CC BY
21
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ СО СЛОЖНЫМИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСВЯЗАННЫХ АБРАЗИВОВ Рагулин Владимир Дмитриевич, студент (e-mail: tihhonix@gmail.com) Бокова Лариса Геннадьевна, к.т.н. (e-mail: bokovalg@mail.ru) Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.
В данной статье рассматриваются методы обработки деталей со сложными геометрическими поверхностями с использованием несвязанных абразивов в современных машиностроительных производствах.
Ключевые слова: машиностроение, абразивная обработка, методы обработки несвязанных абразивов, шлифование.
Абразивные материалы — это материалы, обладающие высокой твердостью и используемые для обработки поверхности различных материалов: металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла, кожи, резины и других. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов [1, 2].
Абразивные материалы классифицируются по твердости (сверхтвёрдые, твёрдые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах или мешах. Размер частицы абразива колеблется в пределах 2 мм (крупная фракция) — 40 мкм [3].
Важной тенденцией развития современного машиностроительного производства является требование постоянного повышения эксплуатационных характеристик изготавливаемых изделий, обеспечение которого во-многом связано с необходимостью совершенствования окончательных методов обработки, в том числе с применением абразивного инструмента, в процессе реализации которых происходит формирование большинства характеристик рабочих поверхностей деталей.
В настоящее время абразивный инструмент применяется в любой области, связанной с обработкой металла. С появлением точного литья, снижением припусков на обработку, в общем объеме механических операции непрерывно растет удельный вес абразивной обработки. Она применяется как на обдирочных операциях (для обработки литья), так и для получения высоких классов чистоты поверхности.
Возросшая потребность в абразивных инструментах повлекла за собой значительное расширение абразивной промышленности, строительство
новых и реконструкцию действующих абразивных заводов, которые оснащались главным образом за счет использования оборудования, применяемого в родственных отраслях промышленности [4, 5].
Абразивная обработка в ряде случаев применяется как, единственно возможный метод обработки, например, тонкое шлифование и полирование листовой стали, в том числе нержавеющей, шлифование, полирование и разрезка тонкостенных труб из нержавеющей стали, зачистка сварных швов, получение деталей с шероховатостью поверхности до 0,020-0,008, абразивная пневмо и гидрообработка миниатюрных деталей свободным зерном, обработка некоторых криволинейных поверхностей (рис. 1).
Рис.1 - Виды абразивной обработки
Прогресс технологии шлифования позволяет решать проблему создания автоматических линий, на которых вся обработка заготовок до требуемой геометрической точности и шероховатости поверхности производится абразивными и алмазными инструментами. Громадное значение при обработке твердых сплавов и разнообразных износостойких материалов, а также дерева, пластмасс, стекла, камня и других материалов имеют алмазные инструменты в сочетании с абразивными [6, 7].
Применение абразивных и алмазных инструментов (рис. 2) позволяет механизировать процессы обработки, во много раз увеличить производи-
тельность и облегчить труд рабочих. Парк станков, оснащенных абразивными и алмазными инструментами, составляет в настоящее время около 20% общего станочного парка. В подшипниковой и в ряде других отраслей промышленности удельный вес станков для абразивной обработки достигает 60% и более.
Инструменты абразивной обработки
Отрезные круги
Шлифова
Бруски
Наждачна я бумага
Свободно е зерно
Голтовоч ные тела
Рис. 2 - Основные виды абразивных инструментов
льные
Абразивные инструменты принято делить на три вида: гибкие, жесткие и инструменты в виде свободных абразивов и паст (рис. 3).
Свободный (несвязанный) абразив и пасты вызывают меньше всего вопросов. Если вы в походе вышли к водоему, чтобы почистить песком закопченный котелок - вы воспользовались свободным абразивом. Пастами называются смеси абразивных материалов с неабразивными различной густоты, от твердых брикетов до абсолютно жидких. В качестве связки в пастах используются жиры и масла, главным образом, олеин, стеарин и вазелин. Характеристики паст следующие: используемый абразивный материал, зернистость, рецептура неабразивных материалов, концентрация, консистенция. И пасты, и свободный абразив используются для операций доводки.
Прочность и твердость инструмента во многом зависят от связки, соединяющей абразивные частицы, которые бывают:
Неорганическими. Для относящейся к ним керамической связки характерны: огнеупорность, стойкость к воздействию воды и химически активных сред. К недостаткам можно отнести низкую устойчивость к изгибанию и ударам. Инструмент на керамической связке применяется практически во всех операциях, кроме обдирочной. Он хорошо отводит тепло и сохраняет форму профиля, но для обдирки его использовать нельзя из-за ее хрупкости.
Органическими. Представитель этой группы — бакелитовая связка. Более упругая и прочная, по сравнению с керамической. Инструмент на такой связке может иметь уникально малую толщину — до 0,5 мм (для отрезки и прорезки). Минус бакелитовой связующей — слабая устойчивость к СОЖ, в которых содержатся щелочные компоненты. Приспособления на бакелитовой связке применяются на обдирке и для плоского шлифования.
Рис. 3 - Виды абразивов
При обработке несвязанными абразивами зерна более полно используют свои режущие способности, так как происходит равномерное распределение их режущих кромок относительно обрабатываемых поверхностей, а также переориентация и перемещение в процессе обработки. Такие методы позволяют, осуществлять обработку деталей сложной конфигурации из различных материалов. Значительно снижается и температурный режим процесса, так как скорости резания меньше, чем при обычном шлифовании. Обработка деталей с использование несвязанных абразивов позволяет сочетать высокую производительность обработки с хорошим качеством обработанной поверхности деталей сложной геометрической конфигурации.
Список литературы
1. Эльбор в машиностроении / Под ред. В.С. Лисанов. —Л.: Машиностроение, 1978.
2. Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке / Козлов Д.Ю. — Екатеринбург: ООО «ИД «Оригами», 2007. — 216 с.
3. Техническая энциклопедия / Гл. ред. Мартенс Л. К. — Москва: Электронные и традиционные Словари, 2005.
4. Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ / Гл. ред. Пирогов В. Д. — Екатеринбург: ООО ИД «Оригами», 2009. — 202 с.
5. Андросов А. А. Надежность технических систем: Учеб. пособие.-Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2000. -169 с.
6. Бабичев, А. П. Основы вибрационной обработки / А. П. Бабичев, И. А. Бабичев: под ред. И. Ф. Гончаревича. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Ростов н/Д: Изд-во ДГТУ, 2008. - 694 с.
7. Бабичев, А.П. Вибрационная обработка деталей / А. П. Бабичев. - М.: Машиностроение, 1974. 134 с.
Ragulin Vladimir Dmitrievich, student (e-mail: tihhonix@gmail.com)
FGBOU VO «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov», Saratov, Russia Bokova Larisa Gennadevna, candidate of technical Sciences (e-mail: bokovalg@mail.ru
FGBOU VO «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov», Saratov, Russia FEATURES OF PROCESSING PARTS WITH COMPLEX GEOMETRIC SURFACES USING UNBOUND ABRASIVES
Abstract. This article discusses methods for processing parts with complex geometric surfaces using non-cohesive abrasives in modern machine-building industries.
Keywords: mechanical engineering, abrasive processing, processing methods of non-related abrasives, grinding.
