Лабораторные работы по дисциплине технология машиностроения (стр. 36 )

Абразивными лентами обрабатывают разнообразные детали из различных материалов. В зависимости от размеров деталей применяют абразивные ленты шириной 10 – 775 мм и длинной до 25000 мм, а иногда делают ленты шириной до 3000 мм, склеивая их из нескольких полос шириной 500 – 700 мм.

Принципиальные схемы обработки абразивными лентами пред­ставлены на рис. 8.10.

Наибольшее распространение получило полирование лентами с контактными роликами (рис. 8.11), на которые опирается лента. В большинстве случаев используются контактные ролики из алюмини­евых сплавов, покрытые слоем в 3 – 15 мм эластичного материала.

Полирование лентами осуществляют на станках разнообразных конструкций в зависимости от конструктивных особенностей деталей и целей обработки.

Согласно классификации различают универсальные и специальные ленточные станки. Иногда выделяют в самостоятельную группу ленточно-полировальные головки, устанавливаемые в позици­онных и агрегатных станках, а также на линиях непрерывного поли­рования.

Для полирования лентами можно использовать и обычные шли­фовально-полировальные станки, настольные одношпиндельные станки-двигатели и другие механизмы, осуществив небольшую модер­низацию их.

Производительность процесса и качество обработанной поверх­ности зависят от величины удельного давления, скорости и ширины ленты.

При повышении удельного давления съем металла возрастает, однако стойкость ленты уменьшается. При малом удельном давлении (0,35 кг/см2) происходит быстрое затупление ленты, а при большом (0,90 кг\см2) на обработанной поверхности образуются прижоги. Высо­кую производительность, качество поверхности и стойкость ленты получают - при удельном давлении 0,55—0,75 кг/см2.

Скорость движения ленты в большинстве случаев принимают в пределах 10 – 40 м/с. С увеличением скорости до 25 м/с удельный съём металла возрастает, но при дальнейшем её повышении он заметно уменьшается.

Зернистость ленты определяется требованиями к шероховатости поверхности шероховатостью до 9-го класса чистоты, а при зернис­тости 6–4 – шероховатостью 9–10-го классов. При обработке лентами, покрытыми пастами, шероховатость поверхности соответствует 11 – 12-классам.

Точность обработки абразивными лентами цилиндрических дета­лей – не выше 0,01мм; крупногабаритных фасонного профиля – не более 0,1 мм; плоскостей полируемых с помощью стальных опорных плит – до 0,05 мм; при бесцентровом полировании – не выше 0,09 мм.

В барабанах обычно полируют детали, которые трудно обработать на полировальных станках. Сущность этой операции зак­лючается в следу­ющем. Обрабаты­ваемые детали и полирующие мате­риалы загружают в барабан. При вра­щении (рис. 8.12, а) или вибрировании (рис. 8.12, б) барабана абра­зивные зерна трутся о поверхность деталей и сглаживают микро­неровности.

Барабан вращается с равномерной скоростью, составляющей 0,5—1,0 м/сек. Детали и абразивная среда, находящиеся в зоне 1, поднимаются до определенной высоты и под действием силы тяжести перемещаются в нижнюю часть барабана, при этом происходит съем металла с поверхности деталей. При обработке во вращаю­щихся барабанах большая часть деталей и абразивной среды находится в зоне 2 в относительном покое, поэто­му съем металла осуществля­ется с малой интенсивно­стью.

При виброабразивном полировании детали подверга­ются более интенсивному воздействию абразивной среды в полном объеме. Ба­рабану сообщается от 1000 до 3000 кол/мин с амплитудой от 2 до 10 мм.

Почти во всех случаях абразивной обработки в барабанах мок­рая рабочая среда предпочтительнее сухой. Наиболее распростра­ненными абразивными материалами, из которых приготовляют рабо­чую среду, являются искусственные корунды и особенно нормальный электрокорунд, реже используется карбид кремния и еще реже — карбид бора.

На качество поверхности детали при полировании значительное влияние оказывают не­абразивные наполнители и рабочие жидкости. В качестве наполнителя применяют стальные шары, металлическую дробь, стальные цилиндрики высо­кой твердости (HRC 62—65), кото­рые должны быть отполированы до зеркального блеска и обезжирены. Часто шары и цилиндрики исполь­зуют вместе с кукурузными кочерыж­ками и мелкими кусочками фарфо­ра.

В качестве рабочей жидкости применяют 0,2—0,5%-ный раствор мыла в мягкой (дождевой) воде.

После полирования поверхнос­ть деталей приобретает блеск, близ­кий к зеркальному - Если исходная шероховатость поверхности состав­ляла 7—9-й классы чистоты, то после полирования она соответству­ет 9—11-му классам.

Магнитно-гидроабразивное полирование. Магнитно-гидроабра­зивная установка для полирования мелких деталей приведена на рис. 8.13. Обрабатываемые детали 3 заг­ружают в сосуд 2, плотно прилегаю­щий к статору 1 с трёхфазной обмот­кой. В сосуд заливают полирующую жидкость. При включении перемен­ного электрического тока он, проходя по обмотке статора, создаёт бегущее магнитное поле, которое приводит в движение засыпанные в сосуд детали, собирающиеся у стенок. В центральную часть сосуда, свободную от деталей, погружается лопастная мешалка 4, приводи­мая во вращение электродвигателем 5. Вращаясь в противоположную магнитному полю сторону, мешалка направляет полирующую жидкос­ть на встречу взвешенным в ней деталям.

Для полирования 1 кг деталей применяется сосуд диаметром 240 мм; мощность, потребляемая статором, составляет 0,7 кВт; об­щее потребление электроэнергии – 1,1 кВт. Полирующей жидкостью служат растворы хлористого и азотнокислого натрия (нитрата натрия).

8.5. Электрополирование

Электрополирование – это один из наиболее распространенных в машиностроении процессов элек­трохимической обработки. Применя­ется оно в качестве отделочной опе­рации. Электрополирование повы­шает класс чистоты и коррозийную устойчивость поверхности и улуч­шает её оптические характеристики.

Принципиальная схема элек­трополирования показана на рис. 8.14. Полируемая деталь 3, которая является анодом, помещена в ванну 2 с электролитом 1. Вторым электро­дом служат катоды 4. При прохож­дении тока низкого напряжения по­верхность детали подвергается электрохимическому (анодному) рас­творению.

Благодаря специально подоб­ранному составу электролита и соз­даваемым условиям — образованию пленки 2 повышенного сопротивле­ния (рис. 8.15) — растворение шеро­ховатой поверхности 1 происходит неравномерно. В первую очередь растворяются наиболее выступаю­щие точки 3 (выступы), а затем ма­лые неровности, и поверхность 1 становится гладкой и блестящей.

Растворение крупных выступов 3 называется макрополированием, а малых неровностей 4 — микро­полированием. Если макро - и микрополирование протекают одновре­менно, то поверхность приобретает гладкость и блеск.

В процессе микрополи­рования на обрабатываемой детали обра­зуется окисная или гидроокисная пленка. Если она равномерно покры­вает поверхность детали, то обеспе­чиваются условия, необходимые для микрополирования. Внешняя часть этой пленки непрерывно раст­воряется в электролите. Поэтому необходимо создать такие условия, в которых существовало бы равновесие между ско­ростью образова­ния окисной плёнки и скоростью ее химического растворения, чтобы толщина пленки все время была постоянной.

Процесс макрополиро­вания зависит от наличия на обрабатывае­мой поверхности прианодной пленки. Будучи более толстой в углуб­лениях и тонкой на выступах, она способствует ускоренному растворе­нию выступов, так как над ними создается более высокая плотность тока, а электриче­ское сопротивление меньше, чем над впадинами.

Электрополирование производится в специальных ваннах. В качестве электролита используются фосфорнокислые, сернокислые, сернофосфорные и другие соединения. Для полирования стали, меди, латуни и алюминиевых сплавов наиболее широко применяются элек­тролиты, основу которых составляет ортофосфорная кислота.

Полирование может производиться в холодном или горячем электролите. Черные металлы полируют в горячем электролите (t = 70 - 90°C), а цветные – в холодном (t = 15 - 25°C).

Процесс электрополирования осуществляется при постоянном токе низкого напряжения (6 – 8 в). В зависимости от состава электро­лита плотность тока принимают от 10 до 60 а/дм2.

Хорошо полируются структурно и химически родные металлы и сплавы. Затруднено полирование высокоуглеродистых и низколегиро­ванных сталей. Почти не полируются чугун, металлокерамические сплавы, многофазные бронзы.

При оптимальном режиме работы съем металла в среднем сос­тавляет 3—5 мкм/мин при полировании цветных металлов и 7—10 мкм/мин — черных. При декоративном полировании удаляется слой толщиной 40— 100 мкм.

К деталям, поступающим на электрополирование, предъявляют­ся следующие требованиям: а) детали литые или после механической обработки должны иметь шероховатость обрабатываемых поверхнос­тей не ниже 6 – 7-го классов для получения после электрополирова­ния поверхностей 8 – 9-го классов чистоты; не ниже 8 – 9-го классов – для получения 10 – 11-го классов и не ниже 10 – 11-го классов – для получения 12 – 14-го классов; б) детали из проката и выполненные холодной штамповкой не требует дополнительной механической обра­ботки, если чистота их поверхностей на 2 – 3 класса ниже требуемой после электрополирования; в) на обрабатываемых поверхностях дета­лей не должно быть грубых царапин, рисок, забоин и т. д., так как пос­ле электрополирования они остаются.