книги / Финишная обработка лепестковыми кругами

5 . ТЕХНОЛОГИЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ЛЕПЕСТКОВЫМИ КРУГАМИ

Д ля финишной обработки ЛКП используют универсальные и специаль­ ные круглошлифовальные, торцокруглошлифовальные, бесцентрово­ шлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные и сферошлифо­ вальные станки. Обработку ЛКТ осуществляют на круглошлифовальных станках с поворотной шлифовальной бабкой, на плоскошлифовальных станках, на токарных станках, оснащенных полировальными головками, на токарно-затыловочных станках. Рекомендации по применению раз­ личных методов полирования ЛКП и ЛКТ приведены в табл. 8.

8. Рекомендации по применению различных методов полирования лепестковыми кругами

Метод полирования

Продольное наружное круглое ЛКП (рис.3 3 , а)

Врезное наружное круглое ЛКП (рис.33. 6)

Продольное наружное круглое ЛКТ (рис.33, в)

Врезное наружное круглое ЛКТ (рнс.ЗЗ, г)

На проход бесцент­ ровое ЛКП (рнс.ЗЗ, д)

Врезное бесцент­ ровое ЛКП (рнс.ЗЗ, е)

Область применения

Для гладких цнлндрнческнх н конических за ­

готовок, длина которых превосходит высоту круга (валов, штоков, торснонов и д р .. для притупления острых кромок на шлицах)

Для цилиндрических, конических, ступенча­ тых и профильных поверхностей (шеек колен­ чатых валов, фланцев, осей, цапф, вилок карданов, шаровых пальцев, шпинделей и

д р . )

Для гладких цилиндрических и конических заготовок (штоков пневмо- и гндроцнлнндров, валов текстильных машин, валов бума­ годелательных машин, шеек полуосей автомо­ биля. шеек шпинделей шлифовальных станков и д р . )

Для цилиндрических^ конических, сферичес­ ких и торцовых поверхностей (шейки флан­ цев, торцовые поверхности дисков и др .)

Для гладких цилиндрических заготовок (тру­ бы. валы, кольца и др .)

Для цилиндрических, конических, ступенча­ тых, профильных поверхностей (крестовин, шаровых пальцев и д р . )

61

Продолжение табл. 8

Метод полирования

Внутреннее ЛКП

(рис.33 . Ж)

Внутреннее ЛКП

(рис.33, 3)

Плоское ЛКП (рис.33, и)

Плоское ЛКТ (рис.33, К)

Область применения

Для гладких цилиндрических, конических, ступенчатых и профильных отверстий (от­ верстия пневмо- и гндроцилиндров, .шесте­ рен. втулок, пресс-форм и д р . )

Отверстия крупногабаритных цилиндров и др.

Для плоских, ступенчатых и профильных по­ верхностей (листовой прокат, платок, диски и д р . )

Для плоских поверхностей (заготовки из листового проката, плитки, планки, диски

ид р . )

Обработка на круглошлифовальных станках . Наружное круглое поли­ рование ЛКП осуществляется на универсальных и специальных кругло­ шлифовальных станках. В ремонтном производстве для этих целей используют токарные станки, на суппорт которых устанавливают поли­ ровальные головки. Методом продольного полирования' обрабатывают заготовки, длина которых превосходит высоту круга. При этом методе обработки высоту круга целесообразно выбирать максимальной по паспортным данным станка, что обеспечивает наибольшую производи­ тельность процесса. При обработке врезным методом высоту круга принимают равной длине полируемой шейки. При большей высоте в про­

цессе работы на круге образуется уступ, что вызывает необходимость его периодической правки с целью удаления уступа и приводит к непроизводительным затратам инструмента. Обычно ЛКП устойчиво са­ мозатачиваются и самопрофилируются на протяжении всего срока эксплуатации и их правка осуществляется только при установке круга на станок.

Наружное круглое полирование ЛКП ступенчатых и профильных по­ верхностей производят на шлифовальных станках, оснащенных устрой­ ством для профильной правки круга. Правку осуществляют алмазными карандашами, после чего круг прирабатывают на одной-двух заготов­ ках.

Совмещенное полирование торцовых и цилиндрических поверхностей осуществляют на торцокруглошлифовальных станках. Д ля одновременно-

62

I)

Рис. 33 . Схемы полирования лепестковыми кругами (Продолжение рис.

на стр. 64 . 65 и 66)

63

64

65

го полирования шеек коленчатых валов могут использоваться станки с

многокруговой	наладкой. Полирование задних поверхностей фасонных
ф рез, в том	числе червячных, производят на токарно-затыловочных

станках.

Ниже рассматриваются примеры финишной обработки ЛКП на кругло­ шлифовальных станках.

Лепестковые круги ЛКП больших диаметров (900 и 1060 мм) с не­ стандартным посадочным отверстием диаметром 650 мм; зернистостью 14А4 используются в крупносерийном производстве на операциях поли­

рования коренных и шатунных шеек (диаметром 91,96 0,023 мм) колен­ чатых валов двигателя трактора Т-180. Валы изготовляются из стали 45Г2 (HDRC^ 4 8 ...5 8 ). Обработка ведется на круглошлифовальных стан­

ках ЗБ164 и ХШ 2-03 врезным способом. Для обеспечения скорости кру­ гов 40 и 45 м /с была проведена модернизация шпиндельных узлов шли­ фовальных бабок станке®.

Практика показала, что из-за значительных размеров ЛКП , а такж е неточности их изготовления после установки на станок возникает по­ вышенное торцевое биение круга. Поэтому вновь устанавливаемые кру­

ги подвергают правке по торцам кругами из карбида кремния л закре­ пленными на оправке.

При исходном параметре		шероховатости поверхности шеек	валов
после шлифования Ra = 0	,8	мкм и точности 0,015 мм после полирова­
ния с деформацией круга	5	= 1 ,8 ...2 мм достигается Ra = 0,2	мкм

66

при точности 0,02 мм. Припуск на полирование 0,01 мм на диаметр. Машинное время на обработку одной шейки 12 с.

Процесс внедрен взамен ручного полирования на токарных станках шлифовальной шкуркой зернистостью 14А16, 14А8, 14А4 последователь­ но. Ликвидирован тяжелый ручной труд, в 2 раза возросла производи­ тельность обработки, в 8 раз снизился износ шлифовальной шкурки.

Проведены сравнительные испытания коленчатого вала, у которого первая, третья и пятая шейки полировались вручную, а вторая, чет­ вертая и ш естая - лепестковым кругом. После определения параметров шероховатости поверхности и соответствующих измерений коленчатый вал был установлен на двигатель Д-180 и обкатывался в течение 70 ч на режимах 25, 50 и 75 % номинальной мощности, а затем испытывался в течение 100 ч методом ускоренных испытаний на электрическом тор­

мозном стенде SAK670 при нагрузке на двигатель 80 -		85 %	номиналь­
ной мощности.
Средний износ	шеек за время испытаний составил 8 ,5		мкм для
шеек, обработанных	лепестковым кругом, и 11,2 мкм -	для	полирован­

ных вручную. Таким образом, внедрение обработки коленчатых валов лепестковыми кругами способствовало снижению износа их шеек в период приработки на 34 %, что оказало положительное влияние в целом на долговечность двигателя трактора.

Набором из двух ЛКП диаметром 600 мм, зернистостью 14А4 на

станке ЗБ151 полируют шейки диаметром 58 0,06 фланцев автомобиля из стали 40Х (HRC^ 5 6 ...6 2 ). С целью создания условий для много­

станочного обслуживания была осуществлена модернизация электросхе­ мы станка с установкой в цепь управления шлифовальной бабкой реле времени для автоматического ограничения продолжительности полиро­ вания.

Процесс был внедрен взамен ленточного полирования на станке ДШ -25. В связи с изменением режущих свойств лент во времени про­ цесс отличался нестабильностью шероховатости поверхности, произво­ дительности и других параметров. При ленточном полировании был вы­ соким износ шлифовальной шкурки, при обработке лепестковыми круга­ ми ш сократился в 4 раза. О более эффективном использовании по­ тенциальных возможностей шлифовальной шкурки в лепестковых кругах по сравнению с использованием в лентах свидетельствует такой факт. В ПО ’’Брянский автомобильный завод” в разных цехах практически одинаковые по размерам полируемых шеек фланцы обрабатывались раз­ личными методами. В одном цехе они полировались лентами, в дру­

67

гом - лепестковыми кругами. Рационализаторы предложили использо­ вать отработанные ленты для изготовления лепестковых кругов. Эти круги успешно работали, обеспечивали требуемое качество, а потери

впроизводительности обработки не превышали 15 ...20 % .

Наряду со снижением затрат на инструмент при обработке фланцев ЛКП повысилась производительность и, что наиболее важно, стабили­ зировалось качество. Шейки фланцев работают в паре с резиновой манжетой в резинометаллических уплотнениях. Стабилизация качества поверхности шеек способствовала существенному сокращению числа случаев разгерметизации этих уплотнений.

Вплане сравнения двух процессов полирования - лепесткового и

ленточного - практический, интерес представляют данные, полученные Ф .Я . Корчмарем: интенсивность съема металла ЛКП в начальной период работы ниже, чем бесконечной лентой (на 15 ... 17 % при зернистости инструментов 14А6), но в процессе эксплуатации сохраняется практи­

чески постоянной, в	то время	как у	ленты она	сокращ ается	в 4 ...
5 раз; суммарный съем металала ЛКП			в 3 ,5 ...5 раз выше, чем лентой;
стойкость лепестковых	кругов	в 3 ...5	раз выше,	чем стойкость	лент;

шероховатость поверхности при обработке лепестковыми кругами

постоянна, тогда	как при	обработке	лентами по мере изнашивания
рабочего слоя она	снижается	в 1 ,5 ...2	раза.

Возвращаясь к рассматриваемому примеру обработки шеек фланцев, следует отметить, что со временем в связи с физическим износом станков, на которых производится шлифование (предшествующее поли­ рованию), качество шлифования и, как следствие, последующего поли­ рования ухудшалось. Количество заготовок, возвращавшихся на пов­ торное полирование, достигало 25 %. Решению проблемы способствова­ ло использование на этих операциях абразивосодержащих твердых сма­ зочных материалов для периодического шаржирования лепестков, раз­ работанных в ПО "Брянский автомобильный завод”. Технология изго­ товления абразивосодержащего смазочного материала (АТС) следующ ая. Вначале приготовляется состав из 40 % парафина и 60 % пластичного смазочного материала ПВК (в массовых долях). Д ля приготовления состава компоненты размещают в металлической посуде и устанавлива­ ют в печь, в которой их нагревают до 100... 120 С, расплавляют и перемешивают. Затем полученный состав смешивают с абразивным зер­ ном в равных объемных соотношениях и разливают в формы. После остывания получаются столбики АТС диаметром 20 мм, длиной 200 мм. Столбики покрывают тонким слоем эпоксидной композиции для придания прочности.

68

тости поверхности Ra = 0,31 мкм, но был он достигнут уж е через

10 с от начала обработки.

Таким образом, шаржирование ЛКП АТС, содержащими абразивное зе­ рно, меньшее зерна лепестков, способствует снижению высоты микро­ неровностей при некотором повышении производительности обработки.

Использование АТС с зерном, равным зернистости лепесткового круга, обеспечивает повышение производительности обработки при не­ существенном влиянии на шероховатость поверхности.

При использовании АТС с зерном, более крупным, чем зерно ле­ пестке», производительность обработки заметно возрастает при уве­

личении высоты микронеровностей.

Результаты исследований на практике открыли возможность приме­

нения при полировании фланцев ЛКП более крупной зернистости 14А6 и 14А8, шаржируемых АТС с зерном 14АМ5. Это стабилизировало качество полирования, несмотря на заметное ухудшение предшествующей обра­ ботки.

В случае финишной обработки шеек фланцев диаметром 62 мм поли­ рование ЛКП вводилось взамен суперфиниширования. Здесь результатом внедрения явилось повышение производительности обработки в 2 ,5 ра­ за. Вместо двух станков для суперфиниширования ВС-23 используется один круглошлифовальный станок ЗБ 151. Заметно стабилизировалось качество обработки. Шейки фланцев работают в паре с резиновой ман­

жетой в резинометаллических, уплотнениях. Стабилизация качества их поверхности способствовала существенному сокращению числа случаев разгерметизации этих уплотнений.

Ось задней балансирной подвески автомобиля работает в паре со втулкой башмака рессоры из сплава ЦАМ 10-5. М атериал оси подвески -

сталь	45 (HRC 5 4 ...6 0 ). Финишную обработку ее шеек диаметром
65 ’	мм осуществляют ЛКП диаметром 750 мм на станке ЗВ164. Опе­

рация внедрена взамен чистового шлифования.

С целью выявления влияния метода финишной обработки на изнаши­ вание поверхностей трения были проведены специальные эксперимен­ ты, в которых изнашивание исследуемых поверхностей образцов осу­

ществляли	на	машине трения	М И-1М	по схеме ’’образец		-	колодка”.
Испытания проводили при давлении 0,4				ГПа при	скорости	скольжения
8 м/мин,	что	соответствовало	средним	условиям,	в которых		работает

эта пара трения, использовали масло ТАП-15.

Для определения износа образцов использовали метод последова­ тельного профилографирования поверхности. Износ' контртела опреде­

70