А. П. Бабичев, Ю. Н. Полянчиков, А. В. Славин



Скачать 10,54 Mb.
Pdf просмотр
страница71/78
Дата01.09.2019
Размер10,54 Mb.
1   ...   67   68   69   70   71   72   73   74   ...   78
V
0
. Для
V
в.н такого ограничения не от-


212 мечается. С целью обеспечения равномерного съема припуска при обработке некруглого отверстия рекомендуется снижать усилие раз- жима абразивных брусков. Хонингование шлицевых поверхностей по внутреннему диаметру осуществляется с применением абразивных брусков увеличенной ширины, а также хонинговальной головной, у которой абразивные бруски располагаются под некоторым углом к образующей обрабатываемого цилиндрического отверстия. В этом случае брусок постепенно изменяет пазы между шлицами. В частности такая схема н изменяется для обработки шлице- вых отверстий шестерен, изготавливаемых из конструкционных легированных сталей подвергаемых закалке или цементации (HR 56–62). Предварительное Хн осуществляется после протягивания или растачивания. Снимаемый припуск при этом составляет 0,12 – 0,18 мм на диаметр окружная скорость
V
0

=
35 м/мин, скорость возвратно – поступательного движения
V
в.п

=
6 м/мин; удельное давление абразивных бру- сков(применим к обрабатываемой поверхности) –
q =
10 – 14 кгс/см
2
; в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяется керосин. В результате предварительного н достигается точность в пределах
0,01 – 0,05 мм и шероховатость поверхности 8 класса. Аналогичным образом осуществляется Хн деталей с открытыми отверстиями и шпоночными пазами. Хонингование гладких конических отверстий осуществляется инструментом с шарнирным соединением брусков (башмака) с корпусом головки. Абразивные бруски при этом ориентируются по образующей гладкой конической поверхности, а поддержание постоянного усилия обеспечивает равномерный съем припуска. Величина пробега брусков назначается аналогично условиям хонингования гладких цилиндрических отверстий. В работе представлены результаты исследований хонингования отверстий большой длины с непрямолинейной образующей. Исследования выполнены на примере Хн каналов стволов охотничьих ружей
12 калибра диаметр отверстия – 18 мм, длина 720 мм. Решения проблемы осуществлено на основе разработки многорядной головки с по- луэластичными брусками и брусками на эластичных каучукосодержа- щих связках. Особый интерес для обработки рассматриваемых (нетрадиционных) форм отверстий представляют головки с независимым разжимом рядов брусков Хн многорядным инструментом осуществляется на коротких ходах. При этом длина хода инструмента принимается равной или большей шага расположения брусков. При таком ходе инструмента обеспечивается обработка участков поверхности с прерыванием смежных участков. При изменении диаметра смежного участка отверстия (например, увеличения со) бруски рассматриваемого ряда соответственно изменять свое положение и при возвращении на свой участок вследствие самообращения клинового механизма разжи- ма брусков их давление на обрабатываемую поверхность изменится возрастет. При этом изменится (увеличится) интенсивность съема металла. Гибкие бруски разжимаются непосредственно давлением масла даваемого в подбрусковые полости, головки. Среди нетрадиционных схем процесса Х
н рассматривается его разновидность – электрохимического и механического воздействия для съема металла с обрабатываемой поверхности. В качестве ТЖ при электрохимическом Хн могут применяться водные и неводные растворы различных солей, кислот и оснований. Выбор ТЖ обусловлен электрохимическими свойствами обрабатываемых материалов. Электрохимическое Хн может осуществляться как на постоянном токе, таки на переменном. В последнем случае производительность ниже. Разработана схема хонингования наружных поверхностей. Процесс Хн наружной поверхности происходит также как и внутренний. Различие состоит в конструкции хонинговальных головок. В процессе обработки головка закреплена неподвижно вращательные и возвратно поступательные движения сообщаются обрабатываемой детали. Такая схема применяется для обработки деталей большого диаметра. Существуют другие схемы наружного Хн. Обрабатываемая деталь неподвижна головка совершает вращательные и возвратно-поступательные движения деталь совершает только вращательное, а головка возвратно- поступательное движение. Наружное Хн обычно осуществляется на станках горизонтального типа. В работе представлены результаты исследований обработки плоских поверхностей абразивными брусками. В упомянутой работе процесс назван шлифованием. Более правильно называть его Хн. Путем выбора оптимальных характеристик брусков и регулирования параметров обработки (скорости резания, давления разжима брусков) представляется возможным управлять процессом обработки, осуществляя на первой стадии непрекращающееся резание металлов в течение достаточно длительного времени, необходимого для устранения исходных погрешностей формы и размеров заготовки, удаление дефектного слоя и обеспечение требуемой шероховатости. Скорость съема при этом составляет 2 – 4 мкм/с. Для получения поверхности с малой шероховатостью (
R
a
= 0,1 – 0,3 мкм, а также для создания благоприятного микрорельефа поверхности деталей и состояния поверхностного слоя металла процесс обработки на заключительной стадии может быть переведен в режим преобладающего граничного трения, при котором съем металла сокращается, а брусок выглаживает обраба-


214 тываемую поверхность. Такой подход можно осуществить, изменяя параметры обработки повышать скорость вращения хонголовки и уменьшать давление разжима брусков. При хонинговании брусок постоянно соприкасается по всей рабочей поверхности, причем в начальный момент времени брусок при- рабатывается к обрабатываемой поверхности. Такой контакт пары брусок – заготовка способствует повышению производительности обработки и точности формы детали. Давление разжима брусков принимают в пределах 0,1 – 1,0 МПа, скорость резания – 15 – 60 м/мин, что враз ниже, чем при шлифовании. В результате при хонинговании тепловыделение в зоне обработки значительно ниже, чем при шлифовании, а контактная температура не превышает 150 – 200 С. Таким образом, отсутствуют физические причины для образования в поверхностном слое микротрещин и прижогов, а также остаточных напряжений растяжения. Для проведения обработки с высокой постоянной интенсивностью съема металла необходимо создавать в зоне микрорезания непрерывный режим самозатачивания бруска [6, 13] или придавать хонинговальной головке дополнительные колебания с частотой 6 – 11 Гц [14], что, по сравнению с обычным хонингованием, позволяет повысить съем металла до 40 %. Значительное повышение точности размеров обеспечивается при использовании метода ЦХД – центробежно-хонинговальной доводки, когда бруски получают радиальное перемещение к обрабатываемой поверхности под действием центробежных сила в обратном направлении – под действием упругих сил. В работе [12] приведена информация о путях и способах повышения точности и качества обработанных поверхностей, уменьшения износа абразивного инструмента при хонинговании
1) электрохимическое хонингование
2) использование при хонинговании различных видов колебаний осцилляции) инструмента
3) наложение магнитного поляна процесс хонингования
4) использование абразивных элементов различной конфигурации с применением дополнительных движений этих элементов
5) смещение абразивного инструмента в конце рабочего хода хонголовки;
6) применение периодического выхаживания входе процесса обработки
7) применение двух комплектов брусков с различным усилием прижима
215 8) хонингование с параллельной обработкой поверхности элементами из уплотненной пластмассовой мононити;
9) изменение температуры технологической среды
10) назначение оптимальных режимов микрорезания;
11) изменение скорости микрорезания в течение процесса обработки. Исследования электрохимического хонингования представлены в работах [7, 8, 20, 25] и других источниках. Сущность метода заключается в том, что образующуюся при анодном растворении пассивирующую пленку на поверхности заготовки снимают абразивными брусками, активизируя тем самым анодное растворение материала поверхностного слоя. Совместное воздействие электрического тока и абразивных зерен на обрабатываемую поверхность повышает производительность, точность размеров и геометрической формы. Эффективность электрохимического хонингования наиболее заметна при обработке высоколегированных статей и сплавов с высокой твердостью поверхности. Повышение технико-эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания эффективно достигается благодаря применению метода плосковершинного хонингования гильз цилиндров. Сущность метода [23] заключается в создании микрогеометрии обработанной поверхности, при которой повышается опорная (несущая) поверхность и износостойкость деталей при обеспечении необходимой маслоемко- сти за счет сетки рисок (углублений и опорных площадок. Такая мик- рогеометрия поверхности достигается сочетанием предварительного хонингования брусками повышенной зернистости на металлических связках с последующим хонингованием брусками на эластичных связках. Анализ профилограмм обработанных поверхностей показал, что процесс обеспечивает увеличение опорных поверхностей при одновременном повышении маслоемкости гильз двигателей, что положительно влияет на эксплуатационные показатели двигателей (повышение износостойкости. Основным видом износа алмазных брусков при хонинговании вязких материалов является срезание связки сходящей сливной стружкой. Образование сливной стружки требует увеличенных объемов зазора в контакте для ее размещения и исключения возможности засаливания инструмента. Этого позволяет избежать метод роторного хонингования. Сущность метода заключается в применении специально разработанных хонинговальных головок с принудительно вращающимися алмазными роликами. Планетарный механизм головки позволяет изменять в широком диапазоне скорость встречного вращения алмазных роликов. Метод роторного хонингования исключает возможность


216 разрушения связки сливной стружкой, которая автоматически выбрасывается из зоны микрорезания благодаря линейному контакту инструмента с деталью и встречному вращению роликов. Одновременно снижается интенсивность адгезионного и диффузионного износа алмазов благодаря кратковременности контакта ибо- лее эффективному охлаждению алмазных роликов. Скорость микроре- зания при роторном хонинговании определяется как суммарная от скорости вращения головки и дополнительного вращения роликов, что заметно повышает интенсивность процесса обработки. Одним из перспективных методов хонингования является вибрационное хонингование, сущность которого состоит в наложении на деталь или инструмент колебаний (дополнительного осциллирующего движения) [29]. Принципиально все виды вибрационного хонингования могут быть классифицированы по характеру кинематики перемещения) с осевой осцилляцией
2) с круговой осцилляцией
3) с радиальной осцилляцией
4) скомбинированной осцилляцией (например, осевой в сочетании с радиальной. Кроме того, имеет значение и объект, к которому приложены колебания – обрабатывается деталь с приспособлением для ее крепления или хон. Поданным работы [36], хонингование с осевой осцилляцией хона способно повысить производительность дои рекомендуется для обработки отверстий диаметром до 50 мм. Исследованиями
[9] также доказано преимущество хонингования с осевой осцилляцией, причем целесообразно повышение частоты до 100 – 150 Гц при амплитуде мм. В этом случае скорость съема металла абразивными брусками увеличивается враз по сравнению с обычным хонингованием с одновременным уменьшением удельного расхода инструмента. Однако из-за больших ускорений, возникающих при высоких частотах, такой метод хонингования можно использовать лишь при обработке деталей с малой массой, например, плунжерных втулок и т.д. Причины высокой эффективности применения осевой или круговой осцилляции показаны в исследованиях, выполненных в МВТУ им. Н. Э. Баумана [19]. Первой и наиболее важной из них является непрерывная смена направления действия силы микрорезания на каждое отдельное алмазное зерно и улучшение очистки зерен от стружки вследствие циклического характера процесса микрорезания. Применение вибраций подобно периодическому изменению направления вращения хона, которое также изменяет направление силы, действующей на зерно.
217 Второй причиной повышения эффективности процесса микроре- зания при наложении осевой или круговой осцилляции является увеличение числа режущих зерен вследствие уменьшения вероятности попадания последующего зерна вслед предыдущего. Третья причина заключается в том, что с увеличением частоты колебаний возрастает ускорение поступательного движения, а это также приводит к повышению съема металла. Так, увеличение ускорения от 6,1 до 30,1 мс повышает съем металла в 2 раза. Применение осцилляции не только повышает съем металла, но и заметно увеличивает скорость уменьшения исходного отклонения от круглости. Нагрев деталей при виброхонинговании меньше, чем при обычном хонинговании, а вымывание шлама из зоны контакта происходит интенсивнее благодаря периодическому разрыву контакта и небольшому вспениванию СОЖ. Уменьшение нагрева деталей способствует повышению точности обработки. Фирмой Micromatic создан новый способ обработки, сочетающий гальваническое осаждение металла с одновременной обработкой поверхности детали хонингованием (Hone-Forming) [32, 33, 34]. При этом получены высокие скорости осаждения (враз больше, чем при обычном электроосаждении) меди, никеля, никеля с карбидом хрома, цинка, олова и некоторых сплавов. Плотность тока составляла
200 – 6000 А/дм
2
В гальваностегии скорость электроосаждения ограничена, главным образом, вследствие истощения реагирующими ионами слоя электролита, прилегающего к обрабатываемой поверхности, те. диффузия не обеспечивает подачу к электроду реагирующих ионов и лимитирует скорость реакции. Уменьшив толщину истощенного диффузионного слоя, можно увеличить скорость осаждения. Сущность метода гальванического хонингования заключается в прерывистом контакте покрываемой поверхности с твердыми зернами абразива. В зоне контакта абразив временно удаляет с покрываемой поверхности диффузионный слой, истощенный реагирующими ионами, водородную пленку, а также различные примеси и загрязнения, тормозящие реакцию. При отводе зерен абразива контакт электролита с электродом восстанавливается, и снова происходит осаждение. Таким образом, многократный разрыв катодной пленки практически снимает диффузионные ограничения и дает возможность применить большую плотность тока и получать высокие скорости осаждения. Таким методом были получены мелкозернистые, однородные по толщине, мерные покрытия с хорошей адгезией, имеющие более высокую твердость, чем покрытия, получаемые в обычном процессе электро- осаждения.


218 Этот способ применяют при обработке стальных блоков акси- альнопоршневых гидромашин для осаждения бронзового покрытия на поверхность отверстия. Это позволило уменьшить расход бронзы (ранее весь блок изготавливали из бронзы. Гальваническое хонингование применяют для восстановления изношенных или бракованных деталей, например, шатунов, диаметр отверстий которых больше предельно допустимого. Зубчатые колеса и втулки, центрируемые на шлицевых валах по наружному диаметру шлицевого соединения, являются массовыми изделиями во многих отраслях машиностроения. Такие зубчатые колеса (втулки, изготавливаемые из сталей 18ХГТ, 20ХНЗА, 25ХГТ, 30
ХГТ и др, подвергают цементации и закалке до твердости HRC 56...
63, в результате чего их отверстия неравномерно деформируются. Так, поле рассеивания центрирующего диаметра отверстия после термообработки достигает 0,2 мм, а погрешность формы – 0,1 – 0,4 мм. Устранение этих нежелательных последствий не практикуется, т.к. шлифование центрирующих поверхностей часто неприемлемо из-за сравнительно небольших диаметров отверстий и низкой производительности процесса, а протягивание и дорнование непригодны вследствие высокой твердости детали. Поэтому для обеспечения собираемости соединения «шлицевой вал – шлицевая втулка, необходимо увеличить диаметр шлицевого отверстия, а это снижает долговечность втулки и усиливает шум при работе механизмов. Для повышения точности центрирования шлицевых деталей в
НИИТракторосельхозмаше разработан новый способ обработки их центрирующих поверхностей – вибрационное алмазное шлицехонин- гование [29]. Идея способа состоит в том, что выполненный в виде шлицевого вала хон вводят в отверстие детали, бруски хона разводят до контакта с обрабатываемой центрирующей поверхностью, нагружают определенным давлением и сообщают детали относительно хона вдоль его оси) возвратно-поступательное движение. Для интенсификации съема металла хону придают дополнительно угловые колебания. Алмазное шлицехонингование не искажает положения оси шлицевого отверстия относительно зубчатого венца, полученного при нарезании зуба, т.к. хон после ввода его в шлицевое отверстие расширяется сне- большим радиальным давлением и незакрепленная деталь ориентируется относительно брусков хона (зависает на хоне»), затем деталь жестко закрепляется между двух самоустанавливающихся шаровых опор и применяется обработка. Чтобы повысить равномерность износа брусков, а также точность и производительность обработки, процесс периодически прекращают, хон выводят из обрабатываемого отверстия, поворачивают
219 его на угол, равный или кратный углу между соседними шлицами детали, снова вводят хон в шлицевое отверстие и продолжают обработку. Каждый такой период времени называют подциклом хонингования. В результате один и тот же брусок хона последовательно обрабатывает различные впадины шлицев, а каждая впадина обрабатывается различными брусками. Применение периодического поворота несколько расширяет технологические возможности процесса, т.к. одними тем же хоном могут быть обработаны шлицевые отверстия с разным числом шлицев, например, четырехбрусковым хоном можно обрабатывать отверстия си шлицами. Как периодические повороты, таки угловые колебания хона уменьшают число алмазных зерен, пластически деформирующих металл, и увеличивают число режущих зерен, что способствует повышению производительности процесса. Хонингованием успешно обрабатывают не только отверстия, но и наружные цилиндрические поверхности. Так, фирма Nagel применяет для наружного хонингования трехбрусковые приспособления, монтируемые на столе вертикально-хонинговального станка. Каждый из трех брусков закреплен в независимом держателе и прижимается к обрабатываемой поверхности с помощью гидроцилиндра. В тех случаях, когда хонингованием необходимо устранить значительную исходную погрешность формы и получить минимальное отклонение от круглости, может быть использовано охватывающее алмазное хонингование, разработанное в НИИТракторосельхозмаш [29]. Новый метод обработки наружной поверхности компрессионных поршневых колец повышает их износостойкость до 6000 ч непрерывной работы благодаря сохранению большого слоя хрома. При этом пакеты поршневых колец устанавливают и закрепляют с помощью специальной оправки, конструкция которой оказывает значительное влияние на результаты обработки ив первую очередь, на величину радиального зазора. После ввода колец в ориентирующую гильзу продольное перемещение оправки прекращается и включается механизм сжатия пакета. Затем оправка, несущая пакет колец, опускается в зону микрорезания, включается вращение и возвратно- поступательное перемещение пакета, алмазные бруски под давлением подаются на пакет колец до контакта сними, и производится цикл хонингования. Через 30 – 90 с оправка возвращается в исходное положение, кольца освобождаются, вновь вводятся в ориентирующую гильзу, зажимаются и подаются в зону обработки. Такие циклы обработки повторяются 3 – 7 разв зависимости от исходного качества и обрабатываемости хромового покрытия.


220 Считается [24], что алмазное наружное хонингование с наложением ультразвуковых колебаний по производительности эквивалентно чистовому шлифованию, причем наиболее целесообразно применять его при обработке деталей из труднообрабатываемых материалов (титановых сплавов, жаропрочных сплавов на никелевой основе и др, а также деталей, испытывающих воздействие высоких нагрузок при значительной частоте вращения, и высокоточных деталей. Разработаны, исследованы и внедрены наряде предприятий неразъемные концентраторы-брускодержатели ступенчатой, конической и экспоненциальной формы с числом брусков от одного до четырех. Неразъемный ступенчатый концентратор-брускодержатель имеет цилиндрическую входную и профильную выходную части. Форма профильной части изменяется по длине ступени, но площадь ее поперечного сечения остается постоянной, что обеспечивает одинаковую амплитуду ультразвуковых колебаний по всей длине бруска. Для наиболее благоприятной передачи энергии УЗК от первой ступени концентратора ко второй сечение вначале второй ступени имеет круглую форму, а затем постепенно переходит в прямоугольную в конце второй ступени сечение имеет такие же размеры, как и сечение абразивного бруска (для брускодержателя с одним бруском.
Рис. 5.33. Одноинструментная схема ХН некруглого отверстия длинномерной детали


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   67   68   69   70   71   72   73   74   ...   78


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница