперфиниширования является повышенная частота (20—50 Гц) колебаний абразивного бруска. Колебательное движение интенсифицирует процессы и резания металла, и самозатачивания бруска, создает более однородный микрорельеф с меньшей шероховатостью обработанной поверхности. В настоящее время разработаны и используются станки и головки для наружного суперфиниширования внутренних поверхностей (например, дорожек качения наружных колец подшипник ов ).
22. проектирование процесса доводки
Доводка металлов есть способ заключительной обработки поверхности свободными зернами порошкообразных абразивов с целью получения точной формы, точных размеров (до 0,1 мк) и высокой чистоты поверхности (11 —14 класса). В том случае, когда назначение процесса заключительной обработки сводится к решению только одной задачи — приданию поверхности чистоты и гладкости, его называют полированием.
Доводящие инструменты, предназначенные для нанесения на их поверхности шлифующей смеси и для осуществления процесса доводки, называются притирами.
Среди различных видов доводки в инструментальном производстве наибольшее применение находит доводка с намазкой притиров абразивной смесью (ручная доводка шаблонов и калибров и механическая доводка твердосплавных режущих инструментов) и доводка шаржированными притирами (доводка концевых мер длины и некоторых других измерительных инструментов).
Производительность процесса доводки и качество обработанной с ее помощью поверхности зависят от применяемых абразивных материалов и свойств смазывающих веществ, от конструкции и материала притиров и режимов доводки, т. е. от давления инструмента на обрабатываемую поверхность и скорости перемещения поверхности притира по отношению к детали.
Доводка и полирование поверхностей осуществляется порошками карбида бора, карбида кремния, электрокорунда, корунда, наждака, окиси хрома, прокаленной окиси железа, или крокуса, окиси алюминия. Для доводки инструментов из твердых сплавов, кроме карбида бора, применяются порошки абразивного материала В1 и алмаза. Порошки, применяемые для этих целей, носят название абразивно-доводочных материалов.
Применение абразивно-доводочных материалов имеет свои особенности. Дело в том, что абразивно-доводочные материалы могут быть и тверже, и мягче обрабатываемого материала. К твердым материалам относятся: алмаз, карбид бора, карбид кремния, электрокорунд и корунд.
Наибольшей производительностью и стойкостью при доводке стальных поверхностей чугунными притирами обладает белый электрокорунд. За ним следует электрокорунд нормальный, карбид кремния и, наконец, естественный корунд. Производительность пасты ГОИ, изготовленной из мягкого доводочного материала— окиси хрома, значительно ниже производительности естественного корунда.
Производительность доводки шлифовальными порошками, изготовленными из твердых материалов, зависит также и от их зернистости. Чем крупнее зерно, тем скорее идет доводка, однако поверхность при этом получается менее чистой. Съем металла за единицу пути увеличивается до зернистости № 220. Дальнейшее увеличение зернистости ухудшает чистоту поверхности, но на величине съема не сказывается. Это обстоятельство заставляет для предварительной доводки применять шлифовальные порошки № 220, 240, 280 и 320, а для окончательной — микропорошки М28, М20, М14, М10. М7 и М5.
При шаржировании притиров увеличение зернистости свыше М7 также не дает роста производительности доводки.
Каким же образом удается зернам мягких доводочных материалов удалять с обрабатываемой поверхности частицы более твердых материалов?
Процесс доводки мягкими доводочными материалами состоит в том, что вещества, при помощи которых производится доводка, химически действуют на поверхность металла, образуя более мягкую тонкую пленку, которая затем сцарапывается абразивными чертами. После этого пленка образуется вновь и вновь удаляется.
Режущие свойства мягких доводочных материалов различны: наибольшими обладает окись хрома, за нею следует окись железа, и наименьшими — окись алюминия. Поэтому из мягких доводочных материалов наиболее распространена окись хрома, которая чаще всего употребляется не в виде порошка, а в виде пасты ГОИ.
23. оптимизация режимов резания по критерию максимальной производительности
Максимальный съем материала можно обеспечить несколькими способами.
1. Силовое резание, т.е. срезание припуска с максимальными подачей и толщиной среза (протягивание, продольное точение по методу Колесова, тангенциальное точение). Наиболее эффективными являются способы с компенсацией сил резания, например продольное точение многолезвийной гребенкой или охватывающей многорезцовой головкой, протягивание.
2. Скоростное резание - срезание припуска с максимально допустимой скоростью резания, достигающей при точении и фрезеровании 20 м/с, при шлифовании - 60 ... 100 м/с.
3. Резание с максимальной производительностью. Критерий «производительность процесса резания» - 1000 SV впервые введен В.А. Криво-уховым в 1931 г. при исследовании износостойкости режущего инструмента. В дальнейшем критерий был представлен в виде произведения толщины среза на скорость резания aw и назван А.О. Этин разрешающей способностью. Разрешающая способность пригодна для сравнения способов одного вида обработки, но дает ошибки для различных видов. Например, при сравнении протягивания (a = 10"5 м, v = 0,5 м/с, aw = 5 • 10~5 м2/с), шлифования (а = 10~5 м, V = 30 м/с, aw = 10"4 м2/с) и точения (а = 5 • 10"4 м. V = 2,5 м/с, aw= 1,25-10~3 м2/с) выясняется, что протягивание менее эф-
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗАНИЯ
фективно, чем точение и шлифование. В действительности при обработке заготовок со сложными поверхностями протягивание является наиболее производительным способом. Это указывает на субъективность использования критерия aw. Кроме того, разрешающая способность не учитывает многократное возрастание удельной силы резания с уменьшением толщины среза, поэтому даже в пределах одного вида обработки разброс характеристик способов может быть значительным.
24.

Приложенные файлы

  • docx 11186483
    Размер файла: 34 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий