Обработки шлифование

Одна из задач суперфиниша — уничтожить, насколько возможно, риски, оставшиеся на поверхности от предыдущей механической обработки. Шероховатость поверхности, обработанной методом суперфиниша, достигает 14-го класса.

Следует отметить, что на другие виды разрушения материалов в разной степени влияют масштабный фактор и конструкция детали. Так, при оценке коррозионной стойкости материала результаты, полученные для образца, при сохранении внешних условий могут быть, как правило, использованы для различных деталей. Однако, если испытывается усталостная или коррозионно-уста-лостная прочность материала, то форма и размеры образцов (которые стандартизованы) оказывают существенное влияние на процесс разрушения, поскольку не только вид нагружения, но и конструкция детали и технология ее обработки (шероховатость поверхности) определяют напряженное состояние и выносливость материала. Как известно, для усталостного разрушения разработаны методы пересчета на другой цикл нагружения, а также методы оценки концентрации напряжения и масштабного фактора. Это позволяет более широко использовать результаты испытания образцов для определения усталостной долговечности деталей различных конструктивных форм. В общем случае можно сказать, что применяемая схема испытания стойкости материала отражает уровень познания физики данного процесса. Чем глубже наши знания в раскрытии закономерностей процесса, тем больше методы испытания стойкости материалов абстрагируются от конструктивных форм изделий и отражают свойства и характеристики самих материалов.

Шероховатость поверхности после механической и электрической обработки. Шероховатость поверхности изучали после тех же методов и режимов обработки и на тех же жаропрочных сплавах и сталях, на которых исследовали поверхностный наклеп и технологические макронапряжения (см. табл. 3.3).

Качество поверхностного слоя жаропрочных сталей и сплавов после механических, электрофизических и электррхимических методов обработки характеризуется следующими основными параметрами: шероховатостью поверхности, глубиной и степенью упрочнения и остаточными макронапряжениями.

Основными параметрами качества поверхностного слоя деталей после механической обработки металлическим или абразивным инструментом является шероховатость поверхности, глубина и степень наклепа и технологические макронапряжения. Для определения степени влияния каждого из них в отдельности на характеристики усталости, в данной работе использован метод изотермических нагревов в вакууме образцов после заданных режимов механической обработки. Вакуум необходим для предохранения от окисления поверхностного слоя образцов при нагревах. Для этой цели образцы после механической обработки на заданных режимах разделены на три группы. Образцы первой группы испытывали на усталость непосредственно после механической обработки, образцы второй и третьей групп до испытания на усталость подвергали изотермическим нагревам в вакууме для снятия технологических макронапряжений (вторая группа) и для снятия поверхностного наклепа (третья группа). Относительную значимость каждого параметра качества поверхностного слоя в отдельности оценивали путем сравнения характеристик усталости образцов после термообработок для снятия остаточных напряжений, поверхностного наклепа и образцов, не подвергавшихся термической обработке.

Шероховатость поверхности, технологические макронапряжения, глубина и степень наклепа после заданных методов и режимов механической обработки определяли по методике, изложенной в гл. 3; значения их для исследованных сплавов приведены в табл. 3.4—3.7.

Марка сплава, Вид обработки Шероховатость Наклеп Остаточные макро-напряжения + (У, КГС/ММ2 Условия испытаний сти a_i, КГС/ММ2, на базе циклов

Вид обработки Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra, мкм Максимальный размер частиц механических примесей в СОЖ, мкм Допустимое количество механических примесей в СОЖ, г/л

При установленном методе обработки шероховатость поверхности зависит от многих причин: состояния оборудования, режимов обработки, качества инструмента, вида и состояния обрабатываемого материала, шероховатости рабочих поверхностей режущего инструмента и оснастки (форм для литья, прессования и др.), степени износа рабочих частей оснастки, смазки и других факторов. В связи с изложенным в конкретных производственных условиях указанные в табл. 57—59 классы шероховатости могут быть соответственно скорректированы. Как правило, следует применять низшие классы шероховатости, допускаемые конструктивными требованиями, учитывая также и то, что повышение классов шероховатости поверхности влечет за собой значительное увеличение стоимости обработки, например при точении (рис. 19).

При оптимизации режимов резания,одним из наиболее важных параметров является оптимальный период стойкости инструмента Т, то есть время гехнологически удовлетворительной работы его без переточки. Период стойкости инструмента непосредственно связан с его износом, так как последний влияет на точность обработки, шероховатость обрабатываемой поверхности и стоимость обработки в связи с необходимостью замены и переточки инструмента.

Достигаемая при определенном методе обработки шероховатость прежде всего характеризуется высотными методами Ra, Rz или R max. Однако поверхности с одинаковой высотой неровностей, но полученные различными технологическими методами, могут иметь различные эксплуатационные свойства, например по-разному сопротивляться действию сил, стремящихся деформировать выступы. Такие поверхности прежде всего могут различаться опорными (несущими) площадями.

Шлифование зубьев увеличивает точность незакаливаемых и в особенности закаливаемых зубчатых колес, которые деформируются во время термической обработки.

Допускаемое напряжение изгиба для распространенных методов обработки (шлифование поверхности зуба, отсутствие деформационного упрочнения и др.) определяется по формуле

Метод обработки.................. Шлифование

Структурное состояние металлов и сплавов влияет на их электрические и магнитные характеристики. Благодаря этому оказывается возможным контролировать не только однородность химического состава, но и структуру металлов и сплавов, а также определять механические напряжения. Широко применяют вихретоковые измерители удельной электрической проводимости и другие приборы для сортировки металлических материалов и графитов по маркам (по химическому составу). С помощью вихретоковых приборов контролируют качество термической и химико-термической обработки деталей, состояние поверхностных слоев после механической обработки (шлифование, наклеп), обнару-

Металлографии циркония и его сплавов посвящена работа Ро-бертсона [22]. Несмотря на повышенную твердость, этот металл при шлифовании, а также полировании очень склонен к «смазыванию». Поэтому каждую отдельную ступень обработки (шлифование, полирование) нужно проводить дольше, чем обычно, чтобы полностью устранить деформированный слой. Эти меры, особенно для материала, подвергнутого неполному отжигу, нужно соблюдать чрезвычайно точно, так как часто при травлении выявляется не реальная структура, а слой после обработки. Этот слой может быть толщиной до 0,5 мм и даже больше. В качестве реактивов хорошо применять смеси 20 мл плавиковой и 10 мл азотной кислот в 60 мл глицерина или воде, продолжительность травления составляет 3—5 с. Другие реактивы, такие как раствор 10 мл НС1 в 30 мл спирта и 25 ,мл надхлорной кислоты в 450 мл спирта и 70 мл Н2О, применяют при электролитических способах травления. Робертсон [22], кроме фотографий структур чистого циркония, приводит также фотографии структур сплавов циркония •с ниобием, танталом, кремнием, бором и железом.

Шлифование и полирование относятся к способам обработки поверхностей металлов, где сосредоточены новые, преимущественно механизированные методы работы. Шлифовальные и полировальные материалы, например шлифовальные круги, абразивы и порошки, шлифовальные пасты и др., подразделяют следующим образом:

4. Возможность замены этим способом шлифования и других-видов абразивной обработки. Шлифование часто сопровождается прижогами, нарушает структурную однородность поверхностных слоев, ведет к другим дефектам, не свойственным или легко предупреждаемым при поверхностном пластическом деформировании.

При закалке деталей наблюдается обезуглероживание поверхностных слоев, глубина его может достигать нескольких сотых миллиметра. В результате обезуглероживания механические свойства поверхностных слоев снижаются. Накатывание непосредственно после закалки, т. е. без предварительного снятия указанного слоя шлифованием, как правило, менее эффективно, чем с его снятием. Поэтому шлифование после закалки, перед накаткой, для наиболее ответственных деталей, таких, например, как торсионные и коленчатые валы5, может оказаться обязательной операцией. Оно может оказаться необходимым и как средство повышения точности формы деталей после термической обработки.

Калибровка и чеканка, являясь отделочными операциями горячей и холодной штамповки, в ряде случаев обеспечивают припуск непосредственно под отделочную операцию механической обработки — шлифование.

Программирование на универсальной ЭВМ обеспечивает автоматический режим работы, осуществляемый управляющей ЭВМ, и программное управление станками от перфоленты. Вся программа обработки разделяется на стадии: черновая и чистовая обработки, шлифование и измерение. Разработанные программы по стадиям для двух управляющих ЭВМ перед сдачей в архив испытываются и корректируются.

= 40—41 — чистовое фрезерование червячной щлицевой фрезой. При допусках по ширине шлицев менее 35 мк необходимо вводить в технологию обработки шлифование шлицев.