ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ

By | 17 августа, 2011

Суперфиниширование

 

Как уже указывалось, суперфиниширование находит широкое применение в различных отраслях промышленности и осуществляется на разных видах оборудования. На центровых станках обрабатывают детали типа валов и осей — валы коробок передач, оси блоков шестерен, втулки главных шатунов, шпиндели и др. (рис. 3.20,а). На бесцентровых — иголки, ролики и кольца подшипников, клапаны, поршни, плунжеры, гладкие валы и т. д. (рис. 3.20,6). На торцесуперфинишных— поршневые кольца, шестерни, сателлиты дифференциалов, тарелки клапанов, корпуса форсунок и др. (рис. 3.20, е) . На универсальных металлорежущих станках с помощью суперфинишных головок можно обрабатывать самые разнообразные детали.

 

Обработка на центровых станках. Суперфиниширование рабочих шеек шпинделей из стали 38ХМ10А твердостью 56—63 HRC производят на центровом станке мод. ЗД870Б. Диаметр шейки — 60 мм, длина — 110 мм. По техническим условиям овальность шеек должна составлять не более 0,000 3 мм, конусообразность — 0,001 мм, шероховатость поверхности Ra =0,025— 0,012 мкм. Исходная шероховатость Ra = 0,32—0,16 мкм.

Обработку производят литыми брусками из зеленого карбида кремния 63С зернистостью М7, МЗ и M1 затри этапа — черновую, получистовую и чистовую операции.

Черновое и получистовое суперфиниширование осуществляют на режимах: частота колебания бруска — 680 дв. ход./мин; его давление — 0,2—0,3 МПа (2— 3 кгс/см2); частота вращения детали —25 об/мин; машинное время на черновой операции — 8—10 мин, на получистовой — 6—8 мин. Чистовую обработку — на режимах: частота колебания бруска — 680 дв. ход./мин; его давление —0,2—0,3 МПа (2—3 кгс/см2); частота вращения детали, в об/мин: на 1-й ступени — 25, 2-й — 120, 3-й — 360 и на 4-й —540; общее время чистовой обработки — 25 мин.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ

Для суперфиниширования рабочих шеек шпинделей используют и эльборовые бруски типа ЛБС. Операция выполняется за три перехода при следующих режимах: окружная скорость детали, в м/мин: на 1-м переходе— 15; 2-м — 62,8 и на 3-м—125,6; частота осциллирования на всех переходах — 500 дв. ход./мин; величина хода осциллирования — 6 мм; давление бруска, в МПа (кгс/см2): на 1-м переходе —0,5 (5); 2-м — 0,14 (1,4) и на 3-м — 0,1 (1). Время обработки на 1-м переходе 90, а на 2-м и 3-м — по 30 с; СОЖ — смесь из 90% керосина и 10% масла.

Обработка на бесцентровых станках. Поршневые пальцы (диаметром 10—20 мм) из стали 20твердостью 58—62 HRC обрабатывают на бесцентровых станках брусками из зеленого карбида кремния 63С зернистостью М20. Требуемая шероховатость поверхности Ra= 0,16—0,08 мкм. Исходная Ra=0,32—0,16 мкм. Суперфиниширование выполняют за одну операцию на режимах: окружная скорость детали — 20—40 м/мин; частота осциллирования бруска—1500 дв. ход./мин; величина хода осциллирования — 3 мм; давление бруска — 0,15— 0,3 МПа (1,5—3 кгс/см2); время обработки — 45 с; СОЖ — масло велоситовое плюс 1,5% олеиновой кислоты.

Поршневые пальцы из стали 40Х твердостью 52— 56 HRC суперфинишируют на бесцентровых станках брусками из зеленого карбида кремния зернистостью М14 и М10. Требуемая шероховатость поверхности Ra =0,08—0,04 мкм. Исходная Ra=0,63—0,32 мкм. Операцию осуществляют за два перехода на режимах окружная скорость детали 14 м/мин; частота осциллирования бруска — 800 дв. ход./мин; величина хода осциллирования— 3 мм; давление бруска — 0,17 МПа (1,7 кгс/см2); время обработки — 30 с; СОЖ — смесь из 85% керосина и 15% масла.

Конические ролики диаметром 20—60 мм и длиной 25—70 мм из стали ШХ 15 твердостью 62—65 HRC суперфинишируют на бесцентровом станке литыми брусками из зеленого карбида кремния 63С зернистостью М14. Режимы обработки: окружная скорость детали на 1-й ступени 6—7 и на 2-й 25—30 м/мин; частота осциллирования бруска 2000 дв. ход./мин; его давление — 0,3—0,4 МПа (3—4 кгс/см2); машинное время обработки роликов диаметром 20—30 мм—12—15 с, а диаметром 60 мм — 60 с. Исходная шероховатость поверхности роликов диаметром 20—36 мм Ra =0,2 мкм, полученная после обработки Ra =0,05 мкм.

Обработка на торцесуперфинишных станках. Плоскую поверхность диска из серого чугуна твердостью 210—240 НВ обрабатывают за две операции брусками из зеленого карбида кремния зернистостью М28 и М14 на следующих режимах: частота вращения детали — 100 об/мин; частота осциллирования бруска — 700 дв. ход./мин; амплитуда осциллирования — 5 мм; давление бруска — 0,5 МПа (5 кгс/см2) на 1-й операции и 0,3 МПа (3 кгс/см2) на 2-й; машинное время — 1 мин. Требуемая шероховатость поверхности Ra =0,1 мкм. Исходная Ra=0,2 мкм.

Суперфиниширование с наложением ультразвуковых колебаний. Как уже указывалось, при суперфинишировании деталей из материалов, имеющих низкую твердость и высокую пластичность, происходит налипание металла на рабочую поверхность бруска, что приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности.

Из теории и практики обработки металлов резанием известно, что ультразвуковые колебания режущего инструмента облегчают процесс резания, способствуют очищению его от частиц металла. Исследования показали, что наложение при суперфинишировании ультразвуковых колебаний на абразивный брусок стабилизирует процесс, обеспечивает непрекращающееся резание металла и самозатачивание бруска. При суперфинишировании в центрах с дополнительными ультразвуковыми колебаниями инструмента, направленными вдоль оси детали, съем металла на 30—70% выше, чем при обычных колебаниях бруска. При этом не происходит налипания металла на его рабочую поверхность. Шероховатость полученной поверхности Ra =0,08—0,04 мкм. Исследование ее качеств не выявило каких-либо отклонений от нормы.

На рис. 3.21 приведена схема головки для суперфиниширования желобов колец подшипников с наложением ультразвуковых колебаний. В данном случае они направлены по нормали к обрабатываемой поверхности. Применение ультразвуковых колебаний способствовало повышению производительности в 2—3 раза и обеспечению однородной поверхности шероховатостью Ra =0,05—0,025 мкм.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ

Рис. 3.21. Схема головки для суперфиниширования желобов колец подшипников: I — магпитострнктор; 2 — концентратор; 3 — державка; 4 — брусок; 5 — обрабатываемая деталь;

6 — кронштейн.

 

Ультразвуковые колебания бруска предотвращают его засаливание. Непрерывные процессы самозатачивания бруска и резания металла происходят независимо от соотношения скоростей детали и инструмента. Поэтому стала возможной обработка закаленных сталей при высоких скоростях резания (250—350 м/мин). После съема основного припуска с целью перехода к процессу трения — полирования амплитуду ультразвуковых колебаний уменьшают.

Таким образом, суперфиниширование с наложением на абразивный инструмент дополнительных колебаний с ультразвуковой частотой является эффективным направлением стабилизации и интенсификации данного процесса, а также повышения качества поверхностей труднообрабатываемых материалов.

Об этом свидетельствует и ультразвуковое суперфиниширование желобов внутреннего кольца подшипника № 308 брусками из зеленого карбида кремния 63С зернистостью М7. Режимы обработки: скорость резания на 1-й ступени 300, а на 2-й — 390 м/мин; частота осциллирования брусков — 600 дв. ход./мин; давление бруска на 1-й ступени—1,2 МПа (12 кгс/см2) и на 2-й — 0,9 МПа (9 кгс/см2); машинное время обработки на 1-й ступени — 8 с, а на 2-й — 4 с.

При этом обеспечивается съем металла 15—16 мкм на диаметр и шероховатость поверхности Ra = 0,05 мкм при исходной Ra = 0,4 мкм.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *