Токар. Спеціальна технологія. 3 розряд. Тема 7. п. 7.8.

Поняття про віброобкатування та вібророзкатування


Вібровигладжування застосовують також вигладжування з накладенням на інструмент зворотно-поступальних пересувань — вібровигладжування (рис. 14, б). У результаті на поверхні деталі утворюється синусоїдальний слід. Різні сполучення сусідніх слідів створюють на оброблюваній поверхні різні комбінації пересічних слідів (рис. 15, а—д). Слід прагнути, щоб на поверхні деталі сліди від інструмента розташовувались паралельно, тобто збігалися за фазою, або були спрямовані назустріч один одному, були в протифазі. Ця умова досягається в тому випадку, коли відношення i = N/n, где N — кількість подвійних ходів інструмента, а n — частота обертання деталі, є цілим числом (наприклад, i = 58, рис. 15, а) або цілим числом з половиною (наприклад, i = 58,5, рис. 15, в). Проміжні значення і дають викривлену сітку (рис. 15, б). Щільність розташування слідів сітки на поверхні деталі також залежить від відношення K = N/S, де N — кількість подвійних ходів інструмента, а S — подача. При збільшенні значення К щільність слідів на поверхні деталі збільшується (рис. 15, г).

p7 15

Вигладжування роблять інструментом зі сферичною робочою частиною (рис. 2.5.16). Сферична форма робочої частини інструмента є більш універсальною, оскільки дозволяє обробляти зовнішні та внутрішні поверхні деталей. Інструмент для вигладжування являє собою металеву оправку із закріпленою в ній робочою частиною з природного та синтетичного алмазу. Стійкість природних і синтетичних кристалів алмазу приблизно однакова і в залежності від властивостей оброблюваного матеріалу, робочої частини інструмента й режимів обробки.

p7 16

Вирішальний вплив на якість оброблення здійснює шорсткість робочої частини інструмента. Заточення та доведення вигладжувального інструмента здійснюють на спеціальному верстаті. Шорсткість поверхні робочої частини інструмента має бути Ra = 0,02 мкм. Кут заточування інструмента залежить від максимального кута нахилу інструмента і зазвичай становить 120°. Для оброблення криволінійних і фасонних поверхонь кут зменшують до 90—100°. Можуть застосовуватися й спеціальні форми заточування.
Вигладжування поверхонь здійснюють на деталях зі сталі середньої твердості та кольорових металів і сплавів, вихідна шорсткість яких не більша Ra = 2,5—3 мкм, а також із загартованих сталей з вихідною шорсткістю не більше 0,8—1,2 мкм. При більш грубих поверхнях, як правило, не відбувається повного зминання мікронерівностей поверхні.
У залежності від твердості оброблюваного матеріалу вибирають необхідний радіус сфери вигладжувального інструмента. Для деталей з м'яких сталей і кольорових сплавів радіус сфери інструмента перебуває в межах 2,5—3,5 мм, для деталей середньої твердості — 1,5—2,5 мм, для деталей з високоміцних сталей (HRC ≥ 60) — 1,0—1,5 мм. Шорсткість вигладженої поверхні без слідів попередньої обробки складає Ra = 0,02—0,16 мкм.
У залежності від оброблюваного матеріалу призначають силу вигладжування, тобто силу Р, з якою інструмент притискається до оброблюваної поверхні.
Для вигладжування деталей з матеріалів середньої твердості сила притискання дорівнює не більше 100—150 H, а з високоміцних матеріалів — не більше 200—250 Н. Збільшення сили вигладжування вищезазначених меж знижує стійкість інструмента і може викликати погіршення якості поверхні.
Якість поверхні залежить також від подачі інструмента. При зміні подачі від 0,02 до 0,10 мм/об шорсткість поверхні зростає, при цьому остаточна пластична деформація її зменшується. Найменше значення шорсткості досягається при подачах 0,02—0,04 мм/об, зі зменшенням яких шорсткість змінюється незначно, оскільки відбувається перенаклепування поверхні. При збільшенні подач від 0,08 до 0,10 мм/об і вище шорсткість поверхні змінюється також незначно.
Шорсткість поверхні залежить від кількості робочих ходів вигладжувального інструмента й зменшується здебільшого під час першого робочого ходу. Зі збільшенням кількості робочих ходів до двох-трьох шорсткість зменшується, але незначно, оскільки повторні ходи приводять до зміцнення оброблюваної поверхні. При подальшому збільшенні кількості робочих ходів відбувається перенаклепування оброблюваної поверхні та її шорсткість зростає. Тому доцільно обмежуватися одним робочим ходом.
Швидкість вигладжування мало впливає на шорсткість оброблюваної поверхні. Робочий діапазон швидкостей перебуває в межах 16—120 м/хв, подальше збільшення швидкості вигладжування призводить до росту шорсткості та при значеннях 200 м/хв і більше призводить до перегрівання алмазу та підвищеного його зношування. При роботі в цьому діапазоні швидкостей необхідна інтенсивна подача ЗОР у зону вигладжування. При вигладжуванні заготовок з чорних металів і сплавів застосовують індустріальне мастило И-20А, а з кольорових металів і сплавів — гас. Застосовують також спеціальні склади ЗОР.

Алмазне вигладжування можна виконувати двома способами: жорстким і пружним. При жорсткому вигладжуванні інструмент закріплюють на верстаті подібно до різця і під час обробки подають на задану величину (3—7 мкм) у напрямку деталі. Жорстке вигладжування не набуло широкого вжитку через високі вимоги до биття оброблюваної поверхні відносно осі обертання, а також до жорсткості системи верстат — пристрій — інструмент — деталь.
Відмінною особливістю пружного вигладжування є забезпечення постійності заданої сили вигладжування незалежно від похибок виготовлення та установлення деталі. Застосовувані конструкції пристроїв для пружного вигладжування мають дозволяти регулювати силу вигладжування в широких межах.
Пристрої з силовими елементами у вигляді гвинтових пружин регулюють силу вигладжування з меншою похибкою. Сила вигладжування створюється пружиною стиску 5 (рис. 17, а) і передається на інструмент 8 через плунжер 6. Зусилля стиснення пружини створюється поворотом маховика 2, який переміщує шток 3 і упор 4, і контролюється за шкалою, нанесеною на хвостовик корпуса пристрою. Плунжер 6 може вільно пересуватися відносно втулки 7, навернутої на корпус 1.

p7 17

Для оброблення внутрішніх поверхонь замість втулки 7 з плунжером 6 установлюють перехідник 13 зі штоком 12. Сила вигладжування від пружини передається на інструмент 9 через шток 12 і важіль 11, який може обертатися навколо осі 10.

Для оброблення різних поверхонь може застосовуватися пристрій з пружиною розтягнення (рис. 17, б), у якому сила вигладжування від пружини 21 передається інструменту 14 через сергу 16 і важіль 15, який обертається відносно осі 17 корпуса 18. Регулюється сила вигладжування тягою 20, тароване пересування якої забезпечується гайкою 19. Можуть застосовуватися і пристрої, у яких сила вигладжування створюється не силою пружності пружин, а пневматичними, гідравлічними, електричними й іншими пристроями.
Для вібраційного вигладжування застосовують пристрої, що мають привід для створення зворотно-поступального пересування інструмента. У пристрої (рис. 18) обертовий рух електродвигуна 10 перетворюється на зворотно-поступальний рух штанги 5 за допомогою ексцентрика 7, розташованого на валу електродвигуна. На штанзі 5 закріплено інструмент 3 з цангою 2 та гайкою 1. Штанга 5 пересувається разом з втулкою 6, до якої кріпиться корпус 4 з силовою пружиною 11 і шкалою 8. За допомогою косинця 9 пристрій кріпиться на супорті верстата. Сила вигладжування задається натягом, у результаті якого сила попередньо стиснутої пружини передається на інструмент.

p7 18