Полная версия

Главная arrow Техника arrow Абразивная обработка

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

ПЛОСКОЕ ШЛИФОВАНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Плоское шлифование применятся для обработки плоскостей периферией или торцом круга на станках с прямолинейным возвратнопоступательным или вращательным движением стола. Шлифование периферией круга является более универсальным видом обработки плоскостей, пазов и уступов длинных заготовок при жестких требованиях к плоскостности в мелкосерийном и серийном производстве. Шлифование торцом круга — высокопроизводительный процесс, применяемый преимущественно в массовом производстве, в том числе для обдирочных работ с большим съемом металла (обработка литых заготовок, постоянных магнитов и др.). При этом целесообразно применять абразивные сегменты, закрепленные в сегментной головке, исключающей прижоги при шлифовании больших поверхностей.

Разновидностью плоского шлифования является профильное шлифование фасонным кругом зубчатых реек и секторов, фасонных резцов и т. п. При серийном производстве отклонение формы не превышает 0,002 мм на длине / = 200 мм при ширине заготовки Ь < 0,2/.

При плоском шлифовании периферией круга со скоростью резания Укр = 35 м/с достигается шероховатость обработанной поверхности Яа 1,25 мкм.

При шлифовании торцом круга рекомендуемая скорость резания Укр = 30 м/с. При однопроходном шлифовании стол станка медленно вращается (с окружной скоростью в среднем 0,5...3 м/мин) и за один оборот снимается весь припуск. В зависимости от заданных припуска, точности, шероховатости поверхности и производительности применяют станки с одной, двумя, тремя, четырьмя и пятью шлифовальными головками. При этом загрузка, разгрузка и другие вспомогательные операции выполняются за счет машинного времени обработки.

При проектировании процесса однопроходного шлифования необходимо учитывать, что снимаемый одним кругом припуск не должен превышать 0,7 мм при предварительной обработке и 0,3 мм — при окончательной; при этом обеспечивается шероховатость поверхности не более Яа 0,6 мкм.

При многопроходном шлифовании стол станка получает быстрое вращение (с окружной скоростью в среднем 15...20 м/мин). Вертикальная подача шлифовального круга (на врезание) осуществляется периодически на один или несколько оборотов стола.

Многопроходное шлифование, выполняемое с малыми глубинами резания, сопровождается значительно меньшими силами резания и меньшим тепловыделением по сравнению с глубинным шлифованием. Обрабатываемые заготовки не требуют столь сильного зажима, как при глубинном шлифовании, и меньше деформируются. Этим объясняется большая точность обработки при многопроходном шлифовании: достигается шероховатость поверхности Яа 0,4...1,2 мкм.

Характеристики шлифовальных кругов для плоского и профильного шлифования приведены в табл. 8.1.

ПРИПУСКИ НА ОБРАБОТКУ

Рекомендуемые припуски на плоское шлифование для станков с прямоугольным столом приведены в табл. 8.2.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ПЛОСКОМ ШЛИФОВАНИИ

Последовательность определения режимов резания при шлифовании торцом круга на плоскошлифовальных станках с круглым столом приведена в табл. 8.3.

Характеристики шлифовальных кругов для плоского и профильного шлифования

Материал

заготовки

Вид термической обработки

Вид шлифования

Характеристика шлифовального круга

Материал абразивного зерна

Зернистость

Твердость

Связка

При шлифовании периферией круга

Алюминий

и его сплавы

Комбинированное

54С

32... 50

СМ1... СМ2

К

Мягкие

бронзы

Предварительное

53С

80

М3... СМ1

Чистовое

54С

32... 40

Комбинированное

50

Высокоуглеродистые и быстрорежущие стали

Предварительное

15А

32... 50

С1... С2

Чистовое

20... 25

Комбинированное

23А

СМ2... С1

Быстрорежущие стали Р9Ф5, Р9К10 и др.

Закалка

Предварительное

22А

СО

го

сэ

Чистовое

23А

го

сэ

го

сл

СМ1... СМ2

Комбинированное

34А

1Б...25

Доводка

А, Л

100/80... 160/125

Б1100%

23А

СО

го

СЭ

СМ2... С1

К

А, Л

63/50... 80/63

М, КБ 100%

Мдтеризл

заготовки

Вид тер-

Характеристика шлифовального круга

мической

обработки

Вид шлифования

Материал абразивного зерна

Зернистость

Твердость

Связка

Латуни

Комбинированное

54С

CD

СО

CD

LTD

М3... СМ2

Предварительное

15А

CD

СО

СО

CD

Марганцовистые стали

Чистовое

23А, 15А

32... 40

СМ1... СМ2

Комбинированное

15А, 45А

40

Предварительное

32... 40

С1... СТ1

К

Чистовое

20... 40

01... СМ2

Углеродистые

конструкцией-

ные стали

Комбинированное

15А

32... 40

СМ2... С2

Предварительное

С1... С2

Закалка

Чистовое

23А

20... 25

СМ2... С1

120

Материал заготовки

Вид термической обработки

Вид шлифования

Характеристика шлифовального круга

Материал

абразивного

зерна

Зернистость

Твердость

Связка

Углеродистые конструкционные стали

Закалка

Комбинированное

23А

32... 40

СМ2... С1

К

Никелевые стали

Предварительное

15А

С1... С2

Чистовое

ГО

О

4^

СЭ

Комбинированное

32... 40

Цементация и закалка

Предварительное

22А

50

СМ2... С1

Б

Чистовое

23А

СЭ

си

со

СМ1... СМ2

Комбинированное

СМ2... С1

Вид термической обработки

Характеристика шлифовального круга

Материал заготовки

Вид шлифования

Материал

абразивного

зерна

Зернистость

Твердость

Связка

Предварительное

22А

ГО

О

ГО

СЛ

Никель и его

сплавы

Чистовое

45А

16

СМ1... СМ2

Комбинированное

44А

ГО

CD

ГО

СЛ

К

Предварительное

63С

25...50

М3... СМ

Чистовое

12...16

М3... СМ1

Твердые сплавы

А, Л, АС

125/100... 200/160

М, 61, К

100%

Финишное

А, С, АС, AM, ACM

63/50... 100/80

СМ1... М3

АН, АСН

14/10... 20/14

КБ 100%

Предварительное

15А

СО

го

CD

С2... СИ

Чистовое

23А

20... 40

СМ2... С1

Хромистые стали

Комбинированное

15А

32... 40

С1... С2

К

Предварительное

Закалка

Чистовое

23А

20... 40

СМ2... С1

Комбинированное

15А

СО

го

CD

СМ2... С2

гг і

Материал заготовки

Вид термической обработки

Вид шлифования

Характеристика шлифовального круга

Материал

абразивного

зерна

Зернистость

Твердость

Связка

При шлифовании торцом круга

Алюминий и его сплавы

Предварительное

5 ЗА

63...125

М3... СМ1

К

Чистовое

54С

50... 80

К

Б

Комбинированное

23А

63...125

К

Мягкие бронзы

53С

М3... СМ1

54С

50... 80

СМ1... СМ2

Б

Твердые и вязкие бронзы

Предварительное

14А

63...125

М3... СМ1

К

Чистовое

15А

63... 80

СМ2... СМ

Б

Высокоуглеродистые и быстрорежущие стали

Предварительное

50

СМ1

К

Чистовое

50... 80

С1... С2

Б

Закалка

Комбинированное

23А

32... 50

СМ1

К

Доводка

АС

100/80... 160/125

СМ1... С1

К, Б

100%

50/40... 80/63

Б 150%

Характеристика шлифовального круга

Материал заготовки

Вид термической обработки

Вид шлифования

Материал

абразивного

зерна

Зернистость

Твердость

Связка

53С

100...160

К

Медь

Чистовое

сэ

со

сэ

ш

СМ1... СМ2

Б

сэ

сэ

си

Б, К

Латунь

54С

сэ

сю

сю

со

М3

К

Комбинированное

сэ

сю

сэ

ио

СМ1... СМ2

Б

Марганцовистые стали

СП

со

го

сл

01... СМ2

К

Предварительное

15А

сэ

оо

сэ

ш

СМ2

С1... С2

Углеродистые конструкци-

Чистовое

го

сэ

го

сл

СМ1... СМ2

Б

0ННЫ6 стзли

Закалка

Комбинированное

23А

сл

р

сю

сэ

К

15А

32... 50

СМ2... С2

Б

124

Материал

заготовки

Вид термической обработки

Вид шлифования

Характеристика шлифовального крута

Материал абразивного зерна

Зернистость

Твердость

Связка

Никелевые стали

Комбинированное

15А

СП

СО

со

CD

М3... CM1

К

СП

СО

СО

CD

C1... C2

Б

Цементация и закалка

23А

М2... М3

К

Чистовое

СО

ГО

СП

CD

CM1... СМ2

Б

Никель и его сплавы

Комбинированное

20... 25

CM1

К

Чистовое

44А

Твердые сплавы (при рунной подаче заготовки)

Чистовое

63С

СО

го

CD

М2... CM1

12...16

М2... М3

ГО

CD

ГО

СЛ

АС

125/100... 200/160

CT1... СМ2

М, К 100%

Доводка

AM, ACM

3/2... 7/5

М, Б 100%

АН,АСН

М, Б 50%

Хромистая сталь

Предварительное

14А

СП

CD

СО

CD

C2... CT1

Б

Чистовое

15А

CD

CU

СО

СМ2... C1

Закалка

Предварительное

14А

СЛ

CD

00

CD

C1... C2

Чистовое

15А

20... 40

М3... CM1

Комбинированное

CM1

Хромомарганцевотитанистая сталь

CD

CO

CO

CO

СМ2

20... 40

CM1... СМ2

К

Материал заготовки

Вид термической обработки

Вид шлифования

Характеристика шлифовального круга

Материал абразивного зерна

Зернистость

Твердость

Связка

Хромоникелевая сталь

Предварительное

15А

50

С1... С2

Б

СО

оо

со

со

М3... СМ1

К

со

ил

си

со

СМ1... СМ2

Б

Чистовое

го

со

го

сл

Ковкие чугуны (отожженные)

Комбинированное

СП

со

го

сл

М3... СМ2

К

Чистовое

го

р

4^

со

М2... М3

Б, КБ

Чугуны с перлитовой структурой

Комбинированное

Чистовое

сл

р

оо

со

Отбеленные чугуны

Комбинированное

54С

50...125

М3... СМ1

К

Чистовое

20... 40

М1... М3

Б, КБ

Серые чугуны

Комбинированное

СЛ

р

со

со

С1... С2

Б

Чистовое

го

р

4^

СО

СМ1... С1

Б, КБ

Припуски, мм, на плоское шлифование для станков с прямоугольным

столом

Установка

заготовки

на станке

Длина обрабатываемой поверхности

Состояние

обрабаты

ваемой

поверхно

сти

Ширина обрабатываемой поверхности, мм

3...10

10... 50

50... 120

120... 260

260... 400

400. ..1000

Без

выверки

До 100

н

0,10

0,15

0,20

3

0,13

0,20

0,25

100... 500

н

0,15

0,30

0,35

0,50

3

0,20

0,25

0,30

0,35

0,45

0,60

500... 1 000

н

0,40

3

0,25

0,30

0,35

0,40

0,50

0,70

1000... 2 000

н

0,45

0,65

3

0,35

0,40

0,50

0,55

0,75

Св. 2000

н

0,45

0,50

0,70

3

0,50

0,55

0,60

0,80

В приспо-соблении

или с выверкой индикатором

До 100

н

0,08

0,12

0,15

3

0,10

0,13

0,17

100... 500

н

0,18

0,20

0,20

0,25

3

0,13

0,17

0,20

0,25

0,30

0,35

500... 1 000

н

0,15

0,25

0,30

3

0,17

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

1000... 2 000

н

0,25

0,30

0,35

3

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

Св. 2000

н

3

0,35

0,40

0,45

0.55

Примечания: 1. Н, 3 —незакаленная и закаленная поверхности соответственно.

  • 2. Указаны припуски на обработку одной стороны.
  • 3. При обработке нескольких заготовок длину и ширину считают с промежутками между заготовками.

этапа

Последовательность определения режимов резания

Источник или расчетная формула

Исходные данные

1

Расчет среднего диаметра расположения заготовок на столе станка с/ , мм

г] =

ср ^

Наружный с/н и внутренний с1 диаметры расположения заготовок на столе

2

Расчет приведенной Впр ширины шлифования, мм

в - ? пр Чр

Суммарная площадь В шлифуемых заготовок; средний диаметр с/ расположения заготовок на столе

3

Выбор характеристики круга

Табл. 8.1

Материал заготовки; вид шлифования; вид термической обработки

4

Расчет частоты вращения шлифовального круга лкр, мин ~1, и выбор по паспорту станка

_ 1000-60

Лкр я 6 Укр

, кр

Паспорт станка

Скорость резания у , м/с; диаметр г/кр круга

5

Расчет средней окружной скорости заготовок Узаг, м/мин, и частоты вращения стола пгт, мин "1:

5.1. Определение средней окружной скорости заготовки

Узаг, м/мин

  • 5.2. Расчет частоты вращения стола яст,мин “1, и уточнение ее по паспорту станка
  • 5.3. Уточнение средней окружной скорости заготовки у ,

оСЛ

м/мин

Табл. 8.4

1000

п = -V

ст ПС1гпзаГ

ср

Паспорт станка тЧрЛст

Узаг_ 1000

Средний диаметр с/са расположения заготовок на столе станка Приведенная ширина бпр шлифования

6

Определение скорости вертикальной подачи круга V мм/мин

Табл. 8.5

Частота вращения стола лст; приведенная ширина шлифования Впр; материал заготовки; скорость резания

Укр; припуск на сторону; точность обработки

7

Определение параметров

процесса

выхаживания:

  • 7.1. Определение времени выхаживания Твш, мин
  • 7.2. Определение припуска на выхаживание [на сторону)

Табл. 8.7

Табл. 8.8

Шероховатость шлифованной поверхности Яэ; приведенная ширина шлифования Бпр; точность обработки; скорость вертикальной подачи круга У

Средний диаметр

6ср расположения заготовок на столе

Приведенная ширина Впр

шлифования, мм

20

50

100

150

200

300

200

22

17

14

12

11

10

300

28

23

18

16

14

13

400

34

27

22

19

17

15

500

39

30

25

22

20

18

Б00 и более

45

35

28

25

23

21

Таблица 8.5

Скорость вертикальной подачи круга V,. в, мм/мин, при шлифовании торцом круга на плоскошлифовальных станках с круглым столом

Частота вращения стола л , мин ~1

и 1

Приведенная ширина В шлифования, мм

20

50

100

150

200

СО

сэ

сэ

10

0,15

0,12

0,10

0,09

0,075

15

0,23

0,22

0,16

0,15

0,12

0,11

20

0,45

0,31

0,24

0,20

0,17

0,15

25

0,56

0,39

0,30

0,25

0,22

0,19

30

0,68

0,46

0,35

0,30

35

0,79

0,54

0,47

Примечания: 1. Скорость вертикальной подачи круга у в зависимости от материала заготовки и скорости вращения круга ткр корректируют, умножив табличное значение на поправочный коэффициент А", (см. табл. 5.6).

  • 2. В зависимости от величины припуска на сторону и точности обработки табличное значение скорости вертикальной подачи круга V в корректируют, умножив на поправочный коэффициент К2, взятый из табл. 8.6.
  • 3. Рекомендации по выбору СОЖ приведены в приложении 1.

Таблица 8.6

Поправочный коэффициент К2 к скорости вертикальной подачи круга в при шлифовании торцом круга на плоскошлифовальных станках

с круглым столом

Точность обработки, мкм

Припуск на сторону, мм

0,25

0,5

1,5

До 25

0,5

0,7

0,9

25... 50

0,7

0,9

1,1

50...100

0,9

1,1

1,3

Св. 200

1,0

1,2

1,4

Шероховатость шлифованной поверхности 8а, мкм

Точность

1,25

0,63

обработки, мкм

Приведенная ширина шлифования Впр, мм

20

50

100

150

200

300

20

50

100

150

200

300

До 25

0,30

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,60

0,75

0,75

1,00

1,10

1,20

ГО

СП

сл

сэ

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,45

0,55

0,55

0,70

0,70

0,85

50...100

0,15

0,20

0,20

0,25

0,25

0,30

0,30

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

Св. 200

0,10

0,15

0,15

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0,30

0,35

0,40

0,45

Припуск на выхаживание, мм, при шлифовании торцом круга на плоскошлифовальных станках с круглым столом

Таблица 8.8

Скорость вертикальной подачи круга узв, мм/мин

Время выхаживания Т, мин

' ВЫл

0,10

0,15

0,25

0,40

0,80

1,20

0,1

0,01

0,02

0,02

0,03

0,05

0,06

0,2

0,02

0,03

0,03

0,05

0,07

0,09

0,5

0,03

0,04

0,05

0,07

0,09

0,11

1,0

0,04

0,05

0,07

0,09

0,11

0,13

При шлифовании периферией круга на плоскошлифовальных станках с прямоугольным столом, например при обработке заготовок из стали 45 (твердостью 46,5...49,5 ИКС), при наружном диаметре круга

250...450 мм, скорости резания 35 м/с, припуске на обработку 0,3 мм и глубине резания 0,03 мм поперечная подача стола принимается равной 2,5 мм/х, скорость продольной подачи стола 20 мм/мин.

ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

ХОНИНГОВАНИЕ

Существует два вида хонингования: отделочное и размерное.

Отделочное хонингование при сохранении ранее полученной точности отверстия обеспечивает заданный класс чистоты поверхности и повышение геометрической точности отверстия. Максимальная высота микронеровностей обработанной поверхности достигает 0,025 мкм. При отделочном хонинговании в зависимости от диаметра припуск оставляет 0,02...0,08 мм на диаметр, причем большему диаметру соответствуют большие значения припуска.

При размерном хонинговании оставляемый припуск должен обеспечить снятие шероховатостей и устранение погрешностей (искажения) геометрической формы обрабатываемой поверхности (овальность, бочкообразность, волнистость, конусность и т. д.), полученных на предшествующей обработке. Для размерного хонингования оставляемый припуск должен быть в 1,5—2 раза больше величины такой погрешности формы. Величина припуска зависит от материала заготовки, числа переходов, исходной и заданной точности размера детали, от формы и шероховатости поверхности. При получис-товом и чистовом (окончательном) хонинговании припуск на диаметр заготовок из чугуна и стали составляет 0,005...0,08 мм, заготовок из цветных металлов и сплавов — 0,01...0,1 мм.

Процесс хонингования отверстия с большими припусками состоит из размерного и отделочного хонингования.

Максимальная высота микронеровностей обработанной поверхности при размерном хонинговании достигает 0,04...0,63 мкм в заготовках из стали, цветных металлов, их сплавов и других труднообрабатываемых материалов.

Возвратно-поступательное перемещение хонинговальной головки с раздвижными брусками при черновой обработке осуществляется со скоростью увп= 15...20 м/мин, при чистовой — увп= 6... 12 м/мин.

Окружная скорость вращательного движения Уокр хонинговальной головки назначается исходя из соотношения у / ув п = 2...4 при обработке заготовок из стали, Уокр/ ув п = 3...5 — при обработке заготовок из чугуна, бронзы, латуни и алюминиевых сплавов.

Удельное давление абразивных брусков является основным и главным фактором, определяющим при прочих равных условиях высокую производительность процесса размерного хонингования отверстий, когда приходится снимать значительный припуск. При отделочном хонинговании, когда при малых припусках необходимо получить возможно меньшую шероховатость, удельное давление должно быть меньше.

Рекомендуются следующие значения удельного давления: при черновом хонинговании абразивными брусками — 400...800 кПа, алмазными — 800... 1500 кПа; при чистовом хонинговании —

200...400 кПа.

Последовательность определения режимов резания при хонинговании отверстий приведена в табл. 9.1.

Таблица 9.1

Последовательность определения режимов резания при хонинговании

отверстий

этапа

Последовательность определения режимов резания

Источник или расчетная формула

Исходные данные

і

Расчет длины брусков /б, мм, с последующим уточнением по нормативно-технической документации

/6 = (1/3...3/4)/отв

Длина обрабатываемого отвер-стия /отв; чертеж хона

2

Расчет длины выхода брусков

'вы*. ММ

/.ых = 10,2... 0,4 )/6

Длина /6 брусков

3

Расчет длины рабочего хода инструмента 1 у

р.Л

/Р, = "отв + 2 и ~ 1б

Скорость резания г„п, м/с,

кр

и диаметр

4

Выбор вида обработки (количества ходов) и величины припуска

Табл. 9.2

Предшествующая и заданная точность и шероховатость поверхности

5

Выбор характеристик алмазного бруска

Табл. 9.2

Материал заготовки; предшествующая и заданная точность и шероховатость поверхности; припуск на диаметр

6

Выбор скорости возвратнопоступательного движения хона гокр м/мин, и расчет частоты движения хона п, дв. х/мин

Табл. 9.2

Ю00 уп = -

2/р.х

Длина рабочего хода / у

р.д

этапа

Последовательность определения режимов резания

Источник или расчетная формула

Исходные данные

Выбор окружной скорости хона гокр, м/мин, и расчет

частоты вращения головки л,

мин

7.1. Определение рекомендуемой скорости Гокр, м/мин

Табл. 9.2

Скорость возвратно-поступательного движения хона п

В.П

7

7.2. Расчет частоты вращения головки лГ0Л, мин-1, и уточнение ее по паспорту станка

_ ЮООуоко .

гол л 0

Паспорт станка

Длина обрабатываемого отверстия

7.3. Уточнение величины Уокр по принятому значению лГ0Л

я0/?ГОл

% - 1000

Диаметр 0 обрабатываемого отверстия

8

Выбор давления брусков, МПа

Табл. 9.2

Длина обрабатываемого отверстия; вид перехода при хонинговании; характеристика инструмента

9

Определение основного времени Г0, мин

Табл. 9.2

Длина обрабатываемого отверстия; вид перехода при хонинговании; величина дозированной радиальной подачи; материал заготовки

СУПЕРФИНИШИРОВАНИЕ

Суперфиниширование является одним из наиболее совершенных и производительных процессов отделочной обработки наружных цилиндрических, конических и плоских поверхностей и позволяет получить шероховатость Яа 0,32...0,02 мкм, а в отдельных случаях — до Яа 0,02...0,01 мкм.

Снимаемый при суперфинишировании слой металла столь мал, что трудно говорить о припуске на обработку в обычном смысле этого слова. Если после шлифования средняя высота микронеровностей составляет 0,75...0,50 мкм, то после суперфиниширования она снижается до 0,02...0,15 мкм.

Микротвердость поверхности закаленных стальных деталей после суперфиниширования повышается на 10...15%, а термически необработанных — на 30...40%. Износостойкость поверхности шеек валов из закаленной стали после суперфиниширования увеличивается на 10...20%, так как удаляется поверхностный слой глубиной

40...50 мкм, содержащий дефекты, приобретенные при шлифовании.

Параметры и режимы резания при алмазном хонинговании отверстий

Материал

заготовки

Параметры при хонинговании

Характеристика алмазного бруска

Шероховатость поверхности Па, Пі, мкм

Погрешность геометрической формы отверстия, мкм

Обработка

Припуск на диаметр,

мкм

до обработки

после

обработки

ДО

обработки

после

обработ

ки

Материал

зерна

Зернистость

Связка

Концентрация алмазов,%

Серый леги-рованный чугун

20...2,5

2,5...1,25

30... 40

15...20

Предвари-

ельная

40... 100

АРК, АС

100/160... 100/80

М

100

2,5...1,25

1,25...0,63

15...20

10...17

То же

20... 50

АС

80/63... 50/40

М

100

1,25...0,63

0,63...0,32

10...17

10...15

Окончатель

ная

5...20

АС, АСМ

40/28... 20/14

М5

100

Серый зака-ленный чугун

40... 20

20...2,5

50...100

30... 40

Предвари

тельная

150... 300

АСВ, АС,

630/500... 315/250

М

100

20...2,5

2,5...1,25

30... 40

15...20

То же

100...150

АС

250/200... 125/100

М

100

2,5...1,25

1,25...0,63

15...20

10...17

»

20... 50

АС

100/80... 50/40

М

100

1,25...0,63

0,32...0,16

10...17

10...15

Окончатель

ная

5...20

АС, АСМ

40/28... 20/14

М5

100

Незакаленная сталь

2,5...1,25

1,25...0,63

30... 40

15...20

Предвари

тельная

100...20

АС

200/160... 100/80

М

50, 100

1,25...0,63

0,63... 0,32

15...20

10...15

То же

20... 50

АС

80/63... 50/40

М

50, 100

0,63...0,32

0,32...0,16

10...15

8...12

Окончатель

ная

5...20

АС

40/28... 28/20

М

100

134

Материал

заготовки

Параметры при хонинговании

Характеристика алмазного бруска

Шероховатость поверхности

Па, Пг, мкм

Погрешность геометрической формы отверстия, мкм

Обработка

Припуск на диаметр,

мкм

до обработки

после обработки

до обработки

после

обработ

ки

Материал

зерна

Зернистость

Связка

Концентрация алмазов,%

Закаленная

сталь

2,5...1,25

1,25... 0,63

30... 40

10...20

Предвари

тельная

50...100

АС

200/160... 100/80

М

50,100

1,25...0,63

0,63...0,16

10...20

5...10

Окончатель

ная

10...40

АС, АСМ

63/50... 28/20

М

100

Длина обрабатываемого отверстия 1отв, мм

Обработка

Расчетный (условный) припуск на диаметр,

мкм

Режимы резания

Окружная скорость хонинговальной головки упкп, м/мин

Скорость возвратно-поступательного движения ув , м/мин

Удельное давление брусков, МПа

Основное расчетное время Т0, мин

На станках с гидравлическим приводом возв

ратно-поступательного движения

До 50

Предварительная

100

20... 40

5...8

0,6...1,5

0,5...1,0

Окончательная

10

0,3...0,6

0,1...0,2

50...100

Предварительная

100

20... 50

8...12

0,6...1,5

0,5... 1,0

Окончательная

10

0,3...0,6

0,1...0,2

100...150

Предварительная

100

30... 60

12...16

0,6...1,5

0,5... 1,0

Окончательная

10

0,3...0,6

0,1...0,2

Св. 150

Предварительная

100

30... 80

15...27

1,0...1,8

0,5...1,0

Окончательная

10

0,3...0,6

0,1...0,2

Длина обрабатываемого отверстия 1отв, мм

Обработка

Расчетный условный) припуск на диаметр,

км

Режимы резания

Окружная скорость хонинговальной

ГОЛОВКИ V ,

икд

м/мин

Скорость возвратнопоступательного движения Ув п, м/мин

Удельное давление брусков, МПа

Основное расчетное время Т0, мин

На станках с механическим приводом возвратно-поступательного движения

До 150

Предварительная

100

50... 90

30... 60

0,1...0,3

Окончательная

10

0,05...0,1

Примечания: 1. Меньшее значение То соответствует применению инструмента с большей зернистостью в интервале, указанном в таблице, и верхнему пределу скорости обработки.

  • 2. На переходах предварительного хонингования рекомендуется применять дозированную подачу на разжим брусков.
  • 3. Для станков с механическим приводом возвратно-поступательного движения величина дозированной радиальной подачи на двойной ход выбирается в пределах 0,3...3,0 мкм/дв. х (минимальная — при хонинговании отверстий с О < 20 мм, максимальная — при хонинговании отверстий с 0> 100 мм).
  • 4. Для заготовок из пластичных материалов и для заготовок, обрабатываемых за одну операцию, режимы обработки назначают на нижнем пределе указанных характеристик.
  • 5. Рекомендации по выбору СОЖ приведены в приложении 1.

Обработка заготовок из закаленной стали выполняется с помощью брусков из белого электрокорунда 24А, 25А и зеленого карбида кремния 63С, 64С; обработка заготовок из чугуна и цветных металлов — с помощью брусков из зеленого карбида кремния. Для получения зеркальной поверхности шероховатостью Яа 0,16...0,02 мкм используют бруски на основе бакелитовой связки с графитовым наполнителем.

Заготовки из твердых и хрупких материалов обрабатываются брусками твердостью СМ 1 ...С2, заготовки из мягких сталей — брусками твердостью М2...СМ1.

Суперфиниширование заготовок из цветных металлов и сплавов выполняется за две операции: предварительная — брусками твердостью М2 и М3; окончательная — брусками твердостью С1 и С2. Перед обработкой бруски прирабатывают к поверхности детали с помощью шлифовальной ленты зернистостью 16...25. Применение абразивных брусков из эльбора на основе керамической связки СЮ зернистостью М20... М40 и твердостью С2...СТ1 вместо брусков из зеленого карбида кремния 63С позволяет повысить производительность обработки в 2 раза (при окружной скорости заготовки

90... 120 м/мин, частоте колебаний брусков 800 дв. ход/мин и амплитуде их колебаний 15 мм), а также снизить шероховатость до Яа 0,16 мкм. Для обработки используется СОЖ малой вязкости (керосин или керосин с добавкой 10... 15% веретенного масла или индустриального масла И-20А с добавкой 2...4% олеиновой кислоты), обеспечивающие очистку и охлаждение абразивных брусков.

На производительность суперфиниширования и качество поверхности влияет также удельное давление на абразивный инструмент. С повышением давления съем металла увеличивается. При суперфи-нишировании оптимальное давление должно составлять 0,14...0,18 МПа, при обработке заготовок из очень твердых металлов оно может достигать 0,42...0,56 МПа; тонкое финиширование выполняется при удельном давлении для заготовок из стали 0,1...0,3 МПа, из чугуна — 0,1 МПа, из легких металлов — 0,03...0,05 МПа.

При увеличении давления с 0,1 до 0,4 МПа съем металла возрастает в 3,5—4 раза, при дальнейшем увеличении давления начинается налипание металла на бруски с образованием глубоких рисок.

Последовательность определения режимов резания при суперфинишировании приведена в табл. 9.3.

Последовательность определения режимов резания при суперфинишировании наружных цилиндрических поверхностей брусками

с продольной подачей

этапа

Последовательность определения режимов резания

Источник или расчетная формула

Исходные данные

Расчет длины брусков /б, мм, при длине обработки

^обр'

Длина обработки /обр

і

до 60 мм

'6 = % ~ А] + С' где С = И...2) мм

Амплитуда колебаний инструмента 4, мм

св. 60 мм

'а - 0,3 /о6р

2

Уточнение величины /6 по ГОСТу и нормативной документации

ГОСТ 2456-82

3

Расчет ширины бруска Ь, мм

Ь = (0,15...0,25) О

Диаметр О обрабатываемой поверхности

4

Выбор характеристик бруска и припуска на суперфиниширование

Табл. 9.4

Материал заготовки; исходная и заданная шероховатость Да

этапа

Последовательность определения режимов резания

Источник или расчетная формула

Исходные данные

Выбор окружной скорости заготовки Узаг, м/мин, и расчет ее частоты вращения л0„, мин “1:

Диаметр О обрабатываемой поверхности

5.1. Выбор величины

Узаг, м/мин

Табл. 9.5

5.2. Расчет величины

лзаг, МИН“1

»„ =

кО

5.3. Уточнение пзаг, мин по паспорту станка

Паспорт станка

5

5.4. Расчет фактической скорости заготовки

V — ^^^ааг

заг факт -

1000

^заг факт’ М/МИН

5.5. Расчет величины

заг

при цикловой обработке на станке с двумя ступенями режима резания:

узаг1 на первой ступени

^зап = (0,5...0,8) узаг

Узаг2 на ВТ0Р ступени

Узаг2 = И.5...2.0) узаг

Дальнейший расчет — по пп. 5.2, 5.3, 5.4

6

Расчет величины хода /в п> мм, возвратно-поступа- ’ тельного движения инструмента при суперфинишировании с продольной подачей (для поверхностей с длиной обработки св. 60 мм)

/в,= ^р-/а) + П-2)

Длина обработки /обр; длина бруска /6

7

Выбор скорости возвратно-поступательного движения инструмента ув п, м/мин, при суперфинишировании брусками с продольной подачей

Табл. 9.5

Диаметр О обрабатываемой поверхности

8

Расчет частоты возвратно-поступательного движения инструмента лдвх, дв.х/мин,(при длине обработки св. 60 мм)

_ 1000 ^

Двх 0/

в.п

Скорость увп; величина хода /в п возвратно-поступательного движения инструмента

Последовательность опре-

Источник или расчетная

Исходные данные

этапа

деления режимов резания

формула

Выбор частоты колебаний инструмента пк, кол/мин: при одноступенчатой обработке

Табл. 9.5

Диаметр 0 обрабаты-

9

при цикловой двухступенча-

ваемой поверхности

той

обработке:

Частота колебаний инстру-

лк1 на первой ступени як2 на второй ступени

Л,] = п

лк2 = (0,5...0,6) лк

мента л

К

10

Выбор амплитуды колеба-

Табл. 9.5

Диаметр 0 обрабатыва

ний инструмента А, мм

емой поверхности

Выбор давления брусков р , МПа:

11

при одноступенчатой обработке

Табл. 9.5

Диаметр 0 обрабаты-

при цикловой двухступенчатой обработке:

ваемой поверхности

рд1 на первой ступени

Рд1 = Рд

рд2 на второй ступени

Ря2 ~ Рд

12

Выбор состава С0Ж

Табл. 9.5

Приложение 1

ДОВОДКА

Абразивная доводка (притирка) обеспечивает высокое качество обработанной поверхности: шероховатость Яа 0,002...0,01 мкм; отклонение размеров и формы в пределах 0,05...0,3 мкм.

Различают методы доводки незакрепленными абразивными зернами (в составе паст и суспензий) и закрепленными зернами абразива (шаржированными притирами). Припуск назначается в зависимости от заданных параметров качества обработки (табл. 9.6).

Для доводки инструмента и деталей машин применяются различные пасты:

  • • абразивные — на основе электрокорунда, карбида кремния, карбида бора и др.;
  • • алмазные — на основе синтетических алмазов;
  • • химико-механические — на основе окиси хрома.

Самыми распространенными абразивными материалами для изготовления доводочных паст, суспензий, брусков и кругов являются корунд, электрокорунд (нормальный и белый), карбид кремния, карбид бора и естественный алмаз. Для доводки все чаще применяются монокорунд, титанистый электрокорунд и синтетический алмаз.

Зернистость абразивных порошков, применяемых для доводки, приведена в табл. 9.7.

Материал

заготовки

Шероховатость поверхности Иа, мкм

Припуск на диаметр, мкм

Характеристика абразивното бруска

Характеристика алмазного бруска

ДО

обработки

после

обработ

ки

Материал

зерна

Зернистость

Твердость

Связка

Мате

риал

зерна

Зернис

тость

Связка

Закален-ная сталь

2,50...1,25

0,63

10...20

24А, 63С

М28... М40

М3... СМ2

К

АС

М40/28

М, К

1,25... 0,63

0,32

8...14

М14... М20

М2... СМ1

М20/14

0,63... 0,32

0,16

4...10

М7... М14

М14/10

0,32...0,16

0,08

4...6

М7... М10

М10/7

Незака

ленная

сталь

2,50...1,25

0,63

10...20

630

М28... М40

СМ2... С2

М40/28

М

1,25...0,63

0,32

8...14

М14... М20

СМ1... С1

М20/14

0,63... 0,32

0,16

4...10

М7... М14

М14/10

Серый

чугун

2,50... 1,25

0,63

10...20

М28... М40

СМ2... С2

М40/28

1,25... 0,63

0,32

8...14

М14... М20

СМ1... С1

М20/14

0,63... 0,32

0,16

4...10

М7... М14

М14/10

0,32...0,16

0,08

4...6

М7... М10

М10/7

Примечание. Возможно использование брусков с теми же характеристиками, но с пропиткой серой и другими твердыми смазками.

Режимы резания при суперфинишировании наружных цилиндрических поверхностей абразивными и алмазными брусками с продольной подачей

Режим резания

Диаметр обработки 0, мм

До 30

30... 80

Св. 80

Окружная скорость заготовки г,аг, м/мин

180...360

Скорость возвратно-поступательного движения инструмента

увп> м/мин» ПРИ суперфинишировании с продольной подачей

1...2

Частота колебаний инструмента п, кол/мин

900... 1400

600... 1 000

350... 700

Амплитуда колебаний инструмента А, мм

2...3

3...4

СО

"хГ

Давление брусков рп, МПа

0,1...0,5

Состав СОЖ

Индустриальное масло И-5А по ГОСТ 20799-88 с добавлением 3.. .4% олеиновой кислоты марки Б по ГОСТ

10475-75

Примечания: 1. Допускается применение в качестве СОЖ индустриального

масла И-12А взамен И-5А, а также добавление в состав СОЖ 12... 14% керосина по ГОСТ 4753—68. Дополнительная информация по СОЖ представлена в приложении 1.

  • 2. При необходимости снижения шероховатости Ла на операции суперфиниширования с 1,25 до 0,16 мкм или с 0,63 до 0,08 мкм обработка заготовок выполняется в две операции на разных станках или в два перехода (предварительный и окончательный) на двухпозиционных станках с подбором характеристики инструмента, соответствующей данному переходу.
  • 3. При назначении режима суперфиниширования должно выполняться условие /7дв х/пк > 1.
  • 4. При суперфинишировании поверхностей заготовок типа валов, базируемых в центрах, а также неуравновешенных заготовок большой массы скорость вращения заготовки снижается до 15...90 м/мин.

Припуск на сторону поверхности, подвергаемой доводке

Таблица 9.6

Характер доводки

Точность обработки, мкм

Шероховатость Да, мкм

Припуск, мм

Черновая

(предварительная)

3...5

0,630...0,160

0,0200...0,0500

Получистовая

1...2

0,160...0,080

0,0050...0,0150

Чистовая

(окончательная)

0,5...1,0

0,080... 0,020

0,0020...0,0050

Тонкая

0,1...0,5

0,100...0,025

0,0002...0,0010

Таблица 9.7

Зернистость абразивных порошков, применяемых для доводки

Характер доводки

Зернистость порошков

Размер зерен, мкм

Шероховатость Па, мкм

Грубая

Шлифпорошки

240

63... 53

СЭ

СЭ

280

сл

со

ГО

320

42... 28

Предварительная

Микрошлифпорошки

М28

ГО

со

го

СИ

0,2...0,1

М20

20...14

М14

14...10

Окончательная

Микрошлифпорошки

М10

10...7

0,08...0,02

М7

7...5

М5

5...3,5

Составы некоторых абразивных и алмазных паст приведены в табл. 9.8 и 9.9 соответственно.

Абразивные пасты, применяемые для доводки

Материал абразива

Зернис

тость

Содержание компонентов,%

Абразив

Олеиновая

кислота

Стеарин

Керосин

Вазелин

Белый

электрокорунд с присадкой хрома

М20, М3

70

20

8

2

Белый

электрокорунд с присадкой титана

М20, М14

70... 50

Г^

си

о

си

8...17

2...6

Монокорунд

М1

4

48

4

Карбид кремния

М10, М14

ВО

2

38

Алмазные пасты, применяемые для доводки

Таблица 9.9

Гоуппа пасты

Условное обозначение

Размер зерен основной фракции, мкм

Крупная

АП100

100...80

АП80

со

со

СО

СО

АП60

60... 40

Средняя

АП40

40... 28

АП28

ГО

со

го

со

АП20

со

си

Мелкая

АП14

14... 10

АП10

10...7

АП7

7...5

Тонкая

АП 5

5...3

АПЗ

3...1

АП1

1 и мельче

Применение алмазных паст зернистостью более 100 нецелесообразно, так как дальнейшее увеличение зернистости не повышает производительности обработки. Алмазные пасты расфасовываются в тюбики массой 20, 40 и 80 г.

К химико-механическим притирочным пастам относятся пасты типа ГОИ (табл. 9.10), которые одновременно оказывают химическое и механическое воздействие.

Таблица 9.10

Состав химико-механических притирочных паст ГОИ

Компонент

Содержание компонента,%, в зависимости от характера

притирки

ПдСТЫ

Гоубая

Средняя

Тонкая

Окись хрома (специально приготовленная как абразив)

81

76

74

Селикагель

2

2

1,8

Стеарин

10

10

10

Расщепленный жир

5

10

10

Олеиновая кислота

2

Сода двууглекислая

0,2

Керосин

2

2

2

В технологии доводки значительную роль играют притиры. Форма притира является зеркальным отображением обрабатываемой поверхности. Притир должен быть износостойким. Материал притира и его свойства выбираются в зависимости от физико-механических свойств материала заготовки, производительности и заданных параметров качества обработки. Для доводки деталей из труднообрабатываемых материалов в качестве притира чаще всего используется серый чугун марок СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ25 твердостью 120... 200 НВ с ферритной, перлитной и перлитно-ферритной структурой.

Предварительная доводка выполняется притирами из перлитных (наиболее износостойких) чугунов с крупнопластинчатым перлитом, хорошо удерживающим абразивные зерна.

Для окончательной доводки применяются более мягкие ферритные чугуны с фосфидной эвтектикой и перлитно-ферритные чугуны с мелкодисперсным и тонкопластинчатым перлитом. Из ферритных чугунов изготовляют притиры, шаржируемые мелкозернистым абразивным материалом зернистостью МЗ...М1 (в частности, для доводки концевых мер длины).

При доводке заготовок из цветных металов, их сплавов (алюминиевых, медных, магниевых) и из отожженных сталей в качестве материалов притиров рекомендуется применять оптическое стекло марок МКР-1 (пирекс) или К8, а также перлитный чугун и цветные металлы (олово, свинец), которые хорошо шаржируются абразивом. Износостойкость притиров из оптического стекла в 1,5 раза выше по сравнению с чугунными. С их помощью получают однородную матовую поверхность без рисок. Используемые при этом суспензии приготовлены на основе керосиномасляной смеси и микрошлифпо-рошка зернистостью М40... М14. Обработку проводят при давлении рл = 20...80 кПа. В этих условиях зерна абразива свободно перекаты-

ваются между заготовкой и притиром. Доводка заготовок из закаленной стали с параметром шероховатости поверхности Яа 0,005...0,02 мкм выполняется пастами ГОИ, содержащими окись хрома, олеиновую кислоту, стеарин или парафин, на стеклянных или чугунных притирах.

Для окончательной доводки заготовок из закаленной стали, твердых сплавов, керамики и ситалла применяются притиры из цветных металлов и их сплавов (меди М1 твердостью 70 Н В, латуни Л63 твердостью 90 НВ) и пластмасс, которые обеспечивают стабильные результаты при шаржировании их абразивными и алмазными микропорошками. При доводке притирами с незакрепленными абразивными зернами наблюдается повышенный износ рабочей поверхности притиров.

При скорости относительного движения заготовки и притира

4,8...360 м/мин глубина нарушенного поверхностного слоя колеблется в пределах 0,005...0,020 мкм (черновая доводка при давлении рл = 200...400 кПа) и 0,003...0,010 мкм (чистовая доводка при давлении ра = 100...200 кПа).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>