Пластическое деформирование.

ПРИТИРКА (ДОВОДКА)

Притирка (доводка) является отделочной операцией, позволя­ющей получить шероховатость поверхности с высотой микроне­ровностей, соответствующей 0,05 мкм по параметру Ra, а также высокую точность обработки, соответствующую 6 — 7-му квалитетам. При притирке срезается небольшой припуск — 0,01...0,03 мм на сторону.

Этот метод обработки получил широкое распространение в инструментальном производстве (доводка режущих кромок твердосплавных резцов и разверток; доводка калибров цилиндрических, конических, резьбовых; доводка измерительных плиток).

Этот метод обработки широко применяется также и в машиностроении, например, доводка шеек коленчатых валов, плунжеров форсунок, зубьев колес и т. д.

Доводка или притирка заключается в том, что съем металла с обработанной поверхности производится абразивными зернами, свободно распределенными в пасте или суспензии, при перемещении притира или доводника.

Существуют следующие виды притирки:

o грубая — с применением шлифовальных порошков зернистостью 28...63, при которой обеспечивается шероховатость обработанной поверхности Ra 0,80...0,40 мкм;

o предварительная — с применением микропорошков зернистостью 10... 28 для достижения шероховатости обработанной поверхности Ra 0,2...0,1 мкм;

o окончательная — для достижения шероховатости обработанной поверхности Ra < 0,1 мкм.

 

Инструментом для притирки является чугунный или медный притир, представляющий собой втулку с одной или несколькими прорезями. Рабочую поверхность притира покрывают абразивной пастой, состоящей из мелкозернистого абразивного порошка и масла. В качестве порошка часто используют корундовый или зеленый карбид кремния. Лучшие результаты по качеству поверхности дает использование паст ГОИ. На рисунке показан притир с хомутом для притирки наружной цилиндрической поверхности.

 

 

Рис. Притирка наружной цилиндрической поверхности:

1 – разрезной притир, 2 – хомут, 3 – регулировочный винт.

 

В процессе обработки притир периодически сжимают при помощи винта, который стягивает хомут притира.

Для притир­ки внутренней поверхности применяют разжимной притир (рис а). Разжим притира осуществляется навинчиванием гайки 4 при одновременном отвинчиванием гайки 2 (притир сдвигается по конической оправке и разжимается). Часто предварительную притирку выполняют притиром с выступами на рабочей поверхности (рис. б.).

Притиры для обработки отверстий изготавливают в виде втулок, насаженных на оправки.

 

Притиры для обработки отверстий: а- разжимной в сборе с оправкой; б – с выступами на рабочей поверхности для предварительной притирки; в- для окончательной притирки; 1 – оправка; 2, 4 - гайки; 3 – притир; D – наружный диаметр притира

Оправку притира устанавливают в шпинделе станка, а притираемую деталь насаживают на притир и удерживают от проворачивания приспособлением (жимком).

 

 

 

Подача при притирке ручная, равномерная, окружная скорость 10-20 м/мин, причем при обработке периодически изменяя направление шпинделя. На рис. в показан притир для окончательной притирки.

Притирка и доводка могут быть абразивной, химико-механической, электрохимико-механической. При абразивной обработке используют абразивные инструменты, пасты и суспензии на основе абразивного материала, твердость которого значительно выше твердости обрабатываемого материала. При абразивной доводке абразивные зерна находясь между деталью и притиром, вдавливаются в поверхность притира, твердость которого ниже обрабатываемой поверхности. При взаимном перемещении детали и притира абразивные зерна, закрепившись в поверхностном слое притира, снимают тончайшие стружки с обрабатываемой поверхности детали.

При химико-механической доводке под действием кислот, входящих в состав паст, на поверхности детали образуется пленка из химических соединений, которая удаляется абразивными зернами абразивными зернами при перемещении притира.

Электрохимико-механическую обработку применяют в основном для отделки твердосплавного режущего инструмента и жаропрочных материалов.

Для доводки и притирки деталей применяют различные пасты, многие из них изготавливают из карбида кремния и электрокорундов.

На результаты доводочных материалов существенное влияние оказывают притиры. Их изготавливают из стали, чугуна, меди, бронзы, твердых и вязких пород дерева и др. Они должны иметь плотную и однородную структуру в сечениях по всем направлениям.

Стальные притиры по сравнению с чугунными имеют более высокие показатели по износостойкости и прочности. Их применяют при доводке эльборовыми и алмазными пастами.

Для измерения размера отверстия применяют индикаторные нутромеры. Прибор вводят в измеряемое отверстие корпусом с измерительным наконечниками: регулируемым и подвижным. При измерении индикаторный нутромер следует покачивать, с тем, чтобы найти наименьшее показание, соответствующее размеру отверстия в измеряемом сечении детали.

 

 

Для измерения наружного диаметра детали применяют рычажные скобы.

 

 

 

Индикаторную скобы устанавливают на деталь так, что измеряемая поверхность располагается между пяткой регулируемого измерительного наконечника и подвижным измерительным наконечником. При измерении диаметра детали перемещение подвижного наконечника передается индикатору.

Притиры для доводки отверстий изготавливают в виде втулок, насаженных на оправки. Применяют регулируемые и нерегулируемые притиры. Нерегулируемые притиры с постоянным наружным диаметром применяют для доводки малых диаметров, конических и резьбовых поверхностей. Регулируемые притиры имеют разрезную рубашку с внутренним конусом и разжимное устройство, которое при осевом перемещении внутри рубашки притира может увеличивать диаметр притира.

а- с алмазносодержащим покрытием, б- универсальный, 1 – раздвижной корпус, 3 – коническая оправка, 4- кольцевая пружина,

При доводке внутренних и наружных поверхностей деталей применяют притиры в которых закреплены абразивные бруски или ленты с нанесенным абразивным слоем.

Доводка может включать несколько операций, количество которых зависит от требований к точности и шероховатости поверхности. Если требуемая точность обработки 3-5 мкм и Ra 0,16 мкм то доводку выполняют за одну операцию с припуском, равным 0,03-0,005 мм. Если точность обработки 1-2 мкм и Ra 0,08 мкм доводку осуществляют за две операции, причем припуск на вторую операцию составляет 0,01-0,03 мм.

 

 

Контрольные вопросы.

1.Из каких материалов изготавливают притир.

2.Из чего состоит абразивная паста, используемая при притирке

 

Полирование.

 

Полирование производится на токарных станках при помощи наждачной шкурки. В зависимости от размера зерен наждака различают следующие номера шкурки: № 6, 5 и 4 — с крупными зернами наждака № 3 и 2 — со средними, № 1, 0, 00 и 000 — с мелкими. Самое чистое полирование дает шкурка № 00 и 000. Наждачную шкурку нужно держать так, как показано на рисунке, а, иначе она может намотаться на деталь и защемить пальцы.

 

Рис.Полирование детали:

а – при помощи наждачной бумаги, б – при помощи жимков

 

Полирование производится значительно быстрее при помощи простого приспособления, называемого жимками. Жимки состоят из двух деревянных брусков, соединенных с одного конца кожаным или металлическим шарниром и имеющих углубления по форме детали. В жимки закладывают наждачную шкурку или засыпают наждачный порошок. Рекомендуется смазать полируемую поверхность машинным маслом или смешать с маслом порошок, тогда поверхность получается более блестящей.

Применение жимков устраняет опасность повреждения рук токаря и захвата рукава вращающейся деталью, хомутиком или патроном.

Полирование ведут при легком нажиме жимков и больших числах оборотов обрабатываемой детали.

 

Пластическое деформирование.

 

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) - это вид упрочняющей обработки, при котором не образуется стружка, а происходит пластическое деформирование тонкого поверхностного слоя заготовки, распространённый и эффективный способ повышения несущей способности металлических деталей машин. Применение ППД позволяет эффективно влиять на повышение долговечности деталей, работающих в условиях циклических нагрузок, трения и воздействия коррозионных сред и имеющих концентраторы напряжений, места посадок с гарантированным натягом.

Пластическое деформирование поверхностного слоя заготовки является одним из способов повышения качества обработанной поверхности. Этот способ используется для отделки поверхностей деталей, у которых необходимо повысить твердость и износостойкость для увеличения долговечности в процессе использования. Сущность процесса состоит в смятии, сглаживании микронеровностей под давлением обкатника, что уменьшает шероховатость поверхности до 0,4…0,05 мкм по параметру. Ra. Припуск на пластическое деформирование не оставляют, так как в процессе обработки величина размера практически не изменя­ется.

Для наружного обкатывания используют роликовый обкатник, ролик которого имеет вращательное движение. Ролик изготавливают из закаленной стали, качество его поверхности высокое.

При обработке державку, закрепленную в резцедержателе, подводят поперечной подачей до соприкосновения ролика с по­верхностью детали. Окружная скорость вращения детали — 20...30 м/мин, продольная подача — 0,05...0,1 мм/об. Включают ста­нок и делают два-три рабочих хода в продольном направлении с автоматической подачей. В процессе обработки используют СОТС (веретенное масло, индустриальное масло 20). Пластиче­ское деформирование можно производить, используя также ша­риковый обкатник.

Внутреннее раскатывание выполняют раскатником-вальцовкой. Ролики вальцовки расположены в прорезях обоймы под неболь­шим углом (1°30') к оси оправки, поэтому во время работы валь­цовка как бы ввинчивается в раскатываемое отверстие. Для обка­тывания отверстий разных диаметров применяют самостоятель­ные вальцовки.

Обкатывание отверстий большого диаметра выполняют шарико­вым обкатником (по типу обкатника для наружных поверхностей).

Детали с малой величиной шероховатости поверхности хоро­шо противостоят коррозии, меньше изнашиваются в процессе обработки.

 

 

 

 

 

Рис. Роликовый обкатник

а — процесс обкатывания; б — устройство роликового обкатника; 1 — державка; 2 — ролик; 3 — ось; 4 — упорный подшипник; 5 — фланец; 6 — шарикоподшипник; 7 — втулка; 8 — гайка; стрелками показаны направления перемещения ролика

 

Накатывание рифлений.

 

Целый ряд деталей делают не гладкими, а с рифленой поверх­ностью для удобства использования.

Цилиндрические рукоятки различных измерительных инструментов, рукоятки калибров, головки микрометрических винтов и круглые гайки делают не гладкими, а рифлеными, чтобы удобнее было пользоваться ими. Такая рифленая поверхность называется накаткой, а процесс ее получения — накатыванием. Накатка бывает прямой и перекрестной.

Рифленая поверхность мо­жет иметь различные узоры: елочные, прямые, косые, точечные. Рифление получают обкатыванием поверхности роликами из зака­ленной инструментальной стали с соответствующим узором. Для накатывания в резцедержателе суппорта станка закрепляют особую державку 1 (см. рис.), в которой установлены для простой накатки один, а для перекрестной — два ролика 2 и 3 из инструментальной закаленной стали с нанесенными на них зубчиками.

 

Зубчики на роликах имеют различные размеры и по-разному направлены (рис. 236), что позволяет получить накатку различных узоров.

 

Ролики для накатывания:

а-прямого, б- перекрестного

 

При накатывании державку прижимают к вращающейся детали. Ролики вращаются и, вдавливаясь в материал детали, образуют на ее поверхности накатку. Она может быть крупной, средней или мелкой в зависимости от размеров зубчиков на роликах.

При накатывании производят подачу в двух направлениях — перпендикулярно к оси детали и вдоль оси. Для получения достаточной глубины накатки можно вести накатывание в 2—4 прохода.

Правила накатывания: 1) начиная накатывание, следует дать сразу сильный нажим и проерить, попадают ли зубчики ролика при следующих оборотах в сделанные ими насечки;
2) ролики должны соответствовать требуемому узору детали;
3) двойные ролики должны быть точно расположены один под другим;
4) перед работой ролики нужно тщательно очистить проволочной щеткой от остатков материала;
5) во время накатывания рабочие поверхности роликов следует хорошо смазывать веретенным или машинным маслом.

яют один накатной ролик или два (для получения сетчатых рифлений).

 

Ролики должны располагаться строго парал­лельно обрабатываемой поверхности.

Накатывание осуществляют за два-три рабочих хода, его ведут с подачей в обе стороны. Поперечную подачу роликов (вдавлива­ние в поверхность) осуществляют в конце каждого рабочего хода. Режим обработки: продольная подача — 1...2 мм/об; окружная скорость при обработке заготовок из стали — 10...20 м/мин, из чугуна — 30...40 м/мин, из алюминия — 70...80 м/мин; попереч­ная подача — 0,05...0,1 мм/ход. Смазывание осуществляется ин­дустриальным маслом.

Размер заготовки под накатывание рифлений принимают с учетом выдавливания металла роликами. Накатные ролики пери­одически прочищают стальной щеткой, удаляя из канавок метал­лическую пыль.