Сделай Сам Свою Работу на 5

Методы отделки поверхностей чистовыми резцами и шлифовальными кругами





Тонким обтачиванием иногда заменяют шлифование. Процесс осуществляется при высоких скоростях резания, малых глубинах иподачах. Находят применение токарные резцы с широкими режущими лезвиями, расположенными строго параллельно оси обрабатываемой заготовки. Подача на оборот заготовки составляет не более 0,8 ширины лезвия, а глубина резания — не более 0,5 мм. Это приводит к уменьшению шероховатости обрабатываемой поверхности.

Алмазными резцами обтачивают заготовки из цветных металлов и сплавов, пластмассы и другие неметаллические материалы. Обладая очень высокой стойкостью, алмазные резцы продолжительное время работают без подналадки и обеспечивают высокую точность.

Тонкое обтачивание требует применения быстроходных станков высокой жесткости и точности, а также качественной предварительной обработки заготовок. Это же необходимо при тонком строгании. Применяют и тонкое фрезерование.

Тонким растачиванием заменяют шлифование, особенно в тех случаях, когда заготовки выполнены из вязких цветных сплавов, либо из стали, но являются тонкостенными. Тонкое растачивание целесообразно при точной обработке глухих отверстий или когда по условиям работы детали не допустимо, чтобы абразивные зерна оставались в порах обработанной поверхности.



Режимы резания при тонком растачивании аналогичны режимам при тонком обтачивании. Необходимо использование жестких станков и исключение вибраций шпинделей и оправок с расточным инструментом. Расточные резцы выполняют из твердого сплава или алмазов.

Тонкое шлифование производят мягким, мелкозернистым кругом при больших скоростях резания (vк > 40 м/с) и очень малой глубине резания. Шлифование сопровождается обильной подачей охлаждающей жидкости. Особую роль играет жесткость станков, способных обеспечить безвибрационную работу.

Для тонкого шлифования характерен процесс «выхаживания». По окончании, например, обработки вала подача на глубину резания выключается, а продольная подача не включается. Процесс обработки, тем не менее, продолжается за счет упругих сил, возникающих в станке и заготовке, когда они были деформированы силой резания при шлифовании с подачей на глубину. В таком режиме станок работает некоторое время, силы резания постепенно уменьшаются, становясь исчезающе малыми, а точность обработки значительно повышается.



Полирование заготовок

Полированием уменьшают шероховатость поверхностей заготовок. Этим методом получают зеркальный блеск на ответственных частях деталей (дорожки качения подшипников), либо на деталях для декоративных целей (облицовочные части автомобилей).

Обрабатывают полировальными пастами или абразивными зернами, смешанными со смазкой. Эти материалы наносят на быстро вращающиеся эластичные круги (например, фетровые) или колеблющиеся щетки. Хорошие результаты дает полирование быстродвижущимися бесконечными абразивными лентами (шкурками). Заготовку подводят к носителю пасты или абразива и перемещают так, чтобы вся поверхность подвергалась обработке. При полировании фасонных поверхностей заготовки, как правило, перемещают вручную, а при полировании плоских, цилиндрических и конических поверхностей могут быть использованы полировальные станки.

В зоне полирования одновременно происходят следующие основные процессы: тонкое резание, пластическое деформирование поверхностного слоя, химические реакции — воздействие на металл химически активных веществ, находящихся в полировочной пасте. Качество и эксплуатационные свойства полированной поверхности зависят от того, какой из указанных процессов имеет преобладающее значение. При полировании абразивной шкуркой положительную роль играет подвижность ее режущих зерен. Эта особенность шкурок приводит к тому, что зернами в процессе обработки не могут наноситься микроследы, глубина которых значительно отличается друг от друга. В ходе полирования происходит постепенный переход от процесса резания к процессу выглаживания.



В качестве абразивного материала применяют порошки из электрокорунда и окиси железа при полировании стали; карбида кремния и окиси железа при полировании чугуна; окиси хрома и наждака при полировании алюминия и сплавов меди. Порошок смешивают со смазкой, которая состоит из смеси воска, сала, парафина и керосина. Пасты могут содержать абразивные материалы: крокус, окись хрома, венскую известь и др. Полировальные круги изготовляют из войлока, фетра, кожи, капрона, спрессованной ткани и других материалов.

Полируют на больших скоростях (до 40—50 м/с). Заготовка поджимается к кругу усилием Р (рис. VI.131, а) и совершает движения подачи sпр и sкр в соответствии с профилем обрабатываемой поверхности. Полирование лентами (рис. VI.131, б) имеет ряд преимуществ. Рабочая поверхность ленты значительно превышает рабочую поверхность круга, вследствие чего происходит интенсивное рассеяние теплоты. Эластичная лента огибает всю шлифуемую поверхность. Поэтому движений подачи может не быть.

Главное движение при полировании иногда совершает и заготовка 3, имеющая, например, форму кольца с фасонной внутренней поверхностью (рис. VI.131, в). Абразивная лента 1 поджимается через полировальник 2 к обрабатываемой поверхности и периодически перемещается (движение sпр).

Полировать можно в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Заготовки, закрепленные на транспортере, непрерывно перемещаются относительно круга или ленты. Детали снимают на ходу транспортера.

В процессе полирования не удается исправить погрешности формы, а также отдельные местные дефекты предыдущей обработки.

4. Абразивно-жидкостная отделка

Отделка объемно-криволинейных и фасонных поверхностей обычными методами вызывает большие технологические трудности. Она требует использования сложных кинематических схем станков и дорогого режущего инструмента. Метод абразивно-жидкостной отделки позволяет решить задачу сравнительно просто.

На обрабатываемую поверхность со следами предшествующей обработки подают струю антикоррозионной жидкости со взвешенными частицами абразивного порошка (рис. VI.132, а). Водно-абразивная суспензия перемещается под давлением с большой скоростью. Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности, создавая аффект полирования. Интенсивность съема обрабатываемого материала регулируют зернистостью порошка, давлением струи и углом b. Изменяя скорость полета и размер свободных абразивных зерен, можно увеличить или уменьшить степень пластической деформации и шероховатость поверхности. Одновременно с получением необходимого микрорельефа этот способ обработки создает полезное поверхностное упрочнение. Степень упрочнения поверхности возрастает пропорционально увеличению размера абразивных зерен в струе.

Жидкостная пленка, покрывающая обрабатываемую поверхность, играет очень важную роль. Абразивные зерна, попадающие на микровыступы, легко преодолевают сопротивление пленки и удаляют металл. Те же зерна, которые попадают на впадины, встречают большее сопротивление жидкости, и съем материала замедляется. Шероховатость поверхности уменьшается.

Водная эмульсия может подаваться на обрабатываемую поверхность совместно с воздухом. Поэтому отдельные абразивные частицы не имеют водной пленки, что немного повышает эффект резания. Если струю подают без воздуха, каждая частица абразива оказывается окруженной водной пленкой. Эффект резания в этом случае снижается, а обработанная поверхность становится более блестящей.

В качестве абразива часто применяют электрокорунд. В суспензии содержится 30—35% абразива (по массе).

На рис. VI.132, б показана схема жидкостного полирования. Обрабатываемая заготовка 3 сложного профиля перемещается (v1, sпр) в камере 4 таким образом, что все ее участки подвергаются полированию. Абразивная суспензия 1, помещенная в баке 2, подается насосом 6 в рабочую камеру через твердосплавное сопло 5. Обработанная суспензия падает обратно в бак 2 и может быть использована многократно. Более экономичной считают ту установку, которая полнее преобразует потенциальную энергию сжатого воздуха в кинетическую энергию, получаемую абразивными частицами. Для работы могут быть использованы одновременно два сопла. Наибольший съем металла получают при угле b = 45°.

Метод жидкостного полирования особенно успешно применяют при обработке фасонных внутренних поверхностей. В этом случае сопло вводят в полость заготовки, которая совершает вращательные и поступательные перемещения в зависимости от профиля полируемой поверхности.

Жидкостное полирование, так же как и полирование эластичными кругами и лентами, не повышает точности размеров и формы, а только уменьшает шероховатость поверхности.

Притирка поверхностей

Поверхности деталей машин, обработанные на металлорежущих станках, всегда имеют отклонения от правильных геометрических форм и заданных размеров. Эти отклонения могут быть незначительными. Волнистость, неплоскостность, нецилиндричность и другие погрешности, возникающие на заготовках после обработки и невидимые невооруженным глазом, могут быть устранены притиркой (доводкой). Этим методом достигается наивысшая точность и наименьшая шероховатость поверхности.

Процесс осуществляют с помощью притиров соответствующей геометрической формы. На притир наносят притирочную пасту или мелкий абразивный порошок со связующей жидкостью. Материал притиров должен быть, как правило, мягче обрабатываемого материала. Паста или порошок внедряются в поверхность притира и удерживаются ею, но так, что при относительном движении каждое абразивное зерно может снимать весьма малую стружку. Поэтому притир можно рассматривать как очень точный абразивный инструмент, зерна которого одновременно обрабатывают всю или часть поверхности заготовки.

Притир или заготовка должны совершать разнонаправленные движения. Наилучшие результаты дает процесс, в ходе которого траектории движения каждого зерна не повторяются. Микронеровности сглаживаются за счет совокупного химико-механического воздействия на поверхность заготовки. Вначале микронеровности соприкасаются с притиром по малой контактной площади — срезаются только их вершины. Этот этап обработки характеризуется большим давлением и пластическим деформированием поверхности. С увеличением контактной площади давление уменьшается, снижается толщина съема металла. На последнем этапе обработки удаляются в основном окисные пленки, образующиеся на поверхности.

Большую роль играет вязкость связующей жидкости. Толщина жидкостного слоя между притиром и заготовкой должна быть меньше величины выступающих из притира режущих зерен и определяется вязкостью жидкости. Если толщина жидкостного слоя будет больше размеров абразивных зерен, то процесс притирки прекратится, так как зерна не будут соприкасаться с обрабатываемой поверхностью.

В качестве абразива для притирочной смеси используют порошки электрокорунда, карбида кремния, карбида бора, окиси хрома, окиси железа и др. Притирочные пасты состоят из абразивных порошков и химически активных веществ, например олеиновой и стеариновой кислот, играющих одновременно роль связующего материала.

Материалами для притиров являются серый чугун, бронза, красная медь, дерево. В качестве связующей жидкости используют машинное масло, керосин, стеарин, вазелин.

Схема притирки наружной цилиндрической поверхности приведена на рис. VI.133, а. Притир 1 представляет собой втулку с прорезями, которые необходимы для полного прилегания притира под действием сил Р к обрабатываемой поверхности по мере ее обработки. Притиру сообщают возвратно-вращательное движение v1 и одновременно возвратно-поступательное движение v2. Возможно также равномерное вращательное движение заготовки 2 с наложением на него движения v2. Аналогичные движения осуществляются при притирке отверстий (рис. VI. 133, б), однако притир должен равномерно разжиматься действием сил Р. Приведенные схемы осуществляют вручную и на металлорежущих станках.

Плоские поверхности можно притирать также вручную или на специальных доводочных станках (рис. VI.133, в). Заготовки 4 располагают между двумя чугунными дисками 3 в окнах сепаратора 5. Диски-притиры имеют плоские торцовые поверхности и вращаются в противоположных направлениях и с разными частотами вращения. Сепаратор относительно дисков расположен эксцентрично на величину е. Поэтому при вращении дисков притираемые детали совершают сложные движения со скольжением, и металл снимается одновременно с их параллельных торцов. Станок можно использовать и для доводки коротких цилиндрических деталей с отверстиями, с помощью которых они ориентируются в сепараторе.

Разновидностью притирки является доведение двух сопрягающихся в собранной машине деталей до нужной плотности контакта (в частности, для герметизации). Это достигается трением одной детали о поверхность другой при наличии в стыке абразивного порошка со связующей жидкостью. По окончании процесса детали промывают.

 

Хонингование

Хонингование применяют для получения отверстий высокой точности и малой шероховатости, а также для создания специфического микропрофиля обработанной поверхности в виде сетки. Такой профиль необходим для удержания на стенках отверстия смазки при работе машины (например, двигателя внутреннего сгорания). Чаще обрабатывают сквозные и реже ступенчатые отверстия, как правило, неподвижно закрепленных заготовок.

Поверхность заготовки обрабатывают мелкозернистыми абразивными брусками, которые закрепляют в хонинговальной головке (хоне), являющейся режущим инструментом. Инструмент вращается и одновременно движется возвратно-поступательно вдоль оси обрабатываемого отверстия цилиндра высотой h (рис. VI. 134, а). Соотношение скоростей v1 и v2 указанных движений составляет 1,5—10,0 и определяет условия резания. Скорость v1 для стали составляет 45—60, а для чугуна и бронзы — 60—75 м/мин.

Описываемая схема обработки по сравнению с внутренним шлифованием имеет преимущества: отсутствует упругий отжим инструмента, реже наблюдаются вибрации, более плавная работа.

Сочетание движений v1 и v2 приводит к тому, что на обрабатываемой поверхности появляется сетка микроскопических винтовых царапин — следов перемещения абразивных зерен. Угол 8 пересечения этих следов зависит от соотношения скоростей. Поэтому необходимый вид сетки на поверхности отверстия можно получать в ходе хонингования. На рис. VI.134, б дана развертка внутренней цилиндрической поверхности заготовки и схема образования сетки.

Крайние нижнее 1 и верхнее 2 положения абразивных брусков устанавливают так, чтобы у инструмента создавался перебег п. Он необходим для того, чтобы образующие отверстия получались прямолинейными и оно имело бы правильную геометрическую форму. Совершая вращательное движение, абразивные бруски при каждом двойном ходе начинают резание с новых положений 3 хода с учетом смещения I по углу. Поэтому исключается наложение траекторий абразивных зерен.

Вид сетки на обрабатываемой поверхности можно изменить дополнительными колебательными движениями, сообщаемыми инструменту механическим вибратором (вибрационное хонингование). Траектория абразивных зерен представляет собой сложную гипоциклическую кривую. Поэтому на обработанной поверхности возникают как бы две сетки, соответствующие черновому и чистовому хонингованию.

Абразивные бруски всегда контактируют с обрабатываемой поверхностью, так как могут раздвигаться в радиальных направлениях механическими, гидравлическими или пневматическими устройствами. Давление брусков должно контролироваться. Минимальное давление возникает при ультразвуковом хонинговании. В этом случае уменьшается засаливание брусков, так как частицы снятого металла легче отделяются от абразивов.

Хонингованием исправляются такие погрешности предыдущей обработки, как овальность, конусообразность, нецилиндричность и др., если общая величина снимаемого слоя не превышает 0,01—0,2 мм. Погрешности же расположения оси отверстия (например, увод ее или криво линейность) этим методом не исправляются, так как режущий инструмент самоустанавливается по отверстию. Это достигается шарнирным закреплением инструмента в шпинделе, которое может передать только вращательное движение.

Наиболее распространены две схемы процесса хонингования, отличающиеся друг от друга методом осуществления разжима (радиальной подачи) абразивных брусков: 1) с постоянным номинальным давлением брусков на заготовку; 2) с дозированной радиальной подачей брусков на каждый двойной ход головки. Первую схему применяют чаще.

Различают предварительное и чистовое хонингование. Предварительное хонингование используют для исправления погрешностей предыдущей обработки, а чистовое — для получения малой шероховатости поверхности.

Хонинговальные бруски изготовляют из электрокорунда или Карбида кремния, как правило, на керамической связке. Для чистового хонингования хорошие результаты дают бруски на бакелитовой связке. Используют бруски зернистостью 3—8, а также М20 и М28. Все шире применяют алмазное хонингование, главное преимущество которого состоит в эффективном исправлении погрешностей геометрической формы обрабатываемого отверстия.

Бруски закрепляют в державках хона приклеиванием ацетоно-целлулоидным клеем или жидким стеклом. Державки располагают равномерно по цилиндрической поверхности хонинговальной головки. Конструкции головок предусматривают расположение в них механизма радиального перемещения державок с брусками. Кроме того, головки имеют устройства для регулирования положения брусков.

Число брусков в хонинговальной головке должно быть кратно трем. Поэтому в головке всегда найдутся три бруска, которые будут обрабатывать реальную поверхность отверстия, имеющего погрешности формы от предыдущей обработки, и превращать ее в поверхность, близкую к круговому цилиндру.

Хонингование производят при обильном охлаждении зоны резания. Смазочно-охлаждающими жидкостями являются керосин, смесь керосина (80—90%) и веретенного масла (20—10%), а также водно-мыльные эмульсии. Жидкости способствуют удалению абразивных зерен, оставшихся в порах обрабатываемых поверхностей.

Для хонингования используют одно- и многошпиндельные станки. Некоторые станки оснащают устройствами, позволяющими измерять на ходу обрабатываемое отверстие и выключать станки по достижении необходимого размера отверстия.

Суперфиниш

Суперфинишем в основном уменьшают шероховатость поверхностей, оставшуюся от предыдущей обработки. При этом изменяются высота и вид микровыступов, обработанные поверхности имеют сетчатый рельеф, а каждый микровыступ округляется и поверхность становится очень гладкой. При этом возникают более благоприятные условия взаимодействия трущихся поверхностей. Суперфинишем обрабатывают плоские, цилиндрические (наружные и внутренние), конические и сферические поверхности из закаленной стали, реже из чугуна и бронзы.

Поверхности обрабатывают абразивными брусками, устанавливаемыми в специальной головке. Характерным для суперфиниша является колебательное движение брусков наряду с движением заготовки. Процесс резания происходит при давлении брусков (0,5—3,0) 105 Н/м2 и в присутствии смазки малой вязкости.

Схема обработки наружной цилиндрической поверхности приведена на рис. VI.135, а. Плотная сетка микронеровностей создается сочетанием трех движений: вращательного sкр заготовки, возвратно-поступательного sпр и колебательного брусков со скоростью v. Амплитуда колебаний брусков составляет 1,5—6,0 мм, а частота 400—1200 колебаний в минуту. Движение sпр ускоряет процесс съема металла и улучшает однородность поверхности. Бруски, будучи подпружиненными, самоустанавливаются по обрабатываемой поверхности. Соотношение скоростей sкр и v в начале обработки составляет 2—4, в конце 8—16. Процесс характеризуется сравнительно малыми скоростями резания (5—7 м/мин).

Важную роль играет смазочно-охлаждающая жидкость. Масляная пленка покрывает обрабатываемую поверхность, но наиболее крупные микровыступы (рис. VI.135, б) прорывают ее и в первую очередь срезаются абразивом. Давление брусков на выступы оказывается большим. По мере дальнейшей обработки давление снижается, так как все большее число выступов прорывает масляную пленку. Наконец наступает такой момент (рис. VI.135, в), когда давление бруска не может разорвать пленку, она становится сплошной. Создаются условия для жидкостного трения. Процесс отделки автоматически прекращается. В качестве жидкости используют смесь керосина (80—90%) с веретенным или турбинным маслом (20—10%).

При обработке сталей лучших результатов достигают при применении брусков из электрокорунда, при обработке чугуна и цветных металлов — при применении брусков из карбида кремния. В большинстве случаев применяют бруски на керамической или бакелитовой связке. Большое влияние на ход процесса оказывает твердость брусков. Если твердость при обработке данного материала завышена, бруски засаливаются и плохо режут; если твердость занижена, происходит непрекращающееся самозатачивание, и бруски быстро изнашиваются, поверхность оказывается низкого качества.

Применение алмазных брусков увеличивает не только производительность обработки, но истойкость инструмента в 80—100 раз. Алмазные бруски работают на тех же режимах, что и абразивные, но с давлением, большим на 30—50%.

Величина и форма абразивных брусков зависят от размера и конфигурации обрабатываемой заготовки. Для коротких открытых участков детали длина брусков должна быть равна длине обрабатываемой поверхности или немного больше ее, при наличии уступов с двух сторон длина брусков немного меньше длины обрабатываемой поверхности. Чаще для суперфиниша применяют два бруска, а при обработке крупных деталей — три или четыре.

Обычно суперфиниширование не устраняет погрешностей формы, полученных на предшествующей обработке (волнистости, конусообразности, овальности и др.), но при усовершенствовании процесса можно снимать увеличенные слои металла, использовать особые режимы обработки, В этом случае погрешности предыдущей обработки значительно уменьшаются.

Дальнейшим развитием суперфиниша является микрофиниш, который характеризуется повышенным давлением абразивных брусков на поверхность и жесткой фиксацией их после подхода к заготовке. Микрофиниш значительно уменьшает погрешности предшествующей обработки.

Зубозакругление

Зубчатые колеса некоторых типов должны перемещаться вдоль валов, на которых они размещены, для сцепления с другими колесами (например, в коробках скоростей). Такое сцепление возможно, если торцовые поверхности зубьев имеют специфическую форму (закругление), благодаря которой облегчается ввод зубьев во впадины парного колеса. Удары при переключениях колес смягчаются, и зубья не ломаются.

Зубозакругление прямозубых и косозубых колес производят на специальных станках одним из методов, показанных на рис. VI. 136. Наиболее рациональной формой торца зуба является бочкообразная (рис. VI.136, а). Ее получают обработкой специальной пальцевой фрезой за счет сочетания ряда движений (рис. VI.136, б). Обрабатываемое колесо вращается с постоянной скоростью, вращающаяся фреза совершает возвратно-поступательное движение с переменной скоростью вдоль оси колеса при закруглении каждого зуба. Вертикальными движениями инструмента управляет копир. Аналогичные движения для получения другого вида закругления совершают инструмент и заготовка при работе пальцевой фрезой со специальным профилем (рис. VI. 136, в).

Чашечные торцовые фрезы с криволинейными или прямолинейными режущими лезвиями позволяют получить сфероидальное закругление (рис. VI.136, г). Такие фрезы имеют более высокую стойкость, чем пальцевые.

Еще большую стойкость имеют дисковые фасонные фрезы (рис. VI.136, д). Профиль фрезы соответствует поперечному сечению закругляемой части зуба. В процессе обработки колесо и инструмент совершают два последовательных движения: 1) движение врезания инструмента в торец зубчатого колеса на полную глубину; 2) движение заготовки или инструмента (или того и другого) при обработке поверхности торца для получения бочкообразной формы зуба. Этот метод позволяет повысить в 2,5—3 раза производительность по сравнению с обработкой пальцевой фрезой.

Режущим инструментом для зубозакругления наряду с фрезами являются резцы. Они могут иметь прямолинейное или криволинейное режущее лезвие и предназначены для остроугольного закругления.

Аналогичные инструменты используют для снятия на торцах зубьев фасок, удаления заусенцев и притупления острых кромок. Наилучшим является метод снятия фасок с помощью специальных червячных фрез. Одновременно работают две фрезы, обрабатывающие оба торца зубчатого колеса. За один оборот фрезы колесо поворачивается на один зуб. Метод пригоден для снятия фасок с зубьев цилиндрических колес и конических колес с криволинейными зубьями.

Получает распространение метод снятия фасок и удаления заусенцев дисковыми или червячными абразивными кругами.

Заусенцы могут быть также удалены с помощью вращающихся металлических щеток и специальными физико-химическими методами.

Зубошевингование

После нарезания точность зубчатых колес для некоторых ма­шин оказывается недостаточной. На поверхностях зубьев возникают погрешности профиля, недостаточно точным оказывается шаг зубьев и т. д. Поэтому необходима отделочная операция — шевингование. Она заключается в срезании (соскабливании) с поверхностей зубьев незакаленных колес очень тонких волосообразных стружек для исправления погрешностей. Зубчатые колеса отделывают специальным инструментом — шевером.

Предварительно нарезанное прямозубое или косозубое зубчатое колесо плотно зацепляется с шевером (рис. VI.137, а). Скрещивание их осей обязательно. Угол скрещивания осей чаще составляет 10—15°, но в отдельных случаях может быть и меньше. При таком характере зацепления скорость vш разлагается и по является составляющая v — скорость скольжения профилей, направленная вдоль зубьев, которая обеспечивает движение реза­ния. Шевер режет боковыми сторонами зубьев со специальными канавками (рис. VI.137, б) для образования режущих лезвий. Следовательно, шевер представляет собой режущее зубчатое колесо.

Шевингованием получают бочкообразную форму зуба, что предотвращает концентрацию нагрузки при зацеплении с другим колесом на концах зубьев, обеспечивает более качественную передачу движений, облегчает сборку машин.

Из схемы шевингования следует, что инструмент и заготовка воспроизводят зацепление зубчатой винтовой пары. Кроме того, зубчатое колесо движется возвратно-поступательно и после каждого хода (или двойного хода) подается в радиальном направлении (подача st). Направление вращения шевера и, следовательно, заготовки через некоторое время изменяется. Контактирующая поверхность между зубьями шевера и колеса уменьшается с увеличением угла скрещивания осей.

Схема, показанная на рис. VI.137, а, является не единственной. Существуют и другие схемы обработки зубчатых колес шевером-колесом. Эти схемы отличаются друг от друга в основном способами подачи. Реже применяют метод обработки колес с использованием шевера-рейки.

Для повышения точности и производительности процесса шевингования, а также стойкости инструмента, толщины снимаемых слоев должны быть минимальными: 0,04—0,08 мм для колес с модулем 1,5—3,0 мм и до 0,1—0,125 мм с модулем 10 мм.

Колеса обрабатывают при обильном охлаждении сульфофрезолом, который обеспечивает удаление стружки, смазку и охлаждение режущих лезвий. Охлаждающая жидкость постоянно очищается магнитными фильтрами.

Шеверы изготовляют с различной точностью в зависимости от требований к зубчатым колесам. Диаметр шевера выбирают максимально возможным по размерам шевинговального станка. При этом повышаются его стойкость и точность обработки. Для повышения точности колес по шагу число зубьев шевера не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Появились новые конструкции сборных твердосплавных шеверов для обработки закаленных зубчатых колес. Такой инструмент способствует исправлению погрешностей, вызванных не только неточностью изготовления, но и деформациями при термической обработке.

Для шевингования применяют шевинговальные станки с гидравлическим приводом для осуществления подачи st.

Зубохонингование

Закаленные зубчатые колеса подвергают отделочной обработке для снижения шероховатости боковых поверхностей зубьев, улучшения геометрических параметров колес и уменьшения шума от зацепления с другими колесами. Хонингованием также удаляют с зубьев забоины и заусенцы. Зубохонингованием погрешности самого зацепления устраняются незначительно, если слой снимаемого металла более 0,01—0,03 мм на толщину зуба.

Процесс зубохонингования заключается в совместной обкатке заготовки и инструмента, выполненного из абразива и имеющего форму зубчатого колеса. Зубохонингование имеет много общего с зубошевингованием. Оси заготовки и инструмента скрещиваются под углом 15—18°. При вращении зубчатой пары (рис. VI.138, а) возникает составляющая скорости скольжения профилей. Абразивные зерна хона обрабатывают боковые стороны зубьев заготовки за счет микрорезания (рис. VI.138, б). Скорость вращения пары, находящейся в зацеплении, во много раз больше скорости при шевинговании.

Зубохонингование применяют для прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Можно обрабатывать и незакаленные колеса. Заготовка и инструмент вращаются в плотном зацеплении. Зубчатое колесо, кроме вращения, совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси (продольная подача). Направление вращения пары изменяется при каждом двойном ходе. Плотное зацепление осуществляется поджимом бабки инструмента к обрабатываемому колесу специальными пружинами или пневматическими устройствами. Подвижность бабки компенсирует неточности обрабатываемого колеса и исключает передачу больших нагрузок на инструмент. Возможно хонингование зубьев с бочкообразной формой.

Хоны изготовляют на основе эпоксидных смол с добавлением в качестве абразива карбида кремния. Такой инструмент проектируют с увеличенным наружным диаметром и с учетом износа в процессе обработки колес. Число зубьев хона не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Как следует из рис. VI.138, б, вершина зуба колеса постоянно контактирует с впадиной зуба хона. Благодаря этому уменьшается скорость изнашивания хона, а за счет постоянного внедрения головки зуба колеса во впадину хона происходит автоматическое восстановление зубьев хона. Необходима лишь периодическая правка хона по наружной поверхности для поддержания необходимого зазора ∆. Прямозубые колеса обрабатывают косозубыми хонами, а косозубые — прямозубыми или косозубыми хонами. В производство внедряют алмазно-металлические зубчатые хоны. Стойкость их в 8—12 раз выше, чем у абразивных. Такими хонами можно обрабатывать зубчатые колеса высокой твердости. Для повышения стойкости инструментов применяют жидкостное охлаждение: смесь парафинового масла с легким машинным в отношении 7:1. Для интенсификации обработки добавляют абразивный микропорошок.

Зубохонинговальные станки унифицированы с зубошевинговальными. При повышенном короблении заготовок проводят повторное хонингование. Большие же погрешности не могут быть исправлены повторным хонингованием.

Зубошлифование

Рассмотренные методы отделки не всегда и не в полной мере могут устранить погрешности предыдущей обработки зубчатых колес. Значительные погрешности, особенно возникающие после термической обработки, устраняют зубошлифованием. Этим методом отделки получают высокую точность и малую шероховатость поверхности зубьев и обрабатывают цилиндрические и конические зубчатые колеса. Применение метода особенно целесообразно для колес, работающих с большими скоростями.

Зубья цилиндрических колес можно шлифовать двумя методами: копированием и обкаткой. Метод копирования соответствует зубонарезанию дисковой модульной фрезой. Эвольвентный профиль зуба воспроизводится абразивными кругами, имеющими профиль впадин обрабатываемого колеса (рис. VI.139, а). Круг заправляют особым копировальным механизмом. Вращающийся круг совершает возвратно-поступательное движение, обеспечивая sпр. Шлифуют методом единичного деления. Однако большое влияние на точность колеса может оказать износ шлифовального круга: наибольшая погрешность возникает между первым и последними зубьями. Во избежание этого колесо последовательно поворачивают не на 1/z,а на несколько зубьев, но так, чтобы были прошлифованы все впадины. Тогда износ круга влияет на точность колеса меньше. Шлифуют за несколько ходов каждую впадину зуба. Метод копирования более производителен, чем метод обкатки, но менее точен.

Шлифование зубьев методом обкатки основано на прин­ципе зацепления обрабатываемого колеса с зубчатой рейкой (рис. VI.139, б). Колесо как бы катится по воображаемой рейке, которая закреплена неподвижно, поочередно в одну и другую стороны. При этом оно совершает возвратно вращательные, а центр его — возвратно-поступательные движения. Обрабатывают двумя абразивными кругами, шлифующие торцы которых расположены вдоль сторон зубьев рейки. Два шлифовальных круга можно разместить в одной впадине зуба только у крупных колес. Поэтому одновременно шлифуют разноименные стороны двух соседних впадин.

Для реализации шлифования методом обкатки необходимо, кроме указанных движений, обеспечить продольную подачу для обработки зубьев по всей ширине. После обработки каждых двух боковых поверхностей зубьев колесо поворачивается на величину углового шага (1/z). Износ кругов компенсируется механизмом, с помощью которого круги каждый раз автоматически раздвигаются после правки.

Принцип зацепления обрабатываемого колеса с рейкой используют и в тех случаях, когда зуб рейки воспроизводится одним абразивным кругом или абразивом, заправленным в виде червяка. Методом обкатки шлифуют косозубые и конические колеса, а также венцы для внутреннего зацепления.

Абразивные круги для зубошлифовальных станков выбирают в соответствии с формой зуба и видом зубчатого колеса, а также в зависимости от твердости обрабатываемого материала и характера обработки (черновая, чистовая). В процессе резания охлаждающую жидкость подают обычным способом или через шлифовальный круг.

На производстве используют большое число зубошлифовальных станков различных конструкций. На многих станках можно шлифовать бочкообразные зубья.

Несмотря на преимущества, метод характеризуется сравнительно низкой производительностью и высокой стоимостью. Поэтому зубошлифование применяют в тех случаях, когда требования к точности и шероховатости боковых поверхностей зубьев трудно удовлетворить другими методами обработки.

Зубопритирка

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.