CC BY
32УДК: 621.923.5
Рустемов А. С.
магистрант,
ГБОУ ВО РК Крымский инженерно-педагогический университет
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЗАИМНОЙ ПРИТИРКИ
КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Возрастание мощи и быстроходности машин, а также запросы повысить их надежность повергает к надобности повышения точности, а также качества обрабатываемых поверхностей деталей. Изготовка изделий с коническими поверхностями, связанно с большими технологическими тяжестями. Они значительно возрастают с увеличением требований к герметичности данных сопряжений. Притирка и доводка конических герметичных поверхностей является одним из окончательных методов обрабатывания поверхностей деталей. Это обеспечивает высокие качественные показатели поверхностей, выполняемые с помощью абразивных порошков и паст. В связи с этим актуальной становится разработка таких приемов и обстоятельств обработки деталей, которые наряду с точностью и надой шероховатостью поверхности обеспечивали бы целесообразные физико-механические свойства поверхностного слоя обрабатываемой детали.
Ключевые слова: притирка, герметичность, сопряжения, конические поверхности, нагрузка, финишная операция, абразивные зерна.
Целью статьи является проведение анализа научной литературы по взаимной притирке конических поверхностей для повышения высоких требований по точности геометрической конфигурации и шероховатости.
Изложение основного материала
Информационно-аналитический поиск показывает, что притирка — технологическая операция окончательной обработки поверхностей прецизионных деталей, при которой наряду с получением высококачественной поверхности нужно обеспечить форменные герметические размеры детали. Общая притирка сопрягаемых поверхностей, главным образом с целью придачи им одинаковой геометрической формы называется взаимной притиркой [1, с. 5-7]. В период притирки различие от других методов доводочной обработки обрабатываемая поверхность наряду с механическими испытывает и химические действия. В последствии, которых снимаются мельчайшие частицы. Следовательно, процесс притирки представляет собой сложный комплекс механических, химических и физико-химических явлений [2, с. 200-201].
Процесс притирки деталей потребен для ликвидации негерметичности в сопряжении. Поверхности, подлежащие притирке, предварительно механически обрабатывают. Конические поверхности обрабатывают с содействием промежуточного инструмента-притира и взаимной притиркой сопрягаемых поверхностей.
Рисунок 1 — Притир для обработки отверстий
С помощью притиров обрабатывают поверхности деталей, к которым предъявляются значительные требования по точности геометрической конфигурации и шероховатости обработанной поверхности [1, с. 92]. Этот способ не обеспечивает требуемую точность угла наклона образующих сопрягаемых поверхностей.
Для обеспечения одноконусности сопрягаемых поверхностей наиболее результативным процессом является взаимная их притирка. Процесс притирки конических поверхностей по сопоставлению с притиркой цилиндрических отличается тем, что вместо возвратно-поступательного движения вращающегося притира (или детали) выполняет возвратно-поворотное движение притираемых деталей с периодическим отрывом их друг от друга [3, с. 240].
Для обеспечения качественного сопряжения деталей надо, чтобы угол поворота в одну сторону был немного больше угла поворота в другую сторону. Следовательно, притертые поверхности различаются более высокой точностью геометрической конфигурации и обеспечивают плотное прилегание и непроницаемость для жидкостей.
Угол поворота за один двойной ход, как правило, составляет 90-120°. Поверхность одной детали притирают к другой при содействии абразивных суспензий и минерального масла и др. Для притирки первоначально применяют крупные порошки, а затем более мелкие[2, с. 201].
Производительность процесса притирки и достигаемые требования точности и шероховатости поверхности зависят не только от природы абразивного инструмента. Также зависят то прочих условий: скорости перемещения притира и его точности, размера зерна, удельного давления между притиром и деталью, способа подачи доводочного материала, припуска на доводку и др..
Постоянство технологического процесса притирки конических поверхностей зависит от параметров кинематики процесса и величины их взаимосвязи [4, с. 22-24].
Распознают притирку с плавнопеременной скоростью, с равнопеременной скоростью, с ударным нагружением, с плавным нагружением, с отрывом и прижимом притираемых поверхностей. Сообразно в начале и в конце каждого рабочего хода суммирующего возвратно-вращательного движения.
Создание отделанной поверхности при взаимодействии рабочих поверхностей притира совершается при трении под воздействием нормальных и тангенциальных напряжений. При этом тончайшие поверхностные слои материала испытывают упруго-пластические деформации. Приводящие на несложном скользящем контакте к разнообразным явлениям: 1) характерной активизации материала и соединенным с ней явлениями схватывания, окисления, разных видов химической и физической адсорбции; 2) упрочнения, усталости, диспергирования и др.
Любое кристаллическое тело характеризуется назначенным типом дислокаций и их плотностью. При пластической деформации его дислокационный устройство требует специальную активизацию металла в деформируемых поверхностных слоях. В этом случае появляется большая и неравновесная сосредоточение вакансий и дислоцированных атомов. Это вызывает четкое увеличение диффузионных процессов и возникновение микротрения.
При высоких скоростях скольжения, когда процесс диффузии между трущимися парами не успеет случиться, диффузионные явления осуществятся путем взаимодействия деятельных поверхностных слоев металла с химическим совмещением среды области контакта. При следующем повышении скорости скольжения, увеличение температуры и резкое обострение диффузионных процессов повергает к вторичному диффузионному взаимодействию между сопряженными металлами [5-7, с. 400, 245, 383-385].
В вибрационной притирке лучшие последствия достигаются обеспечением возвратно-вращательного хода с двумя мгновенными остановками в каждом цикле колебания первой детали [8, с. 61-75].
Во время притирки по методу сочетания линейного и объемного контактов как инструмент, так и отделываемая деталь производит вращательное движение [9, с. 224]. Кроме вращательного движения притир производит возвратно-поступательное движение относительно обрабатываемой детали. В этом случае обеспечивается стабильный контакт обрабатываемой поверхности с рабочей поверхностью притира. Осуществляется перемещение устройства для крепления обрабатываемой детали в плоскости, перпендикулярной возвратно-поступательному движению притира.
Согласно [7, с. 383-385] скорость перемещения притира является одним из главных входных параметров процесса притирки. С возрастанием скорости передвижения притира до 4 м/с производительность процесса увеличивается прямо пропорционально скорости. А в процессе доводке шаржированными притирами дальнейшее возрастание скорости приведет к чрезмерному нагреву деталей.
Исключение или уменьшение физических явлений в процессах притирки, возможно, добиться при наличии обеспеченного слоя смазки (прослойки пасты) между притирающимися поверхностями [10]. В процессе доводки абразивной суспензией повышение скорости уменьшает производительность по причине значительной центробежной силы, которая пытается отбросить абразивную суспензию от середины притира.
Рисунок 2 — Антифрикционная паста, ФАБО
Величина снятие припуска в притирке и количество операций зависят от требований к точности геометрической формы и шероховатости обрабатываемой поверхности.
Припуск при операциях притирания составляет в среднем: на предварительных операциях 0,02-0,05 мм (в отдельных эпизодах, возможно, доведен до 0,1-0,2 мм), на окончательных 3-5 мкм. Самоочевидно, при притирке происходят также физические процессы (например, проникновение частичек одного притирающегося металла в прочий), когда во влияние входят молекулярные силы.
С возрастанием давления и температуры воздействие молекулярных сил повышается так, что кое-какие из контактных точек свариваются друг с другом [10] (совершается схватывание трущихся поверхностей и перенос материала). Принимается молекулярно-механическое изнашивание. Соответственно должны заметить, что притирка конических поверхностей совершается периодическим нагружением. От этого величина и закон изменения давления являются главными факторами, определяющими возникновение физических явлений.
Проведенные изучения в процессах контактного взаимодействия рабочей поверхности инструмента промышленной конструкции с деталью представили, что с снижением ширины контакта, контактное давление повышается [11, с. 14-17].
Производительность и точность процесса значительнее, чем выше давление между притирами и деталью. Эта зависимость составляет до 0,3 МПа. слишком высокие давления приводят к быстрому раскалыванию или истиранию абразивного зерна и к уменьшению производительности. Вызывая нагревание трущихся поверхностей, что приведет к деформации деталей и к уменьшению точности. Чрезмерное повышение давления может также вызвать задиры на поверхности притира.
Для отстранения завалов и перекосов на доведенной поверхности требуется точно разделить усилия, применяемые к детали, а также найти центр тяжести детали, передвигаемый по притиру. В связи с требованием должны быть исполнены следующие условия: вертикальное усилие, т.е. давление на притир, использует перпендикулярно к его рабочей поверхности, а точка его использования должна размещаться не в центре, а немного ближе к краю обрабатываемой поверхности. В выборе режимов обработки при операциях доводки надлежит руководствоваться надлежащими последствиями экспериментальных данных [12, с. 196].
Лучшие результаты по съему металла и чистоте обработанной поверхности обеспечит паста из эльбора зернистостью ЛМ5. При её употреблении чистота обработанной поверхности стальных закаленных деталей возрастает до 12-го класса. В связи с этим производительность обработки при проведении доводочных и полировочных операций прямо пропорциональна размеру зерна микропорошка и повышается с ее ростом. Чистота обработанной поверхности уменьшается при использовании паст с более большим зерном.
Зернистость пасты следует избирать, исходя из требуемой чистоты обработанной поверхности, помалу перемещаясь от пасты с более большим зерном к более мелкозернистой пасте [13, с. 144]. Последнее поясняет тем, что увеличение величины зерен абразива приводит к повышению нагрузки на каждое зерно. Вследствие чего оно глубже внедряется в обрабатываемый материал и срезает более толстую стружку.
Значительное влияние на коэффициент трения-притирания выражает концентрация абразива в пасте. При увеличении объемного содержания абразивов в пасте коэффициент трения-притирания понижается. Причиной является, что при малой концентрации абразива слой смазки разрывается и в результате непосредственного контактирования притираемых поверхностей начинают влиять молекулярные силы (вероятность заедания притирающихся поверхностей повышается). При повышении концентрации абразивного порошка в пасте естественного контактирования притираемых поверхностей не совершается, а также ухудшаются условия контакта абразивных зерен с притирающимися поверхностями (зерна перекатываются в слое пасты).
Выводы и перспективы дальнейших исследований
Информационно-аналитический поиск представил, что увеличение точности и производительности взаимной притирки конических герметичных поверхностей при обеспечении формирования качественного сопряжения и результативности притирки, может быть, достичь совершенствованием входных параметров процесса, а именно — режимы притирки и доводки; удельное давление; скорость перемещения притира и припуск.
Литература
1. Бабаев С. Г., Садыгов П. Г. Притирка и доводка поверхностей деталей машин. — М. : «Машиностроение», 1976. — С. 5-7.
2. Орлов П. Н. Алмазно-абразивная доводка деталей. — М.: НИИмаш, 1972. — С. 200-201.
3. Крысин И. З. Слесарь механосборочных работ. Учебник для подготовки рабочих на производстве / И. З. Крысин — 5-е изд., перераб. и доп. — М. :«Высшая школа», 1983. — С. 240.
4. Бабаев С. Г., Садыгов П. Г. Новый способ притирки герметических конических сопряжений и станков для его осуществления. — В кн.: Алмазы, вып. 11, — М. : НИИМАШ, 1973, — С. 22-24.
5. Елизаветин М. А., Сатель Э. А. Технологические способы повышения долговечности машин. — М. :«машиностроение», 1969, — 400 с.
6. Кащеев В. Н. Абразивное разрушение твердых тел. — М. : «Наука», 1970, — 245
с.
7. Крагельский И. В. Трение и износ . — М. : Машиностроение, 1968. — С. 383 -385.
8. Перец М. И. Оптимизация параметров процесса вибрационной притирки конических поверхностей. — В кн.: Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении. Ученые записки. Рижский политехнический институт. Т. XV, вып. III, 1964, — 61-75 с.
9. Неймарк Т. С., Попов С. А. Прецизионная обработка деталь алмазными и абразивными кругами. — М. : «Машиностроение», 1971, — 224 с.
10. Иззетов Н. А. Пристрий для притирання деталей / Иззетов Н.А., Падерин В. Н., и др. — Декларационный патент №72848, Бюл. № 4. — 2005.
11. Джемилов Э. Ш. Определение контактных давлений при хонинговании конических отверстий / Э. Ш. Джемилов, Н. А. Иззетов, Ю. А. Цеханов, Ф. Я. Якубов // Научный журнал ВАК «Вюник Хмельницького нацюнального ушверситету». — Хмельницк, 2006. — Вып. 6. — С. 14-17
12. Скуратов Д. Л. Обработка конструкционных материалов. Процессы резания и режущие инструменты. Ч.1: учеб. пособие / Д. Л. Скуратов, В. Н Трусов. — Самара. : Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2012. — 196 с.
13. Кижнер А. Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве / А. X. Кижнер — М. : «Высшая Школа», 1986. — 144 с.
