Оздоблювальні види обробки
1.Чистове обточування. Застосовуютьдва види обточування: з малою подачею звичайними чистовими різцями і великоюподачею широкими різцями. Найбільше розповсюдження отримало обточування з малоюподачею звичайними чистовими різцями. При цьому не виникає великих зусильрізання і досягається висока точність обробки. Недоліком першого методу є йогонизька продуктивність.
Обточування широкими різцями з великими подачами в десятки разів продуктивніше,ніж при звичайному чистовому точінні.
Отримання якісної поверхні оброблюваної деталі вимагає дотриманнянаступних умов:
• Леза різця повинні бути ретельно наточені.
• Головне лезо різця, яке встановлене на верстаті, треба розташуватипаралельно осі обертання заготовки.
• Довжина головного леза широких різців, що залежить від подачі,повинна бути не менш двох подач .
2. Тонке (алмазне) точіння. Здійснюється алмазними різцями або різцями, обладнаними твердими сплавамичи керамікою, при високих швидкостях різання, малій подачі та малій глибинірізання.
Швидкісні верстати з частотою обертання шпинделя 1000-8000 об/хв, щозастосовуються для тонкого точіння, мають відрізнятися високою точністю тажорсткістю. На цих верстатах не рекомендується виконувати інші операції.Виконуючи роботу твердосплавними різцями, застосовують змащувально-охолоджуючурідину, яка подається великим неперервним потоком. Це робиться для запобіганнярозтріскуванню пластинок твердого сплаву. Для охолодження і видалення дрібноїстружки обдувають зону різання стисненим повітрям.
Говорячи про алмазні різці, слід сказати, що ними обробляютьздебільшого сплави з кольорових металів і сплавів (міді, бронзи, латуні,пластмаси тощо), при яких швидко засалюється шліфувальний круг. В наші часи алмазнірізці застосовуються і для обробки чорних металів.
3. Швидкісне шліфування. Здійснюється м’якимидрібнозернистими шліфувальними кругами при великій робочій швидкості (більше 40м/с), малій коловій швидкості оброблюваної деталі (до 10 м/хв), а також прималій глибині різання (до 5 мкм). Шліфування супроводжується підсиленим охолодженнямдеталі, яка піддається обробці.
4. Притирка. Застосовуютьдля кінцевого оздоблення попередньо відшліфованих поверхонь деталей. Притираннязовнішніх циліндричних поверхонь здійснюють притирами, чавунними, мідними,бронзовими або свинцевими втулками, внутрішні діаметри яких мають бути більшіза діаметр поверхні, що притирається, на 0,15 мм при чорновій і на 0,5 мм при чистовій. При притирці втулками їх змащують рівним тонким шаромдрібного абразивного порошку з мастилом чи доводочною пастою.
Операцію по притиранню зовнішніх циліндричних поверхонь в одиничномувиробництві здійснюють на звичайних токарних верстатах, а в крупносерійному і масовому– на спеціальних притиральних верстатах.
Як абразивний порошок використовують корунд, окис хрому, окис залізатощо. Пасти складаються з абразивних порошків, хімічно активних речовин і маютьрізний склад.
5. Хонінгування. Застосовуютьдля механічної доводки попередньо розгорнутого, шліфованого або розточеногоотвору. Оброблюючим інструментом слугує особлива головка, яка обертається, –хон зі встановленими по колу шістьма та більше абразивними чи алмазнимибрусками. Бруски закріплені в металевих колодках і за допомогою особливогомеханізму можуть розтискатися в радіальному напрямку.
Головку зв’язують зі шпінделем хонінгувального верстата не жорстко, а шарнірно,так, щоб вона могла самовстановлюватися по отвору деталі, яка обробляється.Деталь при цьому закріплена на столі верстата. Для хонінгування виготовляютьодно- та багатошпіндельні верстати з гідравлічною подачею.
Під час обробки застосовується охолодження оздоблюваної поверхнісумішшю керосину з мінеральним мастилом. Це охолодження сприяє також видаленнюабразивних зерен з оброблюваної поверхні.
6. Суперфінішування. Процес“наддоводки” чи суперфінішування провадять для зменшення і без того малоїшорсткості поверхні, отриманої після шліфування. Оздоблення поверхні проводитьсяголовкою з шліфувальними брусками, які коливаються. Швидкість різання при цьомуневелика – 0,05-2 м/с; тиск брусків на поверхню деталі теж незначний –0,005-0,2 МПа.
Суперфінішування виконують на особливих верстатах або на верстатізагального призначення (наприклад, токарному) за допомогою оздоблюваноїголовки. Більша жорсткість встановлення, тиск брусків на поверхню протягомодного оберту деталі дозволяють не тільки зменшити шорсткість, а й деякою міроюпокращити точність форми поверхні.
7. Полірування. Процесполірування полягає в чистовій обробці для отримання якісних гладеньких поверхонь,які мають блискучий, дзеркальний вигляд. Поліруванням не покращують недоліки геометричноїформи поверхні і не забезпечують високої точності розмірів. Перед поліруванням грубооброблені поверхні деталі попередньо обробляють для наступної зачистки.Полірування здійснюють або вручну шліфувальною шкуркою, або за допомогоюособливих головок, на які встановлюють м’який полірувальний круг з нанесеним нанього дрібнозернистим абразивним порошком, змішаним з мастилом. Матеріалом дляполірувальних кругів слугує повсть, фетр, парусина, шкіра. Шліфувальні шкуркивиготовляють з шліфзерна та шліфпорошків, які наклеюються на папір чи натканину.
Для надання зачищуваній поверхні блиску її трохи змащують машинниммастилом чи керосином з доданням 2,5% олеїнової кислоти або застосовуютьособливі полірувальні пасти.
У крупносерійному та масовому виробництві полірування проводять вбагатошпіндельних полірувальних автоматах.
8. Обкатування поверхонь. Обкатування поверхонь заготовки роликами, що вільно обертаються, абокульками є різновидом оздоблювальної обробки, яка полягає в пластичномудеформуванні поверхневого шару заготовки, згладжуванні його нерівностей ізміцненні. Операцію по обкатуванню проводять на токарних верстатах, післячистової обробки поверхні.
Ця операція замінює зачистку шліфувальною шкуркою або шліфування.Державки, які застосовуються при обкатуванні, закріплюються в різцетримачахтокарного верстата. Конусність та еліптичність поверхонь при обкатуванні незмінюються. Обкатування є більш продуктивним та менш трудомістким способом, на відміну від шліфування.
9. Ультразвуковаабразивна обробка (УАО). Її сутність полягає у змініформи, розмірів, шорсткості і властивостей поверхонь заготовок і деталей, якіобробляються, за рахунок знімання матеріалу припуску крихким сколюванням мікрообсягів при імпульсному силовому впливі абразивного інструменту зультразвуковою частотою, тобто при обробці використовується енергіяультразвукових коливань.
УАО є ефективноюпри обробці заготівок із конструкційних матеріалів, які мають низькуоброблюваність різанням, електрофізичним і електрохімічним методами обробки(заготівки з крихких, твердих і хімічно нестійких матеріалів, таких як: скло,алмаз, кварц, напівпровідники тощо).
Особливістю УАО єте, що перед обробкою заготівки із твердих чи крихких матеріалів приклеюють допідкладки з віконного скла, що попереджує появу на них сколювань.
УАО використовуютьу наступних технологічних операціях:
• Ультразвуковавирізка використовують для формоутворення заготівок по зовнішньому контуру(наприклад при виготовленні годинників та електронної апаратури).
• Ультразвуковашліфовка використовується переважно для чистої обробки пласких зовнішніхповерхонь замість шліфування алмазним інструментом, при цьому виключаються такідефекти, як тріщини, знижується шорсткість поверхонь і підвищуєтьсяпродуктивність (приблизно у два рази), а також досягається висока точністьоброблюваної поверхні.
Ультразвуковевидалення заусенців засновано на абразивному руйнуванні заусенців. При цьомуспособі УАО обробка проводиться у робочій рідині, де заготівки обробляютьсяультразвуком. Такий вид обробки заусенців успішно використовується при їхусуненні на металічних деталях, які отримані при штампуванні методами вирубки,на литих деталях із пластмас.
Суттєвим недолікомУАО є швидке зношення абразивного інструменту, особливо його торця. Дляусунення цього недоліку інструмент виготовляють із пластичних, але при цьомудостатньо твердих відпечених сталей чи із латуні (для інструменту складноїформи робочої частини).
Фізико-хімічніметоди обробки матеріалів (ФХО) відносять методи, якізабезпечують знімання матеріалу, що обробляється в результаті фізико-хімічнихпроцесів.
Методи ФХО застосовують при наступних операціях:
• калібрування (електрохімічне і електрофізичне): виконують післямеханічної обробки шнеків, при цьому точність деталей збільшується, ашорсткість – зменшується;
• оздоблювальні операції: видалення заусенець (ФХО дозволяє видаляти їху важкодоступних місцях) і полірування поверхонь;
• полірування (електрохімічне і електрофізичне): поліпшує мікрогеометрію деталей, знижує її шорсткість (в середньому на 2-3 класи), надає їйдзеркального блиску.
10. Електрохімічне полірування. Широко застосовують два види обробки деталей після механічної обробки тахолодної штамповки для надання їх поверхням блиску. Електрохімічне поліруванняпроводять в електрохімічній ванні. Поміщена у ванну деталь слугує анодом.Серйозними недоліками електрохімічного полірування є складність забезпеченнярівномірного зняття металу з різних ділянок деталі, мала точність обробки інезначне зменшення розмірів великих нерівностей у погано оброблених поверхонь.
11. Анодна електорохімічна обробка (ЕХО).Анодна ЕХО відбувається в результаті анодного розчинення металу. Її доцільнозастосовувати для важко оброблювальних механічними методами матеріалів. Цейпроцес відбувається за відсутністю контакту між заготовкою та інструментом, щоробить його придатним і для обробки тонкостінних деталей, які легкодеформуються при механічній обробці; а також деталей з крихкого матеріалу, щосхильні до утворення тріщин і, внаслідок цього, погіршення експлуатаційнихякостей деталей.
Перевагами анодної ЕХО можна вважати:
• практичну відсутність зносу інструменту;
• поліпшення якості поверхні деталі;
• підвищену точність обробки.
Суттєвим недоліком методу є те, що висока електропровідність розчинівелектролітів призводить до низької локалізації процесу знімання металу ірозчинення металу не тільки в призначеній зоні, а й у прилеглих до неїдільницях поверхні деталі.
12. Катодна ЕХО. Катодна ЕХО характеризуєтьсяпроцесом протікання електричного струму у електрохімічній системі, при цьомуіони металу із розчину виділяються на катоді (катодом є форма). Після утворенняна формі шару металу необхідної товщини копію відділяють від форми і отримуютьдеталь.
Переваги катодної ЕХО:
• вона має високу точність відтворення геометричної форми моделі іточним копіюванням рельєфу поверхні;
• цей вид ЕХО дозволяє знизити трудомісткість виготовлення деталей впорівнянні з традиційними механічними методами обробки, скоротити чисельністьробітників.
Суттєвим недоліком можна вважати те, що при проведенні процесу устаціонарних гальванічних ваннах цей процес є вельми тривалим, до того ж затаких умов великою є можливість виникнення шорсткостей.
На відміну від електрохімічного полірування електрохімічна
обробка в проточному електроліті (ЕХО) відрізняєтьсябільшою інтенсивністю зняття металу, яка досягається збільшенням у кілька сотразів густини струму (до 300 А/см2) та енергійним змиванням з оброблюваноїповерхні оксидної плівки, яка утворюється в процесі роботи. Катоду-інструментупри даному методі обробки надається форма оброблюваної поверхні деталі-анода, ів малий зазор між ними (0,25-0,06 мм) з великою швидкістю (25-40 м/с) насосомпрокачується електроліт. Через свою високу продуктивність та економічністьметод ЕХО витіснив механічну обробку в операціях по оздобленню деталей вкрупносерійному та масовому виробництві.
13. Плазмова обробка. При її використаннівідбуваються фізичні процеси, завдяки яким в результаті впливунизькотемпературної плазми виникають зміни складу, структури або фізичногостану матеріалу, який обробляється, що в свою чергу призводить до зміни формичи геометричних розмірів заготівки. Для плазмової в якості робочого інструментутакож використовують спеціальні установки – плазмотрони (генераторинизькотемпературної плазми).
Плазмову обробку застосовують для наступних операцій:
• випал та модифікація поверхні матеріалу;
• плазмове напилення та наплавлення;
• закалювання ;
• карбідізація;
• лазурування тощо.
14. Лазерна обробка. Цей вид обробкизаснований на впливі на матеріал заготівки сфокусованого поліхроматичного(монохроматичного) випромінювання, яке викликає нагрівання, плавлення та (або)випарування матеріалу, який обробляється. Для цього виду обробкивикористовуються спеціальні установки, в якості робочого інструменту, такі як:газові або гелій-неонові лазери.
Лазерну обробку використовують для таких операцій:
• вирізання заготівок;
• модифікація поверхні матеріалу
• нанесення маркування;
• локальне легування;
• пайка тощо.
Переліквикористаної літератури
1. Технология производства ЭВМ / А.П. Достанко, М.И.Пикуль, А.А. Хмыль: Учеб. – Мн. Выш. Школа, 2004 – 347с.
2. Технология конструкционных материалов: Учебник длямашиностроительных специальностей ВУЗов / А.М. Дольский, И.А. Арутюнова, Т.М.Барсукова и др.; Под ред. А.М. Дольского. – М.: Машиностроение, 2005. – 448с.
3. Основи матеріалознавства і технологіяконструкційних матеріалів./ В.М. Мартин, І.Й. Бочар. Тернопіль, 2003.