Качество шабрения определяют по числу пятен, приходящихся на единицу обработанной поверхности, для чего служит контрольная рама с квадратным окошком 25 х 25 мм, которую накладывают на пришабренную поверхность и считают число пятен (рис.12.6, в). Подсчет числа пятен проводят в 2...4 местах проверяемой поверхности. При черновом шабрении число пятен должно быть не менее 10, при получистовом – 12, при чистовом – 15, при точном – 20, при тонком – 25.

Поскольку шабрение является заключительной операцией слесарной обработки, то качество ее выполнения необходимо контролировать в течение всего процесса. Для этих целей предназначены проверочные инструменты.

К проверочным инструментам (рис.12.7) относятся: проверочные плиты для контроля широких плоских поверхностей; плоские проверочные линейки (рис.12.7, а, б), применяемые при контроле шабрения длинных и сравнительно узких плоских поверхностей; трехгранные угловые линейки (рис.12.7, в), использующиеся при контроле шабрения поверхностей, расположенных под внутренним углом; угловые плиты – для контроля качества шабрения поверхностей под прямым углом; а также проверочные валики – для контроля шабрения цилиндрических поверхностей и выемок. Контроль качества шабрения всеми этими инструментами основан на выявлении неровностей на обработанной шабрением поверхности. Неровности на обрабатываемой поверхности становятся видимыми после наложения ее на окрашенный проверочный инструмент или, наоборот, после наложения окрашенного инструмента на обработанную поверхность и взаимного их перемещения друг относительно друга.

Весьма важным является хранение проверочных инструментов в надлежащем состоянии, поэтому после работы проверочный инструмент следует очищать, смазывать и только потом укладывать в футляр или накрывать крышкой.

12.1 Средства механизации

Механизированные инструменты для шабрения могут иметь как электрический, так и пневматический привод. В большинстве случаев они связаны с источником движения гибкой связью для электрического привода - это гибкий вал, для пневматического - это шланг. Электрифицированные инструменты получают движение от электродвигателя через гибкий вал.

Для преобразования вращательного движения гибкого вала в возвратно-поступательное движение исполнительного инструмента (шабера) используются различные механизмы преобразования движения: рычажно-шатунные; с конической передачей и кривошипно-шатунным механизмом; с эксцентриком и кулисой; с волновой канавкой и кулисой. Однако, несмотря на все многообразие конструктивных решений механизма преобразования движения, принцип действия всех электрифицированных инструментов приблизительно одинаков.

Наиболее простым устройством подобного рода для проведения шабровочных работ являются передвижные установки, состоящие из электродвигателя с редуктором, гибкого вала и шабровочной головки (рис.12.8). Такая установка состоит из электродвигателя сравнительно небольшой мощности (до 0,6 кВт), который через редуктор 4 посредством гибкого вала 3 передает вращательное движение механизму шабровочной головки 1. В корпусе головки смонтирован механизм, преобразующий передаваемое вращательное движение в возвратно-поступательное движение шабера 2. Электродвигатель 5 и редуктор устанавливаются на одной плите и при необходимости их можно переместить на новое место работы. На рис.12.8,, б показана конструкция того же механизма, но смонтированная на переносной стойке.

Пневматические шаберы (рис.12.9) состоят из ротационного пневматического двигателя, планетарной и конической передач, а также кривошипного механизма. Пневматические шаберы не допускают в процессе работы резких толчков при изменении направления движения и позволяют регулировать число двойных ходов в минуту, изменяя объем поступающего воздуха за счет поворота крана. При пуске воздуха через штуцер 1 ротор пневматического двигателя через редуктор передает штоку 2 сложное колебательное движение, которое преобразуется в возвратно-поступательное движение патрона 3 с закрепленным в нем шабером.

12.2 Альтернативные методы обработки

Применение ручных механизированных инструментов не позволяет кардинально решить проблему механизации шабрения. Поэтому на практике по мере возможности стараются заменить шабрение альтернативными методами обработки, позволяющими при меньших трудовых затратах получить аналогичные показатели точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. К альтернативным методам обработки относятся тонкое строгание, шлифование на плоскошлифовальных станках, фрезерование (тонкое и финишное) и поверхностное пластическое деформирование.

Методы станочной обработки будут подробно рассмотрены во 2-ой части, поэтому здесь мы лишь кратко остановимся на характеристике этих методов, как замещающих шабрение.

Тонкое строгание применяется при обработке заготовок базовых деталей крупногабаритного оборудования, например направляющих станков. Обработка выполняется специальными строгальными резцами из быстрорежущей стали или резцами, оснащенными пластинами твердого сплава, отличающимися большой шириной режущей кромки (от 40 до 120 мм). Величина подачи при тонком строгании составляет приблизительно 0,5 ширины резца за один двойной ход, а глубина резания колеблется от 0,25 мм при черновой обработке до 0,05 при чистовой. Шероховатость поверхности при тонком строгании R_a 0,63, а отклонение от параллельности и плоскостности на 1000 мм длины обрабатываемой поверхности не превышает 0,02 мм. Недостатком этого метода обработки является большое время на установку, выверки и снятие обработанной заготовки со станка.

Шлифование взамен шабрения можно выполнять несколькими способами: на плоскошлифовальных и продольно-строгальных станках при использовании специальных головок и при помощи специальных переносных приспособлений, которые устанавливаются непосредственно на крупногабаритных заготовках, подлежащих обработке. Наиболее интересны самодвижущиеся шлифовальные головки, широко применяемые в условиях мелкосерийного производства и при ремонтных работах.

Самодвижущаяся шлифовальная головка (рис. 12.10) монтируется на плите 8, которая своими направляющими 9 устанавливается на обрабатываемую заготовку. Привод головки в поступательном движении осуществляется от роликовой цепи 10 через звездочку (на рис. не показана). Звездочка получает вращательное движении от электродвигателя 5 через червячную передачу (на рис. не показана). Движение шлифовальной головки в обратную сторону осуществляется за счет реверсирования вращательного движения двигателя переключателем 6.

На верхней плите 1 с помощью двух поворотных суппортов установлен рабочий электродвигатель 4, на конце вала ротора которого находится шлифовальный круг 11. Положение головки под заданным углом регулируется при помощи рукояток 2 и 3 суппортов. Перемещение шлифовальной головки в поперечном направлении осуществляется вращением рукоятки 7.

Фрезерование применяется как отделочная окончательная операция. В качестве инструмента используются однозубые фрезы со специальной заточкой режущей кромки. Скорость резания при этом виде обработки достаточна велика и составляет 200...250 м/мин, причем подача на один оборот фрезы не должна превышать 0,8 мм, а глубина резания – 1мм. Для окончательной обработки выполняется так называемое финишное фрезерование, при котором с поверхности заготовки снимаются очень малые припуски 75...125 мкм.

Вибрационное обкатывание позволяет увеличить прочность обработанной поверхности за счет ее пластического деформирования в процессе обработки (так называемое явление наклепа – упрочнения поверхностного слоя материала за счет воздействия на него высоких сдавливающих сил, изменяющих структуру материала). Вибрационное обкатывание, сопровождающееся выглаживанием микронеровностей за счет приложения вертикальных по отношению к обрабатываемой поверхности нагрузок, осуществляется при помощи специальных термически обработанных шариков и роликов, которым, помимо движения подачи в направлении перпендикулярном плоскости обрабатываемой заготовки, придается поступательное движение вдоль и поперек оси этой заготовки.

12.3 Типичные дефекты при шабрении, причины их появления

и способы предупреждения

Таблица 13

Контрольные вопросы:

1. Почему режущую кромку шабера для чистового шабрения следует затачивать и заправлять с меньшей кривизной, чем у шабера для чернового шабрения?

2. Почему для шабрения вкладышей подшипников скольжения наиболее целесообразным является применение шаберов-колец?

3. Чем вызвана необходимость использования приспособления при шабрении?

4. Почему механизация шабрения является более предпочтительной по сравнению с другими способами слесарной обработки?

5. Почему при замене ручного шабрения альтернативными методами обработки используются высокие скорости резания при малых подачах и глубинах резания?

Тема 13 Притирка и доводка

Студент должен:

знать:

• назначение, виды притирки, применяемое оборудование, инструмент.

уметь:

• выполнять притирку различных поверхностей деталей;

• подбирать инструмент для притирки деталей по классу шероховатости.

Оснащение рабочего места: верстак; тиски слесарные; плита притирочная; валик стальной (скалка); кубики и призмы притирочные; струбцины слесарные; порошки шлифовальные разных размеров зернистости; пасты доводочные разные; масло машинное; керосин; ветошь; тампоны; заготовки угольников плоских 900 и поверочных линеек; краны пробковые; вентили запорные и другие детали, требующие притирки.

Притиркой называется обработка поверхностей с помощью мелкозернистых шлифовальных порошков или паст, нанесенных на твердую поверхность инструмента – притира, или на сопрягаемую поверхность. Припуск, оставляемый на притирку, составляет 0,02...0,05 мм, а шероховатость поверхности после притирки достигает R_а 0,008. Поверхность притирают после окончательной механической обработки – шлифования, точного точения, фрезерования, развертывания, шабрения. Детали могут быть закаленные и термически не обрабатываемые. Детали, подвергающиеся притирке, могут иметь плоскую, цилиндрическую и фасонную поверхности. В машиностроении притирке подвергают поверхности арматуры, пробки и корпуса кранов, клапаны и седла двигателей и т.п. Особенно широко распространена притирка, а также более точная обработка – доводка, в инструментальном производстве.

Существуют два технологических способа выполнения притирки. Первый способ состоит в том, что сопрягаемые детали притирают одну по другой. Между притираемыми деталями помещают абразивные материалы в виде порошков или паст. Таким образом притирают, например, клапаны к седлам, пробки к корпусам кранов и др. Второй способ состоит в притирке каждой из двух сопрягаемых деталей по специальной третьей детали – притиру. Так притирают плиты, крышки и фланцы в плотных соединениях, рабочие поверхности линеек, шаблонов, калибров и т.п.

Притирочные материалы подразделяются на две группы: твердые и мягкие. К твердым относятся материалы, твердость которых выше твердости закаленной стали. Это шлифпорошки и микропорошки из наждака, корунда, электрокорунда нормального (12А...16А), электрокорунда белого (22А...25А), электрокорунда легированного (33А...37А), карбида кремния зеленого (63С и 64С), карбида бора (ЛМ) и синтетических алмазов (АСМ и АСН). К мягким относятся материалы, твердость которых ниже твердости закаленной стали. Это абразивные порошки из окиси хрома, окиси железа (крокуса), венской извести и др. Особенностью некоторых мягких абразивных материалов, главным образом окиси хрома, является их способность оказывать на обрабатываемую поверхность помимо механического еще и химическое воздействие.