Основные рабочие движения при суперфинишировании.
Основными рабочими движениями детали 1 и бруска 2 (рис. 1) при суперфинишировании цилиндрических поверхностей являются вращение детали vи (DSкр), осциллирующее движение бруска на величину хода l (DSпр) и его продольное перемещение со скоростью подачи vs (Dr) вдоль обрабатываемой поверхности.
а)
б)
Рис.1. Схема суперфиниширования:
а – схема формирования следа зерна инструмента; б – схема процесса в продольном и попе-речном сечениях; P - усилие прижима бруска; vи (DSкр) - окружная скорость изделия;
vs (Dr) - скорость продольной подачи бруска; l (DSпр) - ход бруска при осциллировании;
α - угол наклона траектории абразивного зерна (угол сетки)
Какое влияние оказывает угол сетки рисок абразивных зерен бруска на производительность процесса и качество обрабатываемой поверхности?
а) большой угол сетки рисок снижает производительность процесса, не оказывает влияния на точность размеров, обеспечивает создание новой микрогеометрии поверхностного слоя;
б) небольшой угол сетки рисок повышает производительность процесса, обеспечивает формирование некоторых показателей точности геометрической формы поверхности детали, создаются условия для преобразования исходной шероховатости поверхности в новую микронеровность с меньшей высотой;
Какие качественные изменения претерпевает исходный поверхностный слой детали в процессе суперфиниширования?
При суперфинишировании осуществляется съем припусков до 0,01 мм и более на диаметр. Удаляются гребешки микронеровностей и частично дефектный поверхностный слой основного металла, исправляются погрешности предыдущей обработки в поперечном сечении в виде некруглости (до 0,7мкм) и волнистости (до 0,2мкм). Затруднительно устранить овал, а огранку значительно легче, особенно при числе граней больше трех. Погрешности геометрической формы в продольном сечении детали такие, как конусность, бочкообразность, седлообразность – практически не уменьшаются.
Преимущества процесса суперфиниширования в сравнении с другими методами, применяющимися на отделочном этапе обработки, такими как: шлифование, доводка, полирование.
Поверхности деталей, полученные суперфинишированием, обладают значительно большей площадью фактического контакта по сравнению с поверхностями той же шероховатости, но полученными, например шлифованием. Несущая часть поверхности после шлифования составляет 30%, а после суперфиниширования она увеличивается до 95%, что имеет значение для повышения износостойкости деталей.
При шлифовании деталей в результате высокой температуры в зоне ре-зания (1100 - 1200°) и больших удельных давлений разрушается кристаллическая структура поверхностного слоя. При суперфинишировании этот деформированный слой может быть частично или полностью удален, что способствует созданию высококачественной износостойкой поверхности детали.
Новый деформированный слой не образуется при суперфинишировании, так как процесс протекает при небольших удельных давлениях и незначительных температурах (не более 50°). Поверхность после суперфиниширования имеет чистую структуру, по которой равномерно проходят тонкие канавки, в то время как после обработки другими методами поверхность нарушена – на ней видны разрывы, трещины, стыковки
Процесс суперфиниширования обладает следующими преимуществами:
1) простота предварительной обработки деталей, в большинстве случаев достаточно выполнить шлифование кругами зернистостью 25 или 16 для получения размера;
2) возможность обнаружения шлифовальных пороков – отдельных рисок, вырывов и других дефектов;
3) возможность обработки поверхностей любой геометрии;
4) простота оборудования, низкая квалификация рабочих;
5) возможность использования метода в любом типе производства любой отрасли промышленности ввиду наличия разнообразного суперфинишного оборудования.