Обзор финишных способов абразивной обработки

Основными видами абразивной обработки являются: шлифование, доводка, полирование, струйно-абразивная, виброабразивная. Шлифованием называется абразивная обработка, при которой инструмент совершает главное движение резания, преимущественно вращательное, а заготовка при этом может совершать любое движение.

Абразивная обработка, при которой инструмент и заготовка одновременно совершают различные движения со скоростями одного порядка или при неподвижности одного из них другой совершает сложное движение, называется доводкой. К доводке относят процессы хонингования, суперфиниширования и притирки.

Доводка при одновременно выполняемых колебательном движении абразивного инструмента и вращении заготовки называется суперфинишированием. Шероховатость поверхности при суперфинишировании Rа = 0, 160 ±0, 020 мкм деталей при съеме материала 10-20 мкм на диаметр. Этот процесс осуществляется при окружных скоростях заготовки 8-40 м/мин, давлениях мелкозернистых брусков (0, 15-0, 3 МПа) при их колебательном движении с частотой от 500-600 до 2000-3000 дв. ход/мин и амплитудой 2-5 мм.

Притирка осуществляется как свободными абразивными зернами в виде суспензий и паст, так и закрепленным зерном (мелкозернистыми кругами для притирки и шаржированными притирами) и обеспечивает высокое качество поверхности деталей (шероховатость Ra = 0, 160-0, 008 мкм и ниже), а также высокую точность их размеров и формы (первый класс и выше).

Полирование применяется для улучшения чистоты поверхности деталей, приборов, устранения на них следов предыдущей обработки (штрихи, царапины, небольшие вмятины и мельчайшие неровности). Различают два вида полирования — предварительное и окончательное. Предварительное полирование применяют для механического удаления неровностей поверхности незакрепленными абразивами (в свободном состоянии) или зернами, закрепленными на рабочей поверхности полировального круга. Окончательное полирование выполняют мелкими шлифовальными порошками или мягкими эластичными кругами с нанесенными на них тонкими полировальными пастами.

Самой тонкой отделки поверхности достигают трением куска войлока или шерстяной ткани, смазанной специальной пастой. Для полировки металла. После полировки поверхность приобретает зеркальный блеск.

Отшлифованное металлическое изделие полируется с помощью специальных полировальных паст, в которые могут входить мел, известь, доломит, окиси хрома, алюминия, железа.

Шлифование — процесс массового тонкого скоростного резания-царапания металла абразивными зернами. Если рассматривать схему работы одного абразивного зерна, то она аналогична схеме снятия стружки зубом лезвийного инструмента. Однако процесс шлифования имеет свои особенности, отличающие его от резания металла лезвийным инструментом. Особенности заключаются в следующем:

1. Отсутствие у шлифовального круга сплошной режущей кромки по образующей.

2. Наличие зависимости между толщиной и шириной слоя, снимаемого одним абразивным зерном.

3. Наличие неправильной геометрической формы отдельных абразивных зерен и округленных вершин у них, создающих, как правило, отрицательные углы резания-царапания.

4. Беспорядочное расположение абразивных зерен на рабочей поверхности круга.

5. Высокие скорости резания и почти мгновенное снятие огромного количества мелких стружек.

6. Высокая твердость, термоустойчивость, хрупкость режущих элементов.

7. Динамическое воздействие каждого абразивного зерна на шлифуемую поверхность, способствующее повышению мгновенной температуры резания-царапания.

8. Наличие интенсивного скольжения абразивных зерен о металл в момент, предшествующий их врезанию.

Высокие мгновенные температуры, развивающиеся в процессе шлифования, резко повышают пластичность деформируемого металла и создают возможность снятия стружек округленными абразивными зернами круга. Поэтому высокая скорость резания, в результате которой возникает большая температура, — необходимый фактор процесса шлифования. При низких скоростях абразивный круг как режущий инструмент работать не может. Следовательно, особенности процесса шлифования обусловлены специфичностью режущего инструмента и необходимых условий для снятия металла этим инструментом. В серийном и массовом про­изводстве на внутришлифовальных станках обеспечивается обработка с точностью 5—6-го квалитета и параметром шероховатости поверхности Ra = 0, 63 ÷ 2, 5 мкм. При длительном выхаживании достигается параметр шероховатости поверхности Ra = 0, 4 мкм.

Сравнительный анализ различных способов отделочной абразивной обработки поверхностей (таблицы 10.1 и 10.2) показывает, что МАО по сравнению с другими способами обработки поверхностей обеспечивает положительный эффект, заключающийся в следующем:

- исключается шаржирование обработанной поверхности зернами абразивного материала, обеспечивается высокая точность (до 6-го квалитета);

- ускоряется процесс обработки;

- уменьшается стоимость обработки ввиду того, что ФАП во много раз дешевле корундовых и алмазных инструментов.

Таблица 10.1 - Значения параметров шероховатости поверхности

при различных способах обработки

Таблица 10.2 - Характеристики некоторых технологических параметров

при различных видах отделочной обработки