Получение поверхности

Получение отверстий лазером возможно в любых материалах. Как правило, для этой цели используют импульсный метод. Производительность достигается при получении отверстий за один импульс с большой энергией (до 30 Дж). При этом основная масса материала удаляется из отверстия в расплавленном состоянии под давлением пара, образовавшегося в результате испарения относительно небольшой части вещества. Однако точность обработки одноимпульсным методом невысокая (10 ... 20 размера диаметра). Максимальная точность (1 ... 5 %) и управляемость процессом достигается при воздействии на материал серии импульсов (многоимпульсный метод) с относительно небольшой энергией (обычно 0,1 ... 0,3 Дж) и малой длительностью (0,1 мс и менее). Возможно получение сквозных и глухих отверстий с различными формами поперечного (круглые, треугольные и т. д.) и продольного (цилиндрические, конические и другие) сечений. Освоено получение отверстий диаметром 0,003 ... 1 мм при отношении глубины к диаметру 0,5: 10. Шероховатость поверхности стенок отверстий в зависимости от режима обработки и свойств материала достигает/? а — 0,40 ... 0,10 мкм, а глубина структурно измененного, или дефектного, слоя составляет 1 ... 100 мкм. Производительность лазерных установок при получении отверстий обычно 60 ... 240 отверстий в 1 мин. Наиболее эффективно применение лазера для труднообрабатываемых другими методами материалов (алмаз, рубин, керамика и т. д.), получение отверстий диаметром менее 100 мкм в металлах, или под углом к поверхности. Получение отверстий лазерным лучом нашло особенно широкое применение в производстве рубиновых часовых камней и алмазных волок. Например, успешно получают алмазные волки на установке «Квант-9» с лазером на стекле с примесью неодима. Производительность труда на этой операции значительно увеличилась по сравнению о ранее применявшимися методами.

Выбор материала и технологического процесса. После того как установлены требования, предъявляемые к материалу, и условия эксплуатации, приступают к выбору технологического процесса. В большинстве случаев выбор материала обусловливает выбор технологического процесса. Например, если выбраны листовые формовочные композиции, это означает, что изделие следует изготовлять прессованием. Или, например, если необходимо изготовить бесшовную емкость, следует применить процесс формования эластичным мешком, так как этот процесс является наилучшим для производства емкостей. После выбора материала и технологического процесса следует согласовать со специалистом по изготовлению пресс-форм окончательную конструкцию изделия, отделку поверхности, впрессовку вкладышей и получение отверстий, платы для монтажа других деталей и т. п. Такая консультация часто обеспечивает снижение стоимости и времени изготовления детали по сравнению с расчетными параметрами. Опытный специалист по пресс-формам может посоветовать применить наиболее эффективный и надежный метод, а также обратить внимание на недостатки.

В заготовках, высаживаемых на горизонтально-ковочных машинах, отверстия диаметром менее 20 мм не выполняются и должны сверлиться; получение отверстий большего размера вполне возможно, в особенности если их длина невелика.

Контроль степени совпадения заклепочных и монтажных отверстий производится калибрами в каждой группе отверстий. Диаметры калибров и методика контроля определяются техническими условиями или инструкциями на изготовляемое изделие. Обычно диаметры калибров назначаются с таким расчетом, чтобы было обеспечено получение отверстий после прочистки или рассверловки их в собранных деталях в пределах допустимых отклонений.

Получение отверстий в поковках и вытяжка простых и сложных сечений

Для того чтобы избежать образования кольцевого валика со стороны входа луча, поверхность обрабатываемого материала покрывают слоем хорошо поглощающего вещества, например графита, который легко наносится на обрабатываемую деталь. Наличие графитного слоя позволяет получать более высокую локальную температуру и обрабатывать отверстия диаметром в 1,5 раза больше; одновременно такое покрытие обеспечивает получение отверстий без кольцевого валика.

Получение отверстий с криволиней- Электроискровое прошивание (фиг. 70—160 Сила тока 1—20 а 14—70 10—150 2—4 4—6

Развертывание обеспечивает получение отверстий цилиндрической и конической формы 3 и 2-го классов точности с чистотой поверхности в пределах 7 и 8-го классов, а при особо тщательном выполнении — 1-го класса точности и 9-го класса чистоты, при величине припуска по табл. 4 (см. стр. 99). г

Развертки применяются для чистовой обработки отверстий по 2-му и 3-му классам точности после зенкерования и иногда после сверления. При работе вручную комплектом разверток возможно получение отверстий по 1-му классу точности.

Подторцева-ние и шаро-шение Получение отверстий определенных размеров, необходимых при сборке. Совместная обработка нескольких деталей, собранных в узел. Устранение мелких дефектов, образующихся при сборке Торцовки, шарошки, це-ковки, подрезные ножи Электрические или пневматические переносные машины, специальные станки

Развертывание отверстий Получение отверстий 1 — 3-го класса точности после сверления по месту. Развертывание отверстий во втулках после их запрессовки Развертки Электрические или пневматические машинки переносного типа, сверлильные станки 0,2 — 0,3 0,01—0,03

Для лучшего отвода стружки, что особенно важно при обработке заготовок из вязких материалов, развертки изготовляют с наклонными (винтовыми) зубьями. При обработке сквозных отверстий движение стружки должно быть направлено вперед. Это достигается левым наклоном аубьев (см. рис. 9.13, в). Развертка с наклонными зубьями обеспечивает получение поверхности с меньшей шероховатостью. Угол наклона зубьев со = = 10 ... 45°, Чем вязче металл обрабатываемой заготовки, тем угол со должен быть больше.

Для каждого сочетания металл—электролит существует оптимальная плотность тока, обеспечивающая получение поверхности требуемого качества. При плотности тока много ниже оптимальной происходит анодное растворение металла без сглаживания поверхности и полирование с малым газообразованием, а также травление анодной поверхности. При этом выявляется структура обрабатываемой поверхности. При плотностях тока, значительно превышающих оптимальные, увеличивается газообразование, происходит травление поверхности без выявления структуры, перегревается электролит в приэлектродных зонах, возрастает удельный расход энергии и снижается выход по току.

Многие характеристики качества поверхности, влияющие на эксплуатационные свойства, зависят от технологического метода и условий изготовления деталей. Исходя из этих свойств, можно назначить определенные условия обработки (технологический метод, режимы обработки и т. д.), обеспечивающие получение поверхности с необходимыми параметрами качества: высотой неровностей и их направлением, размером опорной площади и т. д. Конструктору целесообразно назначать метод обработки поверхности, обеспечивающий уже на стадии изготовления деталей получение оптимальной шероховатости, наблюдаемой в зоне контакта (см. п. 7.3).

Сравнительно с внутренним шлифованием хонингование дает более чистую поверхность с меньшей шероховатостью при большей производительности, позволяет обрабатывать отверстия от 5 до 1500 мм, создает меньшую глубину деформированного слоя. При шлифовании давление резания составляет 7—70 кгс/см2, а при хонинговании 3,5-^14 кгс/см2, что приводит не только к уменьшению деформации поверхностного слоя, но и к понижению его температуры. Температура обрабатываемой поверхности при шлифовании достигает 320—430° С, а при хонинговании 40— 150° С. К недостаткам процесса хонингования относится главным образом получение поверхности недостаточно износостойкой и обработанные отверстия часто получаются с раструбами или бочкообразные.

При обработке стальных отливок на строгальных станках не всегда можно применять широкие быстрорежущие резцы из-за их быстрого износа. В этом случае применяют широкие резцы с пластинками твердого сплава с разворотом головки на 65°. Применение этих резцов при тех же условиях позволяет увеличить минутную подачу в 15,7 раза. Эти цифры говорят о возможности повышения коэффициента использования мощности оборудования, путем применения. для чистовых работ широких резцов с пластинками твердого сплава. Такие резцы обеспечивают получение поверхности 6 класса чистоты.

Водонапорная башня Шухова в Полибино (первоначально была установлена в Нижнем Новгороде, 1896 г.). Получение поверхности двоякой кривизны с помощью прямых стержневых элементов. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.)

При размерном хонинговании деталей из стали применяют бруски из электрокорунда белого (ЭБ), а при обработке деталей из чугуна и цветных металлов — из карбида кремния зеленого (КЗ) зернистостью 16—10. Они обеспечивают получение поверхности 7-го класса чистоты.

Н6 Н^ибоТеТ'целесообразный способ подготовки поверхностей сравнительно мягких металлов и сплавов (а также пластмасс) -протачивание поверхностей образцов алмазным резцом. Предварительно образцы целесообразно для удаления органических пленок прокалить на воздухе вди температуре400-450* или тщательно промыть. При последующем пЕотачЗии образцов обезжиренным алмазным резцом удаляются нмрсте с поверхностным слоем металла толстые окисные пленки и остатки загрязнений и обеспечивается получение поверхности высокого ка-ч™ Подготовленные образцы «консервируются» и до момента про-в™ияисГтанВйЛя хранятся в заполненных чистым аргоном тонкостен-

Получение поверхности требуемой чистоты с помощью только притирочных порошков затруднительно (остаются мельчайшие штрихи), поэтому после притирки надо производить доводку поверхности с помощью специальных паст.

бодно]! ветви ленты. Для увеличения производительности применяют контактные ролики; конструкцию и материал для этих роликов выбирают в зависимости от назначения полирования. Контактный ролик с ободом из войлока, фетра или мягкой резины обеспечивает получение поверхности с низкой шероховатостью. Контактный ролик с ободом из твердой реаины используют для предварительных операций. При полировании плоских поверхностей опорой чаще всего является стальная плита, иногда облицованная резиной.

Получение поверхности объемного фасонного профиля при прямолинейном движении инструмента