Полирование лентами. Оборудование для полирования лентами. Контактные ролики

Полирование лентами

 

Полирование лентами получило большое распространение в различных областях машиностроения. К преимуществам этого метода относятся сохранение постоянной скорости резания, эластичность и упругость ленты, возможность обработки больших поверхностей деталей, отсутствие необходимости балансировки и правки инструмента, безопасность работы и др.

В зависимости от технологических параметров ленты могут работать в различных режимах. Могут создаваться разные условия для использования режущих свойств их основного элемента — зерна. Зерна могут работать в условиях жесткого закрепления (абразивная лента) или в режиме податливости и самоориентации (лента с нанесенной пастой). Они могут не только одинаково самоустанавливаться, но и нивелировать по высоте и равномерно распределять между собой давление.

Абразивные ленты предназначены для шлифования и полирования всевозможных материалов с применением СОЖ, а также всухую. Их режущие свойства и стойкость определяются комплексом свойств основы и связки, а также видим, маркой и зернистостью абразивного материала, способом его нанесения, плотностью покрытия и другими физико- механическими свойствами.

При ленточном полировании под воздействием нагрузок происходит изменение длины абразивной ленты на тканевой основе — она растягивается, что снижает производительность обработки. Поэтому кроме высокой прочности на разрыв важным качественным показателем ткани основы является ее небольшое удлинение при разрыве. Чем меньше этот показатель, тем меньше удлинение абразивной ленты при работе на станке.

Различная эластичность лент позволяет применять их для обработки поверхностей фасонного профиля, труднодоступных мест и узких пазов, профильных деталей.

Ленты на мездровой связке характеризуются меньшей прочностью (особенно при электростатической насыпке зерна), чем ленты на синтетическом клее. Однако при контактном полировании и обработке стали они более эффективны. Способность к самозатачиванию у них выше, чем у лент на синтетическом клее. Промежуточное положение занимают ленты на комбинированной — животной и синтетической — связке, когда нижний абразивный слой нанесен с помощью мездрового клея, а верхний — синтетического.

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис. 5.13. Последовательность изготовления абразивной ленты из рулонной шкурки.

 

При обработке лентами на синтетической связке происходит постепенный износ режущих граней зерна (особенно при обработке сталей). Такие ленты правят круглой проволочной щеткой. Режущие свойства ленты восстанавливаются ,даже и при промывке ее в трихлорэтилене.

Путем склейки концов лент изготовляют бесконечные бесшовные ленты. Склеивание производят мездровым, казовым, полиуретановым клеем, а также клеем типа БФ.

В условиях неспециализированного производства абразивные ленты можно изготовлять из рулонной шлифовальной шкурки. Последовательность работы:

1)      шлифовальную шкурку разрезают вдоль рулона на полосы требуемой ширины (рис. 5 13,а);

2)      полосы разрезают под углом 4ь° (рис. 5.13,6) на отрезки требуемой длины с запасом на кромку для склеивания с одного конца ленты в 15—20 мм;

3)     жесткой щеткой, смоченной горячей водой, с кромки удаляют абразивное зерно (рис. 5.13, в) и просушивают ее на воздухе при комнатной температуре;

4)    отрезки склеивают внахлестку тонким слоем клея (рис. 5.13,г);

5)     образуемый шов прессуют ручным или гидравлическим прессом в течение 5—8 мин и затем просушивают на воздухе при температуре 20—30°С в течение 2—3 ч.

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Для склейки лент используются и новые клеевые составы на основе полиуретановых клеев, модифицированные хлорированными ароматическими углеводородами, которые вводятся для увеличения жизнеспособности клея, что, в свою очередь, повышает прочность клеевого соединения.

Кроме абразивных лент для отделочной обработки иногда применяют текстильные полировальные жгуты, покрытые слоем абразивной пасты. Широкое распространение они получили при обработке беговых дорожек колец подшипников.

В зависимости, от требований к шероховатости и форме получаемых поверхностей полирование лентами производят по нескольким принципиальным схемам с точки зрения положения ленты к обрабатываемой поверхности (рис. 5.14):

1) обработка свободной лентой (рис. 5.14,а), когда деталь 1 прижимается к абразивной ленте 2, расположенной между ведущим диском 3 и натяжным роликом 4. Опорный элемент отсутствует. Применяют для полирования криволинейных поверхностей деталей и профильных отверстий;

2)      контактное полирование (рис. 5.14,6), при котором деталь 1 прижимается к абразивной ленте 2 в зоне охвата опорного (контактного) ролика 4, воспринимающего давление детали на ленту. Ролик 3 осуществляет натяжение ленты. Это наиболее распространенный вид ленточного полирования. Применяемые станки отличаются простотой конструкции и универсальностью;

3)          обработка с опорной (подкладной) плитой / (рис. 5.14.в), которая прилегает к задней стороне абразивной ленты 2 в зоне между ведущим диском 4 и натяжным роликом 3. Деталь 5 устанавливается на столе 6;

4)      бесцентровое полирование цилиндрических деталей (рис. 5.14,г); производится рабочей бесконечной лентой 1, натянутой между контактным роликом 3 и диском 2 и ведущей бесконечной лентой 4, которая вместо натяжного ролика имеет подкладную плиту 5. Станки для бесцентрового полирования имеют две бабки— с рабочей и ведущей бесконечными лентами. Во избежание проворачивания детали 6 лента 4 поджимается к детали подкладной плитой 5. Обрабатываемая деталь, находящаяся между двумя лентами, опирается на нож 7;

5)      полирование рулонной лентой (рис. 5.14,э), широко применяемое в подшипниковой промышленности. Быстро вращающаяся деталь соприкасается с полирующей лентой 2, которая по мере износа медленно разматывается с рулона и перемешается относительно детали. Прижим ленты к детали производится колодкой 3 с помощью пневматики или гидравлики;

6)       барабанно-ленточное полирование (рис. 5.14, е), при котором рабочим элементом служит барабан 1, покрытый лентой Обрабатываемая деталь 2 подается под барабан конвейерной лентой 3 с помощью специальных подающих роликов Нажимной (опорный) ролик 4 служит для прижима детали к ленте.

Контактное полирование — простой и самый распространенный вид ленточного полирования. Эффективность обработки зависит не только от характеристики ленты, но и от того, насколько правильно выбран контактный ролик.

Воспринимающие давление обрабатываемой детали контактные ролики могут быть жесткими и эластичными, гладкими и рифлеными, разных диаметров и ширины.

Контактный ролик (рис. 5.15, о) состоит из корпуса 1 и обода 2. Широко используются ролики из алюминиевых сплавов, покрытые слоем эластичного материала в 3—15 мм.

 

Контактные ролики

Для полирования в основном применяют эластичные упругие ролики: резиновые, фетровые, тканевые, волнистые, набивные из гофрированных миткалевых колец с различной стежкой, пластмассовые и др. Контактные ролики из масло- и кислотостойкого пористого полиуретана предназначены для чистового полирования фасонных деталей. Они отличаются повышенной эластичностью и легко прилегают к обрабатываемой поверхности. Контактные ролики с гладким или рифленым ободом из твердой пластмассы, устойчивой к воздействию масел и других жиров, используются при больших рабочих давлениях, а также на ленточно-шлифовальных автоматах. При полировании применяют обычно ролики с гладкой, без рифлений, поверхностью (рис. 5.15,а).

 

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис. 5.15. Разновидности рабочих поверхностей контактных роликов.

 

Контактные ролики с резиновым ободом, имеющим спиральные ребра (рис. 5.15,6), увеличивают срок службы ленты и улучшают ее очистку от шлама. Контактные ролики с рифленым ободом различной твердости (рис. 5.15, в и г) предназначены для полирования плоских и фасонных деталей, а также для зачистки отливок и сварных швов, когда надо снять толстый слой металла.

Для уменьшения возникающего при работе шума на некоторых контактных роликах впадины между выступами заполняют пористой пластмассой (рис. 5 15, д и е), снижающей воздушный поток и, следовательно, уровень шума.

 

Оборудование для полирования лентами.

Этот вид обработки осуществляется на самом разнообразном оборудовании. В единичном и мелкосерийном производстве— с помощью пневматических и электрических машинок и приспособлений к металлорежущим станкам; в серийном — на универсальных, а в массовом — на специальных полировальных станках. Иногда выделяют в самостоятельную группу ленточно-полировальные головки, устанавливаемые на позиционных и агрегатных станках, а также на линиях непрерывного полирования.

Для полирования лентами могут использоваться обычные шлифовально-полировальные станки, настольные одношпиндельные станки-двигатели и другие механизмы.

Ручные полировальные машинки. При ручном полировании шлифовальными шкурками применяют пневматические и электрические машинки. Широкое распространение получили универсальные пневматические машинки. На шпиндель такой машинки надевается войлочный или резиновый диск, к которому прикрепляется шлифовальная шкурка, вырезается по размеру диска. При полировании с охлаждением через отверстие шпинделя подается СОЖ.

Шлифовальной шкуркой, закрепленной на диске машинки, полируют плоские поверхности. Внутренние поверхности обрабатывают шлифовальной шкуркой, склеенной в виде колеи, которые закрепляют на эластичном основании специальных разжимных головок, устанавливаемых на шпинделях. Разжимные головки обеспечивают быструю смену абразивных колец разной зернистости.

Представляют интерес машинки, предназначенные специально для ручного полирования лентами (рис. 5.16) Основное их назначение — зачистка деталей (рис. 5.16, а) и изготовление технологической оснастки (рис. 5.16,6).

При окончательной обработке труднодоступных поверхностей измерительных инструментов и деталей технологической оснастки необходимо обеспечить шероховатость Ra=0,32—0,52 мкм, что может быть получено при непрерывном или периодическом изменении направления движения абразивного инструмента. Раньше такая операция выполнялась вручную. В настоящее время она заменена вихревой абразивной обработкой с помощью специальных установок. Открытые поверхности больших размеров обрабатывают с помощью шлифовально-полировальных машин с вихревым движением инструмента, где в качестве инструмента используются абразивные ленты. Промышленность выпускает машины мед.

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис 5 16. Обработка на ручных машинках.

 

В настоящее время разработан ряд вихревых машин для обработки плоских и цилиндрических поверхностей в сквозных и глухих полостях деталей технологической оснастки.

Станки для полирования лентами. Как отмечалось выше, промышленность выпускает универсальные и специальные полировальные станки К универсальным двусторонним относятся станки мод. ЗБ852, ЗЬ8ЬЗ, ЗБ854 и ЗБ855. Они могут устанавливаться непосредственно на верстаке или на подставки. К этой же группе можно отнести и бесцентровые полировальное станки 3804 и 3865. Основные технические характеристики универсальных полировальных станков приведены в табл. 5.1.

Общий вид ленточно-полировального станка приведен на рис. 5 17. Абразивная лента 1, натянутая на ведомом 2 и ведущем 3 шкивах, расположена под углом к транспортерной ленте 4. Регулирование зазора для прохождения обрабатываемых деталей осуществляется с помощью маховичка 5, вращением которою поднимают или опускают стол вместе с транспортерной лентой. Станок предназначен для обработки деталей небольших размеров из стали, цветных металлов, дерева и пластмассы.

 

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

 

На бесцентровых полировальных станках мод. 3864 и 3865 обрабатывают наружные поверхности труб и круглого проката диаметром соответственно от 2 до 25 и от 5 до 100 мм и наибольшей длиной до 200 мм. Продольная подача осуществляется лентой в зависимости от угла ее поворота относительно оси шлифовального круга.

 

 

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис. 5.17. Ленточно-             Рис. 5.18. Ленточный

полировальный станок.     бесцентрово-полировальный

станок.

 

Бесцентрово-полировальный станок показан на рис. 5.18. Абразивная лента 3 устанавливается в вертикальном положении на ведомый натяжной шкив 1, контактный ролик 4 и ведущий шкив 8. Натяжение ленты производится маховичком 2 путем подъема натяжного шкива. Вращение детали и ее продольное перемещение осуществляются с помощью ленточно-роликового приспособления б, которое управляется поворотом рычага 6, Полирование может производиться как при попутном, так и встречном направлении вращения абразивной ленты. Это повышает точность обработки и стойкость ленты, так как подача детали 7 в зону резания может осуществляться с обеих кромок ленты. Применяя ленты и контактные ролики разных характеристик, можно выполнять различные операции полирования.

Плоские поверхности обрабатывают на ленточно-полировальных станках мод. 3890, ЗБ890 и 3892. Модель ЗБ890 предназначена для полирования мелких плоских деталей (массой до 10 кг). Она проста по конструкции и представляет собой жесткую раму, несущую стол, по которому движется абразивная бесконечная лента. Рама вместе с лентой может занимать горизонтальное или вертикальное положение.

На станке мод. 3892 полируют плоские поверхности деталей из стали, чугуна, цветных сплавов и неметаллических материалов. Станок имеет гидрофицированную продольную подачу 1—6 м/мин. Скорость перемещения абразивной ленты 15—25 м/с. Ширина ленты 60, а длина 2500 мм. Максимальные размеры обрабатываемых плоскостей 300X300X200 мм. Полирование производится как всухую, так и с применением СОЖ.

В крупносерийном и массовом производстве полирование с помощью абразивных лент позволило механизировать и даже автоматизировать ряд операций. Отечественная промышленность выпускает специальные шлифовально-копировальные полуавтоматы с абразивной лентой для полирования турбинных лопаток, подшипников, кулачков и других деталей. Перспективным направлением является разработка и создание станков из агрегатных узлов (головок).

Схема ленточно-шлифовального станка с двумя рабочими головками приведена на рис. 5.19, а. На станке одновременно обрабатываются две противоположные поверхности деталей 2, перемещаемых между абразивными лентами 4 и 9 транспортером. Для полирования плоских или фасонных поверхностей применяют гладкие или контактные ролики 6 и 8. Натяг ленты осуществляется роликами 5 и 7, а привод—роликами 1 и 3.

Схема многопозиционного ленточно-шлифовального станка с поворотным столом показана на рис. 5.19,6. Станок состоит из абразивной ленты 1, делительно-поворотного стола 2, контактного ролика 3, натяжного ролика 4 и загрузочного устройства 5 для установки деталей 6. Он предназначен для одновременного выполнения черновых и чистовых операций полирования.

Многопозиционные ленточные станки с поворотным столом могут быть с круговым или линейным расположением рабочих головок. Станки с линейным расположением рабочих головок применяют для многооперационной обработки плоскостей на штампованных или сварных деталях.

 

Выбор режимов полирования.

Как известно, производительность обработки и шероховатость полученной поверхности зависят от основных параметров полирования: скорости движения ленты, давления на деталь, вида СОЖ, времени контакта детали с лентой и др.

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Скорость движения ленты в большинстве случаев составляет от 10 до 40 м/с. Наибольший съем металла происходит при скорости лент на клеевой связке от 17,6 до 27 м/с, а на полимерной — от 20 до 30 м/с.

При черновом полировании с увеличением нагрузки скорость движения ленты несколько снижается. При чистовом полировании она повышается до верхнего предела. При обработке вязких и твердых материалов и пластмасс устанавливают меньшую скорость движения лентой. При ее засаливании также необходимо применять меньшую скорость.

Глубина обработки оказывает влияние на ее качество. С увеличением глубины полирования съем металла возрастает, однако стойкость ленты снижается. Увеличение глубины обработки приводит к возрастанию сил резания и снижению точности. Лучшие результаты по точности достигаются при фактической глубине обработки 10—15 мкм при однопроходном полировании.

При глубине менее 10 мкм возникают незначительные силы резания и малые удельные давления на поверхности контакта, что приводит к копированию неточностей и повышению разброса размеров.

С увеличением удельного давления возрастает съем металла, но при этом уменьшается стойкость ленты. При малом удельном давлении — 0,035 МПа (0,35 кгс/см2)—происходит быстрое затупление инструмента, а при большом — 0,09 МПа (0,90 кгс/см2)—образуются прижоги на обработанной поверхности. Оптимальные производительность, качество поверхности и стойкость ленты наблюдаются при удельном давлении 0,05—0,075 МПа (0,50—0,75 кгс/см2).

При обработке абразивными лентами обеспечивается шероховатость поверхности Ra =2,5—0,02 мкм. Она зависит от зернистости ленты, режима работы и других факторов. Так, при зернистости лент 50—25 Ra = 0,63 мкм, при зернистости 16—5 Ra =0,16 мкм, а при 4—М40 0,08 мкм.

При полировании новой лентой шероховатость поверхности несколько хуже, чем при обработке затупившейся. При использовании в качестве абразивного материала карбида кремния получают более высокие параметры шероховатости, чем при использовании электрокорунда той же зернистости.

Контактное полирование лентами цилиндрических деталей обеспечивает точность формы с отклонениями до 0,01 мм, а фасонных крупногабаритных деталей — с отклонениями только до 0,1 мм.

Абразивные ленты на тканевой и бумажных основах с зерном из нормального и белого электрокорунда и черного и зеленого карбида кремния применяют для полирования деталей из сталей, чугуна и цветных сплавов. Лентами на сарже с двойной насыпкой зерна зеленого карбида кремния полируют детали из титановых сплавов. В массовом производстве при обработке автомобильных и тракторных деталей — шеек коленчатых валов, стержней клапанов, шипов крестовины кардана и других — широко используются алмазные ленты на эластичных связках. Они обладают высокими режущими свойствами и эффективны при окончательном полировании. Труднообрабатываемые быстрорежущие и инструментальные стали целесообразно полировать эльборовыми лентами.

Применение смазочно-охлаждающнх жидкостей в основном улучшает качество полируемых поверхностей, а также сокращает время обработки и увеличивает срок службы ленты. При полировании труднообрабатываемых сталей, например нержавеющей, применяют СОЖ на Масляной основе с активными добавками серы и Хлора. При обработке чугуна — водные растворы с присадками тринатрийфосфата и азотнокислого натрия. Неметаллические детали полируют всухую. Для тонкого полирования используется густая консистентная смазка или смазка с абразивом.

 

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

 

Режимы полирования абразивными лентами деталей из различных материалов приведены в табл. 5.3. В конкретных условиях значения некоторых параметров могут изменяться, как и характер переходов.

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис. 5.20. Схема полирования лопаток: a — спинки; б — корыта.

 

Технологические процессы полирования лентами.

При проектировании технологического процесса определяют способ полирования, число проходов и характеристики лент для каждого из них, режимы обработки и вид контактного ролика.

Рассмотрим технологический процесс обработки конкретных деталей.

Полирование лопаток турбин. Сложный профиль поверхностей рабочих лопаток турбин и высокие требования к шероховатости обусловили их обработку на специальных ленточных станках, характеризующихся высокой производительностью и удобством эксплуатации.

Процесс полирования лопаток осуществляется по той Же схеме, что и обработка шлифовальным кругом, с той лишь разницей, что круг заменяется копиром 1 (рис. 5.20), прижимающим к поверхности лопатки 3 абразивную ленту 2. Последняя совершает поступательное движение со скоростью до 30 м/с. Лопатка и копир совершают колебательные движения, синхронно обкатываясь друг по другу. Обкатка может осуществляться либо в результате вращения или качения лопатки и копира вокруг неподвижных осей Оi и Ог, либо вследствие планетарного качения лопатки вокруг неподвижного копира.

Полирование лопаток производится на специальных станках мод. ХШ-185М, МВ-8850 и др. в условиях массового производства.

Станок мод. ХШ-185М работает по методу шлифования широкой абразивной лентой. Он используется для полирования вогнутой поверхности лопатки. Цикл работы полуавтоматический или с ручной подачей.

Кинематическая схема станка модели МВ- 8850 приведена на рис. 5.21. Лопатка и копир совершают колебательные движения, синхронно обкатываясь друг подругу. Натяжение ленты 2 производится с помощью ролика 1, управляемого гидроцнлиндром. Обрабатываемая лопатка 4 качается вокруг оси 5, а копир 6 — вокруг своей оси 3. Положение ленты регулируется с помощью пневматического устройства 7, питаемого сжатым воздухом от аккумулятора 8.

Режимы полирования турбинных лопаток: скорость ленты — 30 м/с; число двойных ходов каретки в минуту— 114; подача на врезание — 0,05—0,10 мм на 2 дв. хода каретки.

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис. 5.21. Кинематическая схема станка мод. MB 8850.

 

Полирование шеек коленчатых валов. Стальные и чугунные детали автомобильных и тракторных двигателей — шеек коленчатых валов, стержней клапанов, шипов крестовин кардана и др. — полируют эластичными алмазными лентами. Для получения поверхностей шероховатостью Ra =0,12—0,04 мкм рекомендуется применять алмазные ленты на связках Р4 зернистостью АСМ 20/14—60/40 со 100%-ной концентрацией алмаза. Режим обработки: скорость ленты 30 м/с; скорость детали 30—40 м/мин; удельное давление— 0,10—0,15 МПа; используется СОЖ.

На московских автомобильных заводах имени Лихачева и имени Ленинского комсомола эластичными алмазными лентами полируют шейки коленчатых валов из стали 45 твердостью 58—62 HRC. Предшествующая операция — суперфиниширование электрокорундовыми брусками зернистостью М24 до Ra = 0,63 мкм.

Режимы обработки: частота вращения детали — 100—200 об/мин; частота осциллирования в 1 мнн — 400; амплитуда колебаний детали — 4 мм; прижим ленты гидравлический. В качестве СОЖ применяется керосин. Полирование алмазной лентой обеспечило шероховатость поверхности Ra=0,25—0,1 мкм.

На Свердловском турбомоторном заводе эластичными алмазными лентами полируют шейки коленчатых валов дизельных двигателей. Валы изготовлены из стали 18Х2Н4ВА твердостью 35—41 HRC. Исходная шероховатость поверхностей Ra = 0,63—0,32 мкм.

Обработка производится лентой АС 80/63 с 50%-ной концентрацией алмаза. Режим обработки: частота вращения детали — 91 об/мин; число ее двойных ходов в 1 мин —375; величина амплитуды колебаний детали— 6 мм; удельное давление — 0,1—0,15 МПа; машинное время — 60 с. В качестве СОЖ используется керосин. После полирования (при съеме металла 2—3 мкм) шероховатость поверхности Ra = 0,16 мкм.

Алмазное, полирование нашло применение на многих ремонтных заводах при окончательной обработке шеек коленчатых валов. Вместо ручного полирования пастами ГОИ детали обрабатывают алмазными лентами на связке Р9, зернистостью АС 80/63 со 100%-ной концентрацией алмазов. Режимы обработки: частота вращения детали— 110—150 об/мин; число двойных ходов в 1 мин прижимного устройства — 30—50; амплитуда колебаний детали 4—8 мм; удельное давление ленты— 0,1—0,16 МПа. В качестве СОЖ применяется эмульсия или керосин. Такой режим обработки обеспечивает стабильное получение шероховатости поверхностей Ra—0,32—0,16 мкм и сокращение машинного времени с 10 до 1—2 мин. Полирование производится на специальных станках или на обычных металлорежущих с применением приспособлений.

 

ПОЛИРОВАНИЕ ЛЕНТАМИ

Рис. 5.22. Схема полирования плоскостей лентой.

Полирование лентами плоских поверхностей можно производить на универсальных станках по различным схемам. Одна из схем приведена на рис. 5.22. Скорость перемещения абразивной ленты — 20—30 м/с, а детали (листа)—9—18 м/мин. Ширина ленты — от 150 до 1500 мм. Лента 1 шире полируемых листов на 25—50 мм. Натяжение ее может производиться как подъемным валиком 6, так и колебательным 2. Полируемый лист прижимается к ленте. Лист опирается на резиновый контактный ролик 3 с помощью кварцитового ролика 5. Валики 4 направляют лист в зону обработки. Полирование можно производить как всухую, так и с применением СОЖ.

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий