Отделочная обработка поверхностей деталей в процессах изготовления

Заключительным этапом механической обработки является отделочная

или отделочно-упрочняющая технологическая операция. Последняя

направлена на получение высокой чистоты поверхности, а также

необходимых параметров твердости и остаточных напряжений. В качестве

отделочной операции могут применяться, например, полирование

абразивными и алмазными лентами, хонингование, суперфиниширование и др., а в качестве отделочно-упрочняющей операции – безабразивная

ультразвуковая обработка, алмазное выглаживание, обкатывание роликами и шарами и т. д.

Полирование абразивными и алмазными лентами относится к

высокопроизводительным методам финишной обработки. Оно позволяет

получить наиболее рациональные характеристики шероховатости при высоте микронеровностей Ra = 0,1...0,3 мкм. Однако полирование практически не исправляет погрешности формы, отклонения взаимного расположения поверхностей и не повышает точность размеров, которая была достигнута после предыдущей обработки.

Обработка производится движущейся с большой скоростью лентой,

покрытой абразивными или алмазными зернами и натянутой между тремя

шкивами, один из которых является ведущим (рис. 13.20).

В настоящее время при финишной обработке главным образом

применяется лента с абразивным покрытием. Абразивные зерна,

используемые при полировании, отличаются от зерен, используемых при

шлифовании, тем, что они более округлые и мягкие, и это позволяет

сглаживать микровыступы обрабатываемой поверхности, не производя

глубоких царапин. Зернистость ленты определяется требованием,

предъявляемым к шероховатости поверхности изделия, которую необходимо получить. При полировании кроме абразивных применяются алмазные эластичные ленты на каучукосодержащих связках, которые наряду с улучшением характеристик шероховатости приводят к повышению микротвердости тонких поверхностных слоев детали (2...3 мкм).Следует отметить, что высокая эластичность и упругость лент

позволяют обрабатывать сложные криволинейные поверхности. Например, такими лентами полируют шейки коленчатого вала. Полирование шеек способствует созданию условий для жидкостного трения шеек коленчатого вала при работе двигателя. В отличие от шлифованных полированные поверхности не создают в масляном слое дополнительные турбулентности, не способствуют разогреву масла, снижению его вязкости и гидроподъемной

силы, приводящих к уменьшению толщины масляной пленки.

Полирование может производиться специальными абразивными лентами

из шлифовальной шкурки или специальными абразивными пастами,

натираемыми на войлочные ленты или круги.

Суперфиниширование – один из наиболее эффективных видов

отделочной обработки рабочих поверхностей таких деталей, как коленчатые и распределительные валы, поршни, поршневые пальцы и др. Оно снижает шероховатость Ra до 0,02…0,16 мкм и повышает точность примерно на один 190 квалитет. Припуск на обработку обычно составляет 5…20 мкм при исходной шероховатости Ra=0,63…1,25 мкм шлифованных поверхностей по 5 квалитету точности.

Суперфиниширование – это доводка, осуществляемая абразивными

брусками, которые совершают колебательные движения при взаимодействии Притирка – это доводка поверхностей деталей с помощью специальных притиров. Целью притирки является обеспечение плотного контакта сопрягаемых поверхностей за счет идентичности их геометрии в зоне контакта. Материалом притира обычно является чугун. Структура чугуна способствует внедрению в поверхность притира абразивных зерен, которые срезают тонкие слои металла с поверхностей обрабатываемых деталей. Притиры изготавливают по принципу цанговых зажимов, что обеспечивает по мере необходимости изменение их размеров. Внутреннюю поверхность изделия обрабатывают притиром, вдвигаемым внутрь, а наружную –притиром, надвигаемым на поверхность. Обрабатываемая деталь вращается станком, а притир обычно вручную перемещают возвратно-поступательно.

При окончательной притирке достигается высокая чистота поверхности (Rа = 0,02 мкм).

Разновидностью притирки является взаимная притирка двух деталей,

когда одновременно и совместно обрабатываются поверхности,

функционирующие в изделии в паре. В ремонтном производстве таким

образом притирают, например, клапаны к гнездам газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания. Обработка происходит при относительном возвратно-вращательном или поступательном движении притираемых деталей. В зону обработки подают абразивные зерна (электрокорунд, карбид кремния, алмазную пасту и т. п.) вместе с минеральным маслом или другой средой, транспортирующей абразив в зону притирки. Чтобы следы резания не налагались друг на друга, необходимо каждый последующий ход притирки начинать с нового относительного положения. О качестве притирки судят визуально по образующимся следам притирки на сопрягаемых поверхностях и по результатам испытаний на

герметичность сопряжения притертых деталей.Специфическим вариантом притирки является обработка прецизионныхсопряжений плунжерных пар насосов высокого давления дизеля, золотниковых гидрораспределителей и т. п. В ремонтном производстве 192 восстановление таких плунжерных пар производят обезличенным методом, при котором новые пары образуются из раскомплектованных плунжеров и гильз путем их подгонки с помощью притиров и абразивных паст.Хонингование (притирочное шлифование) применяют для финишной обработки высокоточных отверстий после их предварительной обработки растачиванием. После хонингования на обработанной поверхности образуется сетка от пересечения следов резания, оставленных абразивными

или алмазными зернами брусков при движении в разных направлениях. Для хонингования стали применяют бруски из электрокорунда; для чугуна – из карбида кремния и синтетического алмаза. Бруски изготовляются на

керамической и бакелитовой связках. Твердость брусков выбирается в

зависимости от твердости обрабатываемого материала: чем выше его

твердость, тем мягче должны быть бруски. Так, при обработке закаленной

стали твердость брусков выбирают от М2 до СМ1; при обработке

незакаленной стали и чугуна – от СМ2 до С2 и алюминия – от М3 до СМ2.

Отличительной особенностью процесса хонингования по сравнению со

шлифованием является большая площадь контакта абразивных или алмазных брусков с обрабатываемой поверхностью. Поэтому новые бруски некоторое время прирабатывают на бракованных гильзах, используя при этом специальную приработочную абразивную смесь.

Хонингование гильз цилиндров выполняют алмазными брусками на

вертикально-хонинговальных станках (рис. 13.22). Обработку проводят по

схеме плавающего хона, при которой шарнирно соединенная со шпинделем станка хонинговальная головка не требует особо точного совмещения с осью обрабатываемого отверстия. Хонингование должно сопровождаться обильным жидкостным охлаждением зоны обработки. В качестве СОЖ используют смесь керосина с машинным маслом и водно-мыльные эмульсии. Жидкости способствуют удалению из зоны резания абразивных частиц, металлической стружки и пыли, а также служат очищению обрабатываемой поверхности и инструмента.193

В зависимости от требований, предъявляемых к точности и чистоте

обработанной поверхности, хонингование может быть одно-, двух- или

трехкратным. При черновом хонинговании, при котором точность обработки обеспечивается по 8…9 квалитету с чистотой поверхности Rа = 1,25…2,5 мкм, припуск на обработку составляет 0,06…0,08 мм; при получистовом хонинговании, при котором точность обработки обеспечивается по 7…8

квалитету с чистотой поверхности Rа = 0,63…1,25 мкм, припуск на обработку – 0,01…0,02 мм; при чистовом хонинговании, при котором точность обработки обеспечивается по 5…6 квалитету с чистотой поверхности Rа = 0,04…0,16 мкм, припуск на обработку – 0,006…0,01 мм. Машинное время при двукратном хонинговании при снятии общего припуска 0,05 мм с вращающейся заготовкой.составляет в среднем 6 минут.