3. Обработка абразивным инструментом.

Обработка абразивным инструментом включает следующие виды: шлифование, хонингование, притирку, полирование, суперфиниширование и др.

Шлифование – процесс обработки заготовок резанием с помощью абразивного инструмента. Шлифование применяют для чистовой и отделочной обработки деталей с высокой точностью.

Главным движением при шлифовании является вращение шлифовального круга, а перемещение круга относительно детали является движением подачи.

Различают следующие основные схемы шлифования: плоское, круглое, внутреннее (рисунок 12).

При плоском шлифовании (рисунок 12а) возвратно-поступательное движение заготовок необходимо для обеспечения продольной подачи . Для обработки поверхности на всю ширину заготовка или круг должны иметь поперечную подачу , которая осуществляется прерывисто при крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически осуществляется движение вертикальной подачи , в крайних положениях заготовки в конце поперечного хода.

Плоское шлифование может осуществляться периферией или торцом шлифовального круга.

При круглом шлифовании (рисунок 12б) движение продольной подачи осуществляется возвратно-поступательным перемещением заготовки. Подача соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот. Вращение заготовки является движением круговой подачи. Подача на глубину резания происходит при крайних положениях заготовки.

Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании показаны на рисунке 12в.

Рисунок 12. Основные схемы шлифования.

Рисунок 13. Схемы шлифования валов:

а - на круглошлифовальных станках: I — способом продольной подачи; II — способом глубинного шлифования: III — способом поперечной подачи (врезания);

б — на бесцентрово-шлифовальных станках: IV — способом продольной подачи; V — способом поперечной подачи

Для выполнения процесса шлифования наружных поверхностей деталей используются круглошлифовальные, плоскошлифовальные и бесцентрово-шлифовальные станки. Для обработки сложных фасонных поверхностей используются специальные лентошлифовальные станки.

Шлифование применяется в автомобилестроении как метод предварительной и окончательной обработки цилиндрических, плоских и фасонных поверхностей по 5 — 7-му квалитетам точ­ности с шероховатостью Ra = 1,25—0,08 мкм. Обработка осуще­ствляется на шлифовальных станках различных типов: кругло - и плоскошлифовальных, бесцентровых, наружно - и внутришлифовальных. Размерное шлифование может выполняться в одну операцию при снятии припуска 0,2—0,6 мм на диаметр или в две операции при снятии припуска 0,6—0,8 мм. Тонкое шлифование ограничивается припуском 0,04—0,08 мм на диаметр.

Предварительное шлифование выполняют кругами зернис­тостью 40—80, что обеспечивает шероховатость поверхности Ra = 1,25—0,63 мкм; окончательное шлифование — кругами зер­нистостью 12—40 (Ra = 0,63—0,16 мкм); тонкое шлифование кругами зернистостью 6—10 позволяет получить шероховатость поверхности Ra =0,08 мкм.

Наружное шлифование деталей, имеющих форму тел вращения, может выполняться с продольной и поперечной подачей S. При шлифовании с продольной подачей (рисунок 13а—I) заготовка совер­шает со столом возвратно-поступательное движение относительно шлифовального круга, который после каждого продольного двойно­го хода имеет поперечную подачу в пределах 0,005—0,200 мм.

При шлифовании с поперечной подачей (рисунок 13а —II, III) обработка ведётся широким шлифовальным кругом по всей дли­не обрабатываемой поверхности. Этот способ является наиболее эффективным при совмещённом шлифовании нескольких поверх­ностей на одном станке.

Бесцентровое шлифование наружных поверхностей (рисунок 13б) может осуществляться при продольной (рисунок 13б—IV) или по­перечной (рисунок 13б—V) подаче.

При бесцентровом шлифовании заготовка свободно размеща­ется на специальной опорной линейке со скосами между двумя шлифовальными кругами, один из которых — большего диамет­ра — является шлифовальным, а другой (меньшего диаметра) — ведущим. Сила трения между ведущим кругом и заготовкой больше, чем между последней и шлифовальным кругом, поэтомузаготовка увлекается ведущим кругом во вращение со скоростью, близкой к его окружной скорости. Ведущий и шлифовальный круги вращаются в одном направлении, но с разными окружны­ми скоростями: скорость ведущего круга v_{B K} = 20—30 м/мин, а шлифовального —35 м/с

Хонинговане применяют для получения поверхностей высокой точности и малой шероховатости, а также для создания специфического микро-профиля обработанной поверхности в виде сетки (для удержания смазочного материала на поверхности деталей).

Поверхность неподвижной заготовки обрабатывается мелкозернистыми абразивными брусками, закрепленными в хонинговальной головке (хоне). Бруски вращаются и одновременно перемещаются возвратно- поступательно вдоль оси обрабатываемого отверстия (рисунок 14а). Соотношение скоростей движений составляет 1,5…10, и определяет условия резания.

Рисунок 14. Схема хонингования

При сочетании движений на обрабатываемой поверхности появляется сетка микроскопических винтовых царапин – следов перемещения абразивных зерен. Угол пересечения этих следов зависит от соотношения скоростей (рисунок 14б).

Абразивные бруски всегда контактируют с обрабатываемой поверхностью, так как могут раздвигаться в радиальном направлении. Давление бруска контролируется.

Хонингованием исправляют погрешности формы от предыдущей обработки, а чистовое – для повышения качества поверхности.

Суперфиниширование уменьшает шероховатость поверхности, оставшуюся от предыдущей обработки. Получают очень гладкую поверхность, сетчатый рельеф, благоприятные условия для взаимодействия поверхностей.

Поверхности обрабатывают абразивными брусками, установленными в специальной головке. Для суперфиниширования характерно колебательное движение брусков наряду с движением заготовки (рисунок 15).

Рисунок 15 Схема суперфиниширования

Процесс резания происходит при давлении брусков (0,5…3)10⁵ Па в присутствии смазочного материала малой вязкости. Амплитуда колебаний 1,5…6 мм. Частота колебаний 400…1200 мин ^-1. Бруски подпружинены и самоустанавливаются по обрабатываемой поверхности. Соотношение скоростей D_Sкр к в начале обработки составляет 2…4, а в конце – 8…16.

Полированием уменьшают шероховатость поверхности. Этим способом получают зеркальный блеск на ответственных частях деталей (дорожки качения подшипников) либо на декоративных элементах (облицовочные части автомобилей). Используют полировальные пасты или абразивные зерна, смешанные со смазочным материалом. Эти материалы наносят на быстро - вращающиеся эластичные круги (фетровые) или на колеблющиеся щетки.

Хорошие результаты дает полирование быстродвижущимися абразивными лентами (шкурками).

При этом одновременно протекают следующие процессы:

• тонкое резание;

• пластическое деформирование поверхностного слоя;

• химические реакции (воздействие на металл химически активных веществ).

Схема полирования представлена на рисунке 16.

Рисунок 16. Схема полирования

Для процесса характерны высокие скорости, до 50м/сек. Заготовка поджимается к кругу силой Р и совершает движения подачи D_Sкр и D_Sпр в соответствии с профилем обрабатываемой поверхности.

В процессе полирования погрешности формы не исправляются.

1.4.Абразивно – жидкостная отделка

Данный вид обработки применяется для отделки объемно- криволинейных, фасонных поверхностей.

На обрабатываемую поверхность, имеющую следы предшествующей обработки, подают струи антикоррозионной жидкости со взвешенными частицами абразивного порошка.

Водно–абразивная суспензия перемещается под давлением с большой скоростью. Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микро - неровности.

Интенсивность съема материала регулируется зернистостью порошка, давлением струи и углом под которым подают жидкость.

Жидкостная пленка играет важную роль в данном процессе. Зерна, попадающие на выступы, легко преодолевают ее, а зерна, попадающие во впадины – встречают сопротивление, съем материала затрудняется, шероховатость сглаживается.

Метод жидкостного полирования успешно применяется при обработки фасонных внутренних поверхностей. Сопло вводится в полость заготовки, которая совершает вращательное и поступательное перемещения