Порядок проведения обработки

Общие сведения.

 

Алмазное выглаживание и обкатывание, как методы поверхностного пластического деформирования (ППД) следует использовать в качестве финишной операции для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей, работающих в условиях трения скольжения и качения. Выглаживание и обкатывание позволяют уменьшить исходную шероховатость приблизительно в 10 раз, обеспечить упрочнение (повышение микротвердости) обрабатываемой поверхности на 30...80%. Глубина упрочненного слоя при оптимальных режимах:

,

где R – радиус сферы инструмента.

В результате снижения шероховатости и упрочнения материала поверхностного слоя износостойкость деталей после ППД повышается, как правило, в 1,5...3 раза.

Исходная поверхность заготовки под выглаживание должна быть обработана до R _a 2,5…1,2 мкм, не должна иметь рисок и забоин. При такой исходной шероховатости, обработанная выглаживанием поверхность имеет шероховатость 0,3…0,1 мкм. Под обкатывание может быть использована шероховатость заготовки < R _a 5 мкм. При этом шероховатость обработанной поверхности составляет R _a 0,5...0,3 мкм.

Следует иметь в виду, что при выглаживании и обкатывании погрешности формы заготовки копируются и не исправляются, поэтому заданная точность изделия должна быть обеспечена на этапе предварительной обработки.

Диаметр заготовки после обработки ППД уменьшается на незначительную величину, которая, как правило, укладывается в допуск на размер: ∆ D» R _Z, где R _Z=5…10 мкм – исходная шероховатость заготовки.

В качестве операции, предшествующей ППД, обычно используют шлифование или тонкое точение.

В ряде случаев после обработки ППД проявляются дефекты предшествующей обработки: прижоги, огранки и т.п.

 

 

Выбор режимов обработки

Обработку цилиндрических поверхностей, в частности штоков гидравлических цилиндров, выполняют на универсальных токарных станках с использованием вращательного движения шпинделя и продольной подачи суппорта с резцедержателем, в котором закрепляют устройство для ППД.

В качестве инструмента для выглаживания используют стандартные алмазные наконечники из натурального или синтетического алмаза со сферической формой рабочей поверхности. Для обкатывания используют подшипниковые шары из сплава ШХ-15.

Основным режимом, определяющим качество обработки, является сила поджима инструмента к обрабатываемой поверхности. Требуемая сила прижима растет с увеличением радиуса сферы инструмента и твердости заготовки. В приложении дана формула для расчета силы поджима инструмента, а также представлены графики выбора давления в гидросистеме устройства в зависимости от твердости материала, радиуса сферы инструмента и диаметра шара. Даны также формулы для расчета величины задаваемой подачи, скорости обработки и частоты вращения заготовки.

Алмазное выглаживание следует использовать при обработке материалов повышенной твердости НВ 300...600 (HRC 30...65).

Обкатывание целесообразно применять при обработке крупногабаритных деталей твердостью НВ 150...300.

При выборе радиуса инструмента следует учитывать, что при увеличении радиуса величина подачи может быть увеличена, однако этот рост ограничен величиной прикладываемой силы. Рекомендуется для закаленных сталей использовать радиус сферы инструмента R =3…4 мм.

На станке IК62 минимальная подача S =0,07 мм/об. Эту подачу обычно используют при выглаживании. При обкатывании шаром диаметром 12,7 мм подача может быть увеличена до S =0,1 мм/об.

 

Порядок проведения обработки

 

1. Устройство для ППД закрепить в резцедержателе и выставить вершину инструмента на уровне оси шпинделя, например, по центру бабки.

2. Закрепить деталь в патроне и выставить величину радиального биения не более 0,02 мм.

3. Установить давление в гидросистеме устройства равное половине рабочего давления р.

4. Перемещая резцедержатель в поперечном направлении, поджать инструмент к обрабатываемой поверхности с силой, соответствующей давлению 0,8...0,9 р.

5. Маховичком регулировки давления установить рабочее давление р.

6. Включить вращение шпинделя и продольную подачу и выполнить обработку.

Поверхность изделия должна быть гладкой и иметь зеркальный блеск. Появление на обрабатываемой поверхности отдельных рисок, ухудшение шероховатости, шелушение и микрорезание могут явиться следствием следующих причин.

1. Заданное давление в гидросистеме превышает оптимальное значение.

2. Инструмент установлен неточно и контактирует с заготовкой нерабочей поверхностью.

3. Инструмент износился. Выглаживающий инструмент необходимо провернуть вокруг оси на угол не менее 30° либо заменить на новый.

4. Плунжер, несущий инструмент, находится в крайнем поджатом до упора положении.

При обкатывании шаром, последний следует периодически проворачивать в плоскости подачи на угол 15...30°. После 6...12 поворотов шара его следует заменить на новый.