ДОВОДОЧНЫЕ РАБОТЫ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

Доводочные работы позволяют получить высокую точность формы и размеров деталей (отклонение от плоскостности и овальности до 0,001-0,003 мм), высокое качество поверхностного слоя и шероховатость поверхности в пределах 9-14 классов чистоты или одновременное достижение этих требований по точности поверхности и ее качеству.

Тонкое алмазное точение и растачивание.
Точение алмазными резцами применяется для обработки деталей из цветных металлов и их сплавов – алюминия и его сплавов, магниевых сплавов, бронзы, латуни, меди, баббита, титановых сплавов и неметаллических материалов – твердой резины, эбонита, пластмасс, обладающих высокими абразивными свойствами.

Токарная обработка алмазными резцами применяется:

• Для декоративного точения с целью получения цилиндрических, конических и торцовых поверхностей 10-13-го классов чистоты, декоративное точение заменяет процесс полирования;
• Для тонкого точения и растачивания на токарных станках с целью получения точных цилиндрических и конических поверхностей (отклонение от правильной геометрической формы в продольном и поперечном сечениях до 0,003-0,005 мм при 9-10-м классах чистоты поверхности;
• Для тонкого растачивания на расточных станках с целью получения точных отверстий (1-й класс точности и 9-10-й класс чистоты поверхности). Стойкость алмазных резцов в десятки и сотни раз превышает стойкость инструментов из двух материалов. Алмазное точение производится на высоких скоростях резания в сочетании с малыми величинами подачи и глубины резания. Наивысшие классы чистоты поверхности обеспечиваются при малых подачах порядка 0,02-0,04 мм. При увеличении подачи до 0,1 мм шероховатость поверхности ухудшается на два класса чистоты. Глубина резания в пределах 0,025-0,15 мм незначительно влияет на шероховатость поверхности.

Станки для алмазной обработки являются жесткими, точными, высокоскоростными, с хорошо отбалансированными вращающимися деталями с кинематикой движений, обеспечивающих высокие числа оборотов шпинделя (до 4000 об/мин) и небольшие величины продольной подачи 0,005-0,1 мм/об. Допустимое радиальное биение шпинделя станка не более 0,005 мм. Все станки установлены на отдельном фундаменте, двигатель и насос установлены на эластичных прокладках отдельно от станины станка.

Обработка деталей из цветных металлов и их сплавов, а также неметаллических материалов алмазными резцами производится либо без смазочно-охлаждающей жидкости (например, обработка бронзы, меди, латуни) с удалением стружки сжатым воздухом, либо с обильным поливом смазочно-охлаждающей жидкости, устраняющей возможность образования нароста и повышающей период стойкости резцов.

Алмазное выглаживание.
Алмазное выглаживание значительно снижает шероховатость обработанной поверхности на два-четыре класса чистоты и повышает точность геометрической формы. Для достижения 12-13-го классов чистоты поверхности исходная шероховатость поверхности до выглаживания должна иметь 8-12-й класс чистоты.

Рабочая и выглаживающая часть резца выполняется сферической или цилиндрической формы и ориентирована так, чтобы при огранке кристалла алмаза отход его был наименьшим.

При выглаживании рабочая часть алмаза контактирует под определенным давлением с вращающейся деталью при поступательном перемещении резца, происходит сжатие и пластическое деформирование поверхностного слоя металла детали.

Размеры деталей после выглаживания уменьшаются незначительно: на 1-3 мкм по диаметру детали. Степень упрочнения поверхности слоя колеблется от 1,5 до 2,5. Упрочнение поверностного слоя детали способствует повышению долговечности детали.

Выглаживание деталей из всех вязких металлов, включая нержавеющую сталь, медь, алюминий, латунь, дает блестящую зеркальную поверхность.

Выглаживание деталей из титановых сплавов и циркония дает отрицательные результаты по качеству поверхности в связи с их налипанием на алмаз.

Тонкое шлифование.
Тонкое шлифование обеспечивает обработку поверхности по 10-13-м классам чистоты и осуществляется на кругошлифовальных, внутришлифовальных и плоскошлифовальных станках абразивными и алмазными шлифовальными кругами. Тонкое шлифование внутренних и внешних поверхностей вращения обеспечивает обработку по 1-му и выше классу точности. Особенностями тонкого шлифования является тщательная подготовка станка к работе и правка шлифовального круга.

Станки для тонкого шлифования имеют высокую жесткость и точность. Правка абразивных шлифовальных кругов осуществляется только алмазом или алмазными карандашами, чтобы высота и шаг неровностей на рабочей поверхности круга были минимальными. Для получения поверхностей 10-го и более высоких классов чистоты методом тонкого шлифования обязательно поддерживается уровень чистоты охлаждающей жидкости, с применением для очистки охлаждающей жидкости центрифуги и другие средства.

Тонкое шлифование углеродистых сталей осуществляется кругами из белого электрокорунда, а нержавеющих и жаропрочных сталей – кругами из монокорунда.

Тонкое шлифование твердых сплавов, ситаллов, керамики осуществляется алмазныи шлифовальными кругами на органической (бакелитовой) и электролитической связке, что позволяет получить обработанные поверхности без сколов и выкрашиваний.

Тонкое внутреннее шлифование осуществляется высокоскоростными внутришлифовальными головками с числом оборотов 48000-144000 в минуту.

При плоском и круглом тонком шлифовании после нескольких проходов с поперечной подачей на глубину производится от 4 до 10 проходов без подачи (выхаживание).

Суперфиниш.
Суперфиниш – процесс отделочной обработки мелкозернистыми колеблющимися брусками в сочетании с вращательными и возвратно-поступательными движениями. Суперфиниш обеспечивает обработку наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, конических и плоских поверхностей до 10-13-го классов чистоты. Суперфиниш частично исправляет погрешности формы обрабатываемой поверхности.
При суперфинише цилиндрических поверхностей рабочее движение брусков относительно вращающейся обрабатываемой детали складывается из трех движений: коротких осциллирующих движений (от 500 до 2000 двойных ходов в минуту с величиной хода в пределах 1,5-6 мм), вращения детали и возвратно-поступательные движения головки с брусками вдоль обрабатываемой детали.

Процесс ведется с применением смазочно-охлаждающей жидкости малой вязкости (керосин или керосин с добавкой 10%-ного веретенного масла), обеспечивающей очистку абразивных брусков от отходов и охлаждение. Снятие металла происходит в пределах микронеровностей (гребешков) поверхности, оставшихся от предыдущей обработки.

В процессе обработки происходит интенсивное срезание вершин гребешков. Толщина слоя металла, снимаемого при суперфинише, обычно не превышает 0,005-0,01 мм 
Суперфиниш осуществляется на токарных или специальных станках.

Хонингование.
Хонингованием обрабатываются в основном цилиндрические отверстия как сквозные, так и глухие диаметром 2 мм и выше с отклонением от цилиндрической поверхности до 0,002-0,005 мм и 8-11-го классов чистоты поверхности в деталях из стали, чугуна, цветных металлов и труднообрабатываемых материалов. Процесс хонингования осуществляется мелкозернистыми абразивными брусками, закрепленными в специальной раздвижной головке, называемой хоном.

Процесс хонингования производится на вертикальных и горизонтальных хонинговых станках. Хонингованием удаляется припуск на сторону в пределах 0,05-0,15 мм в зависимости от диаметра отверстия, обрабатываемого материала, предшествующей обработки, материала зерен брусков. В этих пределах устраняется конусность и эллиптичность отверстия.

Для хонингования стали применяются бруски из зерен электрокорунда и алмаза, для чугуна и твердого сплава – из зерен карбида кремния и алмаза, для алюминиевых, магниевых и медных сплавов – из зерен карбида кремния на керамической, бакелитовой и металлической связке (последняя только для алмазных брусков).

Для обработки твердого сплава и закаленной стали также используются алмазные бруски на электролитической связке – хром, никель, серебро. Алмазное зерно в этом случае используется до полного износа, так как оно прочно удерживается связкой.

Хонингование производится с обильной подачей смазочно-охлаждающей жидкости, которая помимо смазки и охлаждения, смывает продукты отхода. При обработки стали и чугуна в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяется чистый керосин или керосин с добавками минеральных масел.

Наружное хонингование цилиндрических поверхностей обеспечивает высокую точность обрабатываемой поверхности и шероховатость поверхности до 11-го класса чистоты.

Процесс хонингования наружной цилиндрической поверхности отличается от суперфиниша прежде всего тем, что при суперфинише абразивные бруски воздействуют на обрабатываемую деталь с одной стороны, а при хонинговании бруски распределены по всей окружности. Поэтому при наружном хонинговании может быть исправлена погрешность предшествующей обработки как в поперечном сечении (овальность, огранка), так и в продольном направлении (конусность, седлообразность и т.д.), что невозможно полностью достигнуть при суперфинише.

При наружном хонинговании на обрабатываемую деталь не действуют изгибающие усилия, так как силы поджима брусков взаимно уравновешиваются, что позволяет обрабатывать нежесткие детали.

Производительность при хонинговании наружных поверхностей в два-четыре раза выше, чем при суперфинише, вследствие большого числа брусков и больших удельных давлений. Если при суперфинише резание прекращается после съема припуска порядка 0,005 мм (при обработке закаленных стальных деталей), то при хонинговании с принудительной подачей брусков процесс резания можно вести непрерывно.
Для хонингования наружных поверхностей используются модернизированные шлифовальные, горизонтально-расточные, горизонтально-хонинговальные и другие станки.

Полирование

Полирование используется для повышения класса чистоты обработанной поверхности при помощи эластичных кругов или абразивных лент. На поверхность эластичного круга из кожи, войлока, фетра, бязи наносится с помощью клея слой абразивных зерен или слой полировальной пасты.

Полированием эластичными кругами получается поверхность 10-13-го класса чистоты. Предварительно обработанная поверхность должна быть не ниже 9-11-го класса чистоты. Съем металла в процессе полирования составляет 0,01-0,03 мм