---

---

ДИПЛОМНА РАБОТА

на тема:

„Устройство за повърхностна обработка на фино - механични детайли с неправилна форма”

2008 г.

СЪДЪРЖАНИЕ:

 

Увод. 1

1. Грапавост на повърхнините. 2

2. Икономическа ефективност. 6

3. Абразивни материали.. 6

4. Характеристики на абразивните инструменти. 8

5. Класификация на машините за абразивна обработка на детайли. 12

5.1. Хонинговъчни машини за абразивна обработка:. 12

5.2. Свръхзаглаждащи машини. 12

5.3. Притриващи машини:. 12

5.4. Полиращи машини:. 12

5.5. Шлифовъчни машини:. 12

6. Хонинговане. 13

7. Свръхзаглаждане. 13

8. Притриване. 16

10. Шлифоване. 22

11. Устройство за повърхностна обработка на детайли с неправилна форма /барабан/. 38

Заключение. 39

Използвана литература. 39

Увод

Машините за абразивна обработка намират все по-широко приложение поради изискванията за точност и високо качество на детайлите. Шлифовъчните машини са най-разпространени поради това, че  отговарят на следните изисквания - максимална точност, гладкост и високо качество.

С всеки изминат ден изискванията към изделията се повишават поради високата конкуренция, вноса, цените, прогреса в технологическото развитие и др.

Голямото развитие на машините за масово производство е резултат на прогреса в технологията /високи скорости на рязане/, а постиженията при дребно и средно серийното производство са свързани преди всичко с развитие на средствата за автоматизация и контрол /ЦПУ/.

Качествените показатели на машините за абразивна обработка зависят преди всичко от това с каква точност обработват повърхнините на обработваните детайли и постигнатата грапавост.

Съществуват пет класа на точност, които определят качеството на обработката:

-         Н /І / - с нормална точност;

-         П /ІІ / - с повишена точност;

-         В /ІІІ / - с висока точност;

-         А /ІV / - с особено висока точност;

-         С /V / - особено точни машини.

Постигнатата грапавост зависи от класа на точност и вида на обработката.

1. Грапавост на повърхнините

Грапавост на повърхнините - това са различни по форма, размери и посока бразди, вдлъбнатини и изпъкналости, които образуват релефа на дадена повърхнина.

Реалните повърхнини се различават от геометричните, които са идеални, т.е. без отклонения от формата.

Измерването на действителнта повърхнина не може да бъде точно поради грешки в измерването. Поради това повърхнината, която се получава измерването, се нарича реална /ефективно измерена/ повърхнина.

Условната линия, спрямо която се отчита измервания реален профил, се нарича базова линия. Базовата линия трябва да бъде еднакво отдалечена и успоредна на средната линия и също така тя не пресича профила. Има определен участък, на който се прави количествена оценка на грапавостта. Този участък се нарича базова дължина.

 

                                    L                      L                                  L

 

 

 

Фиг.1. Разположение на базовата дължина

 

Размерите на базовата дължина зависят от степента на грапавост на повърхнината - при по-груби повърхнини са по-големи, а при по-гладки повърхнини - по-малки. Базовата дължина се разполага така спрямо профила, че да изключи вълнообразност на повърхнината.

Средна линия на профила /Т/ - тя е основният белег за определяне на грапавостта. Тази линия по  форма е като нормалния профил и дели измерения. При количествена оценка на грапавостта "Т" служи за база.

 

 

y                                              Sm

                 F1                   F2                                   Fk    m      x

                       

                                    Q1       Q2                   Qp

 

Фиг.2. Определяне на средна линия

Стъпка на грапавината /S/ - това е дължината на отсечка от средната линия, ограничена от пресечните и точки с два съседни участъка на измерения профил /фиг. 2/.

С БДС 783 - 79 от 1.01.1981 г. са утвърдени следните параметри за количествена оценка на грапавостта на повърхнините:

-         Средноаритметично отклонение на профила.

-         Височина на грапавините на профила по 10 точки.

-         Най-голяма височина на грапавините на профила.

-         Средна стъпка на грапавините на профила.

-         Средна стъпка на грапавините по върховете.

-         Относителна опорна дължина на профила.

 

Средноаритметично отклонение на профила Ra

Това е средното аритметично отклонение от  абсолютните стойности на отклоненията на профила в границите на базовата дължина. При измерване на ограничен брой отклонения средното аритметично отклонение се определя приблизително по формулата:

* yi – частни стойности на y в границите на базовата дължина

Височина на грапавините по 10 точки

Определя се като средно разстояние между пет най-високи точки на падините в границите на базовата дължина:

 

Най-голяма височина на грапавините /R max/

Тя се определя  като разстояние между две линии, разположение  на равни разстояния от средната линия и допирателни към профила на най-високата и най-ниската точка в границите на базовата дължина.

Средна стъпка на грапавините /Sm /

Представлява средната стойност на стъпката на профила в границата на базовата дължина и се определя от израза

Smi - стъпките на определените равнини;

K - брой на стъпките на грапавините в границите на базовата дължина.

В БДС 783-79 за параметрите Ra, Rz, Rmax, Sm и S са утвърдени числени стойности.

Табл. 1.

 

Забележка: Подчертаните стойности са за предпочитане.

-          Над 400mm – стойности за Rz, Rmax

-          Под 0,20mm – стойности за Ra; останалите съвпадат

Табл.2

 

Връзка между грапавостта, метода на обработка и класа на точност

Табл.3

 

Табл.4

 

2. Икономическа ефективност.

Икономическата ефективност на машините за абразивна обработка се проявява в това, че имат дългосрочна експлоатация на инструментите и машините. Подновяването на инструментите се налага от амортизацията на машините, но чрез това подновяване се подобрява качеството на детайлите и по този начин също се реализира икономически ефект.

Поради стремежа към голяма икономичност и ефективност въпросът за високо производителното рязане при шлифоване и много важен.. За намаляване на разходите на материал при обработка е необходимо приложението на високопроизводителни процеси, инструмент и машини за абразивна обработка.

3. Абразивни материали

Това са ситнозърнести или праховидни вещества с голяма твърдост и ръбеста форма, употребявани за обработка на повърхности чрез снемане на тънки стружки - шлифоване, заточване, полиране. Абразивните материали биват естествени - корунд и елмаз и изкуствени - карборунд, електрокорунд, боров картит. Изкуствените се получават от кварцов пясък, боксити, въглищен прах и др. Всички материали се смилат, пресяват /според приложението на шлифовъчния инструмент/, пресоват и се изпичат. Към тези материали спадат и шлифовъчните прахове, шлайф пасти и шкурки.

Абразивните материали трябва да имат голяма твърдост, износоустойчивост, топлоустойчивост, оптимална крехкост и химична инертност към обработваните материали и работна  среда.

Абразивните материали трябва да имат достатъчна якост в процеса на шлифоване и да бъдат износоустойчиви.

Синтетичните абразивни материали имат по-добри качества и по-постоянни свойства в сравнение с природните, при които само диаманта намира приложение за някои специфични дейности / заточване и профилиране на шлифовъчни дискове, рязане и пробиване, полиране и др./ От  синтетичните абразивни материали най-широко приложение намират  конвенционалните.

С абразивни инструменти, изработени от тях могат да се шлифоват голяма част от  чугуните, стоманата, сплавите, различни неметални материали, гранит, кожа, керамика и др.

Получаването на абразивни материали с голяма честота и добри физико - механични свойства зависи от наличието на висококачествени изходни суровини и материали.

Главните изисквания към готовите абразивни материали /абразивните зърна/ са насочени към тяхната форма, размери и съдържание на основната фракция. От размерите, ъгъла при върховете и радиусите на закръгление на режещите ръбове се определя формата на зърната. Тя зависи от  физико - механичните свойства на абразивните материали и от условията на тяхното надробяване /смилане/ и класифициране. Формата на зърната, големината на ъглите, остротата и праволинейността на ръбовете им оказват съществено влияние върху абразивната способност, износването и якостта на материала, силата на сцепление на зърната със свръзката и еднородността на твърдостта в абразивния инструмент. Като най-благоприятна форма е приета  изометричната, при която всяко абразивно зърно изпълнява ролята на нож в процеса на рязане и работи с максимална  ефективност и износоустойчивост.

С намаляване на размерите на абразивните зърна радиусът на  закръгление   r и ъгълът на заостряне на върховете   Е   също намаляват. Колкото по-малък е радиусът на закръгление на зърната, толкова по-малка е грапавостта на обработените повърхнини.  Зърнистостта на абразивните материали се означава по метричната система съгласно БДС 9985-72. Определящата характеристика на  зърнистостта е основната фракция, която има съществено значение за еднородността на произведения шлифовъчен инструмент и качеството на неговата работа.

Абразивната способност на материала не се подлага на контрол, но зависи от другите  контролирани фактори /форма  и размери на зърната, съдържание на основната фракция/.

Абразивната способност на материалите зависи от тяхната твърдост, структура и якост. Тези свойства определят различната им способност на надробяване, т.е. получаването на зърна с различна форма, ъгли, радиуси на закръгление.

Абразивните инструменти се изработват от различни абразивни материали /зърна/, които са свързващи вещества.

Качеството на абразивните инструменти се определя от режещите свойства на зърната, свойствата на свързващите вещества и структурата на абразивния инструмент.

Абразивните инструменти се избират в зависимост от качеството на материали на обработваното изделие и необходимата чистота на обработка. Колкото по-твърд е материалът, толкова  по мек трябва да е абразивният диск.

Предварителното шлифоване се извършва с едрозърнести абразивни инструменти, а окончателното - с по-дребнозърнести. При избиране на абразивен инструмент трябва да се вземе предвид размерът му и неговата характеристика. Също така трябва да се съобрази с формата и размера на обработвания детайл, шлифовъчната операция и шлифовъчната машина. Размерите зависят от конструкцията и мощността на машините, размерите на обработвания детайл, приспособленията за закрепване на инструмента и предпазния кожух. Желателно е да се работи с диск, имащ възможно най-голям диаметър и височина.

4. Характеристики на абразивните инструменти.

Определя се от вида на абразивния материал, зърнистостта, твърдостта, свръзката и структурата.

1)     Абразивният материал – той се определя от вида на обработката и свойствата на обработвания материал.

 

Табл. 5

 

 

2)     Зърнистост - определя се от вида и характера на шлифовъчната операция, прибавката за снемане и свойствата на обработвания материал.  По-меките се обработват с едрозърнест, а по-твърдите - с дребнозърнест.

Табл.6

 

3)     Твърдост - определя здравината на връзката между абразивните зърна. Твърдостта също зависи от вида и характера на шлифовъчните операции, свойствата на материала, който се обработва, изискванията към  повърхността, която се обработва.

Основно правило - меките метали се шлифоват с по-твърди инструменти и обратното - твърдите - с по-меки.

Дребнозърнестите инструменти трябва да са по-меки от едрозърнестите в едни и същи условия на работа.

 

Табл. 7

 

4)     Свръзка - избира се в зависимост от свойствата на обработвания материал, характера на шлифовъчната операция и вида на абразивния материал. Най-широко се използват абразивните инструменти с керамична, бакелитова и вулканична свръзка.

Табл.8

 

5)     Структура - определя се от  съотношението между обемите на  абразивните зърна, свръзката и порите. Изборът на номер на структурата се определя от вида на  шлифовъчната операция, обработвания материал и изискванията към качеството на обработената повърхнина..

Абразивните инструменти се произвеждат  обикновено с 12 номера на структурата. Изработват се и високопорести абразивни инструменти и /с номера над 12/, които имат голяма  обемна порестост и повишена режеща способност и производителност. Предназначени са за скоростно, дълбочинно и др. видове шлифоване.

Табл. 9

 

Абразивна паста - състои се от шлифовъчен прах, мазилки и повърхностни активни вещества, служещи за  довършващо обработване на метални повърхнини - фино заглаждане и притриване.

Предимствата на абразивната обработка се проявяват, когато изборът на абразивни материали и инструменти и режима и условията на работа е правилен.

5. Класификация на машините за абразивна обработка на детайли.

5.1. Хонинговъчни машини за абразивна обработка:

1)     Според предназначението:

-         с общо;

-         със специално

2)     Според разположението на вретеното:

-         с вертикално разположено вретено;

-         с хоризонтално разположено вретено;

-         с наклонено разположение

3)     Според броя на  вретената:

-         едновретенни;

-         многовретенни.

5.2. Свръхзаглаждащи машини.

5.3. Притриващи машини:

1)     Със свободен абразив

2)     Със  закрепен абразив.

5.4. Полиращи машини:

1)     Полиране във въртящи барабани;

2)     Полиране във вибратори;

3)     Полиране в струйни установки;

4)     Полиране в центрови установки и др.

5.5. Шлифовъчни машини:

1)     Според класа на точност - използват се предимно  П, Ъ, А и С класове;

2)     Според типа на машината :

-         кръглошлифовъчни /бележат се с 1/;

-         вътрешношлифовъчни /бележат се с 2;

-         грубошлифовъчни /бележат се с 3/;

-         специални за шлифоване на валове / бележат се с4 /;

-         заточващи / бележат се с 6/;

-         плоскошлифовъчни / бележат се с ъс 7 /;

-         довършвщо-заглаждащи / бележат се с 8/.

3)     Машини за шлифоване на външни повърхнини:

Центрови:

-         прости;

-         везни;

-         универсални;

-         специални.

Безцентрови

4)     Машини за шлифоване на вътрешни повърхнини -

Машини, при които обработваният детайл се върти:

-         патронникови;

-         безцентрови.

Машини, при които обработваният детайл не се върти - машини с планетарно движение на  шлифовъчното въртене.

6. Хонинговане

Хонинговането е процес, който се прилага за  повишаване точността на размерите и формата и понижаване на грапавостта чрез  формиране на специален микрорелеф след разстъргване, обстъргване, шлифоване, райбероване и протегляне.

Хонинговането е процес за окончателно обработване на вътрешните и външни повърхнини на детайлите.

Хонинговането е довършително обработване на отвори и по-рядко на валове със специални инструменти - хонинговъчна глава, на която са закрепени абразивни или диамантни брусове. Хонинговъчната глава е сглобяем и регулируем инструмент за хонинговане, извършващ въртеливо и възвратно-постъпателно движение

Хонинговъчната машина е металорежеща машина за фино заглаждане на външни и вътрешни цилиндрични повърхнини чрез бързо въртеливо и възвратно-постъпателно движение на притиснати към повърхнините ситнозърнести абразивни брусове.

При хонинговането  точността на обработваната повърхнина достига до 5 мм и  грапавост  Rа до 0,04 мм, като прибавката, която се оставя  за хонинговане е малка - от 0,01 - 0,12 мм при стомани и от 0,01 - 0,25 мм при чугунени изделия.

Чрез хонинговането се отстраняват и изправт допуснати от предишни операции коничност, овалност и вълнообразност на повърхнините и се постига висока гладкост и точност.

7. Свръхзаглаждане

Свръхзаглаждането е процес за окончателна обработка. Той позволява да се получи грапавост на повърхността Ra 0,2 - 0,4 мм, а в някои случаи 0,1  - 0,02 мм, а дори и по-малко.

При свръхзаглаждането абразивните бурсове с бързо колебателно движение са притискани с определено налягане към повърхността, която се обработва. Това движение е съчетано със сравнително бавно въртене и възвратно-постъпателно движение на брусовете или детайла.

 

Фиг. 3

При започване на обработката контактната площ между бруса и  обработваната повърхнина е малка, което води до бързото снимане на материал от грапавините чрез микрорязане.

При увеличаване на контактната площ се отнема все по-малко  материал, а брусът и детайлът започват да работят като триеща  двойка в режим на полутечно триене.

Основни параметри на процеса „Свръхзаглаждане”:

1)     Скорост на въртене на детайла.

2)     Скорост на колебателното движение на брусовете.

3)     Скорост на възвратно-постъпателното движение на бруса или детайла.

4)     Относително налягане на бруса

5)     Изходна и необходима грапавина

6)     Характерът на абразивния инструмент.

7)     Характерът на обработвания материал.

8)     Съставът на  мажещо - охлаждащата течност /при стоманени или  чугунени детайли  за охлаждаща  течност се използва 85% олеинова киселина; при обработка на неръждаеми и топлоустойчиви стомана, алуминиеви и медни сплави количеството  масло може да достигне до  95%.

Забележка: В числителя са дадени данните за първия преход, а в знаменателя – за втория.

8. Притриване

Притриването е процес за окончателно обработване на отвори с малък диаметър, точни плоски детайли, профилни повърхнини, сачми и др. Прилага се още и за притриване на детайли. В резултат на притриването се получават отклонения на размерите и формата в границите 0,5 - 0,1 мм и грапавост  Ra 0,01 - 0,16 мм. Притриването се осъществява по два начина:

-         със свободен абразив /пасти и суспензии/ - по-несъвършен процес, който отнема повече време за нанасяне на паста и за промиване на детайла. Отрицателно влияние върху износоустойчивостта на детайла оказва набиването на обработената повърхност с абразивни зърна;

-         със закрепен абразив /  - абразивни или набити с абразив инструменти/ - производителността и качеството на повърхността са по-високи.

Подаването на притриващите смеси може да бъде два вида:

-         непрекъснато - използва се за предварителни операции, при които изискванията за точност и качество на повърхността не са високи;

-         периодично пастите се нанасят чрез дозиращи устройства.

Притриването бива:

1)     Грубо - точност 3 - 5 мм и грапавост Ra = 0,01 - 0,04 мм.

2)     Чисто - точност 1 - 2 мм и грапавост Ra  0,08 - 0,16 мм.

3)     Фино точност 0,1 - 0.5 мм и грапавост  Ra  = 0.01 - 0.04 мм.

За да се осигурят необходимите параметри на процеса трябва да има строга последователност на операциите.

Притриването се извършва на няколко етапа. Броят на етапите зависи изискванията към обработваната повърхност.

 

Табл. 11

 

По количеството на едновременно обработваните повърхности се различава едно- и двустранно плоско паралелно притриване. При обработването на гранични мерки се достига отклонение от успоредност в границите 0.07 - 0.3 мм.

9. Механично полиране.

Механично полиране - придаване на голяма гладкост и блясък на метални повърхности чрез триенето им при високи скорости с дребнозърнест абразив и гъста смазка, нанесени върху сравнително меката повърхност на полировъчен диск или лента. Напоследък се прилага електролитното полиране, което дава особено голяма глдкост. Абразивното полиране, освен чрез диск или лента може да се изпълни и със специални инструменти, в барабани, във вибрационни, струйни, центробежни и други устновки.

В зависимост от технологичните параметри на механичното полиране получената грапавост е от Ra = 1.25 мм до Rz = 0.55 мм, като  за повечето метали може да се постигне не огледален блясък.

Областта на употреба на различните абразиви съвпада с тази на притриването.

Табл. 12

 

 

Технология за механизирано полиране на детайли и изделия изработени от сребърни сплави

Общата технология за механизирано полиране на изделия от сребърни сплави е съставена от следните основни процеси:

1)     Подготовка на изделието за полиране.

2)     Полиране във въртящи барабани.

3)     Полиране във вибратори.

Операцията “полиране” се извършва с помощта на метални тела и полиращи препарати.

Метални тела:

1)     Форма и размери на металните тела:

-         сфери - f от 2 до 5 мм

-         сатурни - 1/3 "

-         игли - 1/15" х 3/33"

2)     2. Полиращи препарати

За полиращи препарати може да се използува течен сапун, прах за пране. Полиращите препарати са неутрални или слабо алкални.

А. Подготовка на детайла за полиране

Детайлите предназначени за полиране трябва да бъдат подготвени по следният начин:

1)     Всички детайли да са минали през етапа на механизирано шлифоване ида отговарят на определени изисквания.

2)     Продукцията да бъде почистена и обезмаслена в ултразвукова вана при температура 60 - 70 °С в продължение на 2 - З мин.

3)     Окончателно промиване на продукцията с течаща вода, като в резултат от тези промивки, трябва да бъдат отстранени всички следи от шлифовъчните агенти.

Така подготвената продукция може да бъде подложена на полиране.

Б. Полиране във въртящи барабани

Полирането във въртящи барабани се извършва в двуклетъчен ротационен барабан модел 5338 производство на фирмата “Кавалин” - Италия.

Характеристика на машината:

1)     Брой на гнездата за поставяне на барабаните - 2

2)     Обем на 1 барабан - 8 литра

3)     Работен обем - 4 литра

4)     Обороти на въртене - 40 об/мин.

Барабана се зарежда с метални тела, полиращ препарат, вода и продукция.

1)     Метални тела.

-         количество - до 12 кг.

-         форма и размери (сфери - f 2 до 5 мм ; сатурни -1/8"; игли - 1/16" х 3/33")

2)     2. Полиращи препарати

-         на фирмата “Кавалин” -10-20 милилитра

-         прах за пране “Биопон” - 30-40 гр. (2 супени лъжици)

3)     3. Вода - до 2 литра

4)     4. Продукция

-         количество - до 2 кг.

-         вид -  пръстени, гривни, медальони, обеци, колиета и др.

В. Полиране във вибрационни машини

Полиране в кръгов вибратор модел 5336-7 на фирма “Кавалин”.

Характеристика на машината

1)     Обем на контейнера - 7 литра

2)     Работен обем - 5 литра

Контейнерът се зарежда с метални тела, полиращ препарат, вода и продукция.

1)     Метални тела

-         количество - до 28 кг.

-         форма и размери - както при т. Б

2)     Полиращи препарати

-         препарат “L” на фирмата “Кавалин” - 10-20 милилитра

-         препарат “SU” на фирмата “Шмалц” - 50 милилитра

-         препарат “И-11” на фирмата “Шмалц” - 50 милилитра

3)     Вода - до 0,5 литра

4)     Продукция

-         количество -до 3 кг.

-         вид - пръстени, колиета, медальони, брошки, уникатни изделия. За препоръчване е в този вибробарабан да се полират малогабаритни изделия до f 6 мм.

Полиране в правоъгълен вибратор на фирма “Марио ди Майо”

Характеристика на машината

1)     Обем на контейнера -16 литра

2)     Работен обем -10-12 литра

Контейнерът се зарежда с метални тела, полиращ препарат, вода и продукция.

1)     Метални тела

-         количество - до 50 кг.

-         форма и размери - както при т. Б

2)     Полиращ препарат – “L” на фирма “Кавалин” - 10-20 милилитра.

3)     Вода - до 1 литър

4)     Продукция

-         количество - до 5 кг.

-         вид - пръстени, медальони, гривни, брошки и др.

Фино полиране.

Финото полиране се прилага след фино шлифоване и особено фино шлифоване във вибратори ТМ.

Характеристика на машината

1)     Обем на 1 вибратор -1,5 литра;

2)     Работен обем -1,3 литра.

Конвейрът се зарежда с полиращи тела и продукция.

1)     Полиращи тела

-         вид и материал - използва се среда от кит от фини сухи органични частици с подходящи полиращи агенти.

-         количество -1 опаковка (0,907 кг.), ном. 241-030.

2)     2. Продукция

-         количество - от 10 до 15 обемни части полиращ материал на 1обемна част /овел ирни издел ия.

-         вид - уникатни изделия и дребни серии, при които има увеличени изисквания към полирането.

Г. Изборна подходящ технологичен вариант за полиране. съобразно конфигурацията на изделията

С оглед оптималния избор на машина при етапите за полиране са разработени специални приложения и технологични характеристики на характерните технологични показатели на полиране и фино полиране.

Д. Подготовка и провеждане на процеса механично полиране

При зареждане на нов барабан с нови полиращи тела се спазва следната последователност.

1)     Обезмасляване на металните тела с органичен разтворител - трихлоретилен или петхлоретилен. При липса на обезмаслители може да се използува екстракционен бензин.

2)     Подсушаване на металните тела.

3)     Зареждане на контейнера - той трябва да е измит отвътре и отвънка с вода и прах за пране, да няма мазни петна по стените.

Процеса полиране се провежда по реда описан в т. Б и т.В. При полиране във вибратор на два часа работа трябва да се извършва промиване на металните тела и продукцията, до изтичане на чиста промивна вода. Водите трябва да се събират в резервоар за извличане на металното сребро. Следва ново зареждане с вода и полиращ препарат. Движението на сачмите и продукцията да бъде отвън на вътре, това движение се регулира с количеството вода.

4)     Почистване на металните тела - състоянието на металните тела е от решаващо значение за полирането. Повърхността на телата трябва да бъде блестяща и гладка. При получаване на матова, тъмна повърхност, те се почистват с препарат А-3 на фирмата “Шмалц” (от 30 до 50 мл. от препарата се прибавя към сачмите). Времето за почистване е около 30 минути. Следва обилно промиване на металните тела с вода.

5)     Съхранение на металните тела - става в контейнери на съответната машина, като се покриват изцяло с вода и се прибавя 100 мл. препарат от течен сапун, наситен с амоняк (той е силно алкален). Алкалността на разтвора с металните тела в контейнера е над рН-10.

Е. Изисквания към продукцията след механизирано полиране

Полираната продукция трябва да бъде с млечно бял цвят, висок гланц и силен блясък на метала.

Табл. 13

 

Табл. 14

 

10. Шлифоване

Шлифоването е процес за обработване на метали, дърво, стъкло и минерали чрез триене, който се прилага за да се отстранят грапавините и да им се придаде гладкост, правилна форма и точни размери. Чрез този процес се осигурява грапавост  Ra = 1.25 - 0.4 мм / в някои случаи Ra 0116 - 0,08 мм /, некръглост 0.3 - 0.5 мм1 нецилиндричност от 1 - 2 мм и точност на размерите от 2 - 4 мм.

Шлифоването се извършва чрез режещи инструменти, изработени от свързани абразивни частици /зърна или прахове/ от минерален произход. Използването на такива инструменти позволява обработването на всякакъв вид материали.

Инструментите се делят на:

-         твърди / дискове, сегменти, брусове и глави/ - при използване на абразивните дискове възникват големи центробежни сили, които могат да предизвикат разкъсване на диска. Поради това трябва много внимателно да се спазват правилата за техника на безопасност при пускане и спиране на детайлите, редът на изпитването им при  якост, допустимия брой обороти при работа

-         гъвкави - шлифовъчни хартии и шкурки.

Шлифовъчни машини /шлайфмашини/ - използват се в машиностроителното производство за окончателна обработка на детайли чрез снемане на много тънка стружка с помощта на абразивните режещи инструменти.

Шлифоването и хонинговането са най-точни методи за обработване на детайли с металорежещи машини. Постига се точност от порядъка на първи - втори клас и грапавост на повърхността 8 - 10 клас.

Шлифоването се прилага и преди механичната обработка за почистване на отливки и изковки. На шлифовъчните машини се обработват външни и вътрешни плоски, конични, цилиндрични и фасожнни повърхнини, шлифоват се резби, зъби на зъбни колела, заточват се режещи инструменти.

Щлифовачните машини в зависимост от предназначението си:

-         универсални - кръглошлифовъчни за  шлифоване на плоски повърхнини;

-         специални - резбо и зъбошлифовъчни.

Видове движения при шлифоване:

Главното движение на рязане във всички видове шлифовъчни машини се извършва от режещия инструмент Шлифовъчните машини имат 2 - 3 подавателни движения..

Елементи на решима за рязане при шлифоване - избират се и се изчисляват в зависимост от вида на обработвания материал, дадената точност на обработване и избрания вид шлифоване.

Най-характерните от тях са:

-         дълбочина на рязане - t - 0.015 - 0.07 мм при предварително и 0.005 мм при окончателно шлифоване;

-         надлъжно предаване - показва изместването на детайла и шлифовъчния диск на посока, успоредна на оста на детайла;

-         периферно подаване / периферна скорост на изделието;

-         скорост на рязане /периферна скорост на шлифовъчния диск/;

-          необходима мощност.

Шлифоването е съпроводено с отделяне на топлина и рязко покачване на температурата в мястото на рязане (до 1500°С). Това влошава стуржкоотделянето, режещия инструмент по-бързо се износва и влошава физико-механичните и технологичните свойства на повърхностния слой на обработвания детайл. При шлифоване се провежда интензивно охлаждане в мястото на рязане. Охлаждащите течности са специални емулсии смесени с масло (мазут, газ, олеинова киселина) или водни разтвори на някои киселини. Разходът им е до 20-80І/min. Шлифоването се извършва без течно охлаждане, когато шлифовъчните машини са снабдени със специални смукателни вентилатори. Те изсмукват металния и абразивния прах и ускоряват циркулацията на въздуха в мястото на рязане.

Работни инструменти при шлифоване - изработват се от абразивни материали. Формата и размерите им зависят от вида на обработената повърхнина и от шлифовъчна машина /табл. 9 /.

Шлифовъчните инструменти се изработват чрез отливане или пресоване. Абразивните инструменти имат свойството да се самозаточват в процеса на работа, но въпреки това те постепенно се изхабяват и е необходимо периодично допълнително да се заточват. За това заточване се използват специални диамантени  моливи, стоманени ролки и др.

Контрол:

При измерването на получените размери, грешките на формата и грапавостта е необходимо да се има предвид следното:

1)     Измерващият инструмент трябва да бъде достатъчно точен и чувствителен, за да може да бъде измерена допустимата грешка при шлифоването. Когато размерите са с допуски в микрони, измерващият инструмент трябва задължително да има стойност на делението в микрони и чувствителност в части от микрона.

2)     Грапавостта често се оценява чрез сравняване на обработената повърхнина с еталон. При автоматизирането на шлифовъчните операции обаче измерването на грапавостта трябва да се извършва непрекъснато, едновременно с измерването на размерите.

3)     Препоръчва се измерването да се извършва при т° около 20° С. Изменението на 1° с 5-10°С дава за стомана на 100 мм дължина разлика в измерването 0.005 - 0.001 мм. Независимо от интензивното охлаждане на зоната на шлифоване измерването се извършва достатъчно далеч от тази зона.

4)     Измерването трябва да става без силно притискане на челюстите на измервателния инструмент, без приплъзване по обработената повърхнина и задължително неколкократно.

5)     В процеса на шлифоване трябва да се правят контролни измервания на останалата прибавка, като това може да се извърши от комбиниран микрометър - миниметър.

Технология за механизирано шлифоване на изделия изработени от сребърни сплави

Общата технология за механизирано шлифоване на изделия от сребърни сплави е съставена от следните основни процеси:

1)     Подготовка на изделието за шлифоване.

2)     Шлифоване във въртящи барабани.

3)     Шлифоване във вибратори.

Едновременно с това операцията „ шлифоване „ се разделя на няколко етапа:

1)     Предварително (грубо) шлифоване.

2)     Основно шлифоване.

3)     Окончателно шлифоване.

4)     фино шлифоване.

5)     Особенно фино шлифоване.

Прилагането на отделните етапи шлифоване и използуването на различни технологични съоръжения се извършва въз основа на оптимален избор, който зависи от:

1)     Степента на гладкост на входното изделие.

2)     Сложността на формата и конфигурацията на изделието.

3)     Количеството на обработваемата продукция.

Операцията “шлифоване” се извършва с помощта на абразивни прахове. При различните етапи на шлифоване се използват различи абразивни тела и абразивни прахове, посочени по-долу:

Абразивни тела:

1)     Форма и размери на абразивните тела - при шлифоване се използват абразивни тела със следните форма и размери:

-         абразивни конуси (d х h ) - диаметъра им се подбира в интервала от 6 до 12 мм, височината също.

-         абразивни сфери (d) - диаметърът им се подбира в интервала от 5 до 10 мм.

-         абразивни тристенни призми (a х h) - основата им се подбира в интервала от 3 до 6 мм, а височината - от 6 до 13мм.

-         абразивни цилиндри (d х h) - диаметърът им се подбира от З до 6 мм, а височината на призмите в интервала от 6 до 13 мм.

2)     Зърнистост - определя се въз основа на зърнистостта на абразивният прахове включени в състава на телата. При шлифоването се използват тела със зърнистост от 5 до 30 микрона. Определянето на зърнистостта се извършва въз основа на БДС 998573.

3)     Основни материали в абразивните тела - изпълняват се от основен абразивен пълнител (абразивен прах ) и свързващ материал, като за свързващ материал се използва керамика или пластмаса. Абразивните прахове, които се използват са М 40, М 20, М 28 по ГОСТ 3647-59.

 

Табл. 15

 

 

Абразивни прахове:

1)     Едрина на абразивните прахове - от 40 до 50 микрона. Номерът на зърнистостта на използваните прахове за шлифоване е в интервала от N 4 до N З- БДС 9985-72.

2)     Материал на абразивните прахове.

-         силициев карбид (карборунд);

-         електрокорунд.

При шлифоването на ювелирни изделия от сребърни сплави се използуват два вида шлифовъчна среда.

-         шлифовъчна среда съставена само от абразивни тела;

-         шлифовъчна среда съставена от абразивни тела и прахове.

Изборът на един от двата варианта се извършва в зависимост от конфигурацията на обработваните изделия. За изделията с по-сложна конфигурация задължително се използват абразивни прахове, защото там трудно проникват абразивните тела. Зърнистостта на абразивните тела и прахове трябва да бъде еднаква. При отклонение от това правило трябва да се има предвид, че грапавостта на шлифовъчните изделия зависи от абразива с по-голяма зърнистост.

А. Подготовка на детайлите за шлифоване

Детайлите предназначени за механизирано шлифоване следва да бъдат подготвени за обработка по следния начин:

1)     Всички детайли да отговарят на определени изисквания

2)     Да бъдат механично отстранени едри метални и неметални замърсители, попаднали по грешка в продукцията

3)     Продукцията следва да бъде промита с течаща вода, като предварителна промивка.

4)     Продукцията трябва да бъде почистена и обезмаслена в ултразвукова вана в продължение на 2 до 3 мин. при температура от 60-70°С.

5)     Окончателно промиване на продукцията с течаща вода. В резултат на тази подготовка, трябва да бъдат отстранени всички замърсявания от повърхността на изделието. Така подготвената продукция може да бъде подложена на механизирано шлифоване.

 

Б. Шлифоване във въртящ барабан

Шлифоването във въртящ барабан се извършва на следните налични машини:

1)     Четириклетъчен ротационен барабан тип ВМ-4 производство на фирмата “Марио и Майо”.

2)     Двуклетъчен ротационен барабан тип 5338 производство на фирмата “Кавалин” - Италия.

Шлифоване в четириклетъчен барабан машина тип ВМ-4

Характеристика на машината

1)     Брой на клетките (контейнерите) - 4

2)     Обем на един контейнер - 15 литра

3)     Полезен обем на един контейнер - до 10 литра

4)     Обороти на въртене на контейнерите - 45 об/мин.

Зареждане на контейнера

1)     Абразивни тела

- количество - от 1/3до 2/3 от обема на контейнера.

-         форма и размери

-         конуси (d х h) - от 6 до 13х6 до 13 мм.

-         сфери (d) -5 до 10 мм.

-         призми (а х h) - 3 до 6х6 до 13 мм.

-         цилиндри (d х h) - 3 до 6х6 до 12 мм.

-         вид на абразивните тела - керамични и пластмасови.

-         едрина (зърнистост) - от 5 до 30 микрона

2)     Абразивен прах

-         количество - от 500 до 800 гр.

-         зърнистост - от 5 до 80 микрона

3)     Вода - от 0.1 до 0.3 литра на 1 кг.

4)     Продукция

-         количество - до 2 кг.

-         вид на продукцията - пръстени, медальони, гривни, обеци, колиета, брошки, маншетни копчета, детайли, полуфабрикати и др.

Шлифоване в двуклетачен ротационен барабан – модел 5338.

Характеристика на машината

1)     Брой на гнездата за поставяне на барабаните - 2

2)     Обем на един барабан - 8 литра

3)     Работен обем - 4 литра

4)     Обороти на въртене - 40 об. / мин.

Зареждане на контейнера:

1)     Абразивни тела

-         количество -1/2 от обема на барабана.

-         форма и размери

-         конус (d х h) - 6 до 13 х 6 до 13 мм.

-         сфери (d) - 5 до 10 мм.

-         призми (a х h) – З до 6х6 до 13 мм.

-         цилиндри (d х h) - 3 до 6 х 6 до 13 мм.

-         вид на абразивните тела - керамични и пластмасови

-         едрина на абразивните тела - 5 до 30 микрона.

2)     Абразивен прах

-         количество - от 300 до 500 гр.

-         зърнистост - 5 до 30 микрона.

3)     Вода - от 0.1 до 0.2 литра на 1 кг.

4)     Продукция

-         количество - до 1.5 кг.

-         вид на продукцията - пръстени, медальони, гривни, обеци, колиета и др.

В. Шлифоване във вибрационни машини

Шлифоването във вибрационни машини се извършва във вибратори Т М.

Характеристика на машината

1)     Обем на един вибратор - 1.5 литра.

2)     Работен обем - 1.3 литра.

Зареждане на контейнера

1)     Абразивни тела

-         вид и форма - зелени призми, бели призми.

-         размери - а х h.

-         материал на телата - пластмасова свръзка и абразивен прах от силициев карбид.

-         количество - зелени призми Ном N 41-033 - 1 опаковка (0.907 кг.); бели призми Ном N 41-038 -1 опаковка (1.134 кг.).

2)     Специален сапун -1/3 чаена лъжичка.

3)     Вода -1 до 2 супени лъжици.

4)     Продукция - от 10 до 15 обемни части абразивен материал на 1 обемна част ювелирни детайли.

Г. Технологични параметри при шлифоването и избора на оптимални етапи и режими.

Има две специални приложения / І и ІІ /, спрямо които се прави избор на параметрите, етапите и режимите при механизираното шлифоване.

I.        Схема на основните етапи за шлифоване на ювелирни изделия от сребърни сплави и обсега на тяхното приложение.

II.     Технологични характеристики на основните етапи при шлифоването.

Изборът на технологична схема за шлифоване се извършва, като се имат предвид:

-         гладкост /грапавост/;

-         точност - по размери и конфигурация на изделията и детайлите, които ще се шлифоват.

Определянето на точната схема се извършва по следния начин:

1)     За изделията и детайлите, формообразувани по принципа на прецизното леене се извършва обстоен преглед на партидата отливки или заготовки по отношение точността на отливката, наличността на делителна линия, точността на размерите и отклонението от точната конфигурация. Изделия и детайли, които имат отклонения по горните изисквания се полагат на механична обработка (запилване, изчукване, изправяне на формата, рязане,
шлифоване и др.) чрез които операции се цели да се постигне точна форма и размери на изделията и детайлите преди механизираното шлифоване.

2)     Партидата отливки се проверява внимателно чрез сравнителни еталони по отношение грапавостта на повърхнините. Съобразно наличието на микропори, микронеравности и др. дребни повърхностни дефект се преценява началния етап за механизирано шлифоване, като се използва първото приложение.

3)     За изделия и детайли, формообразувани по принципа на пластичната деформация се извършва преглед и оценка относно точността на размерите, формата и грапавостта на същите, като  се използуват еталони. Въз основа на оценката същите се подлагат на обработка, аналогична на упоменатата в т. 1 и т. 2.

4)     По аналогичен начин се пристъпва в случаите, когато изделията съдържат два или повече детайла, свързани чрез разглобяема или неразглобяема връзка.

Изборът на технологичната характеристика на основните етапи при шлифоването се извършва съгласно второто приложение, след като са определени етапите и технологичната схема на шлифоването, по следната схема:

-         Прави се избор на основното съоръжение, на което ще се извършва процеса, като се изхожда от : количеството на продукцията, вида на изделието и наличието на свободни машини в момента.

-         Определя се зареждането на работния контейнер съобразно количеството и характера на продукцията.

-         Определя се конкретната зърнистост на абразивната среда, съобразно грапавостта на повърхнините.

-         Определя се времетраенето на процеса, което се коригира в процеса на обработка, съобразно периодичните наблюдения.

Д. Подготовка и провеждане на процеса механизирано шлифоване

Контейнерите се подготвят за работа, като се измиват добре отвътре и отвън с хладка вода и сапун, за да се отстранят всички механични замърсявания.

При нови абразивни тела същите се поставят в контейнера и се сработват в продължение на 12 часа, като се прибавят 1 до З литра вода и 3 супени лъжици сапун или прах “Биопон”. След сработването керамичните абразивни тела се промиват с топла вода.

Абразивният прах, които се използува да отговаря на определените изисквания за едрина (зърнистост) и да е еднакъв по вид.

Подготовката на продукцията за шлифоване е упомената в т. А.

Водата, която се използува е чиста питейна вода.

Сапуните, които се използуват при механизираното шлифоване са алкални с рН8 и над 8.

Процеса механизирано шлифоване се провежда, по реда, подробно описан в т. Б и т. В на инструкцията.

С напредване на шлифовъчния процес се получава значителна утайка, средата посивява и ефикасността на процеса се влошава. Необходимо е да се промие резервоара, детайлите и абразивната среда от утайката и да се зареди отново по определен начин. Това междинно промиване е задължително при вибратори от тип ТМ.

При завършване на определен етап от шлифоването, продукцията се изважда и се промива с хладка вода. Почиства се в ултразвукова вана и се преминава към по-следващ етап на шлифоване.

Абразивния прах, който се използува при грубото (предварителното) шлифоване заедно с абразивните тела също се промиват от образувалата се метална утайка. Промивните води да се съхраняват в определен резервоар за последващо извличане на благородния метал. При промиване има известни загуби на абразивен прах и по усмотрение на работника на 5 до 10 цикъла трябва, да се добавя абразивен прах.

Абразивните тела и абразивния прах се съхраняват в контейнера или в затворени пластмасови съдове.  За препоръчване е един контейнер да се използува за определен вид абразивна среда. Ако е наложителна смяна на съдържанието с нов вид абразивна среда, контейнера се измива щателно.

При продължителна употреба абразивните тела загубват формата си и чувствително намаляват по размер. При този случай телата се селекционират по размер и най-дребните се изхвърлят.

При основното шлифоване, окончателното, финото и особено финото шлифоване, абразивните тела и абразивната среда се промиват и промивните води също се съхраняват в резервоар. Абразивната среда (микропрах, специален сапун) при тези процеси се използуват еднократно.

Е. Изисквания към продукцията след механизирано шлифоване

Всяко изделие трябва да бъде равномерно шлифовано във всички участъци.

Не се допускат неотстранени драскотини и следи от пила и едра шкурка.

 

 

Табл. 17

11. Устройство за повърхностна обработка на детайли с неправилна форма /барабан/.

Този уред е предназначен за абразивно обработване на ювелирни изделия (гривни, колиета, метални изделия и др.) след приключване на всички видове обработки от тази група и за почистване на замърсени повърхнини. Състои се от:

1)     Въртящ барабан - изработен от мура (тъй като останалите видове дървен материал са смолисти) с форма на шестоъгълна призма.

2)     Регулатор - служи за намаляване на оборотите подавана от електро мотора (до 60 об/мин.), като предавателното отношение е 4 :1.

3)     Ремъчна предавка - служи за предаване на въртящото движение от електромотора към регулатора.

4)     Електромотор - използван е електромотор от машина

5)     Превключвач - включва и изключва електромотора на машината.

6)     Стойка - на нея е закрепен барабана.

7)     Маса (поставка) - върху нея са разположени всички останали детайли (1-5).

Използуваните абразивни тела са сачми с диаметър до З mm или търкалящи тела от продълговати (иглени) лагери. Търкалящите тела от иглените лагери са много подходящи, поради своята форма, за обработка на гравирани повърхнини. Желязото се обработва с нарязан на парчета гьон, а останалите метали (злато, сребро, месинг и др.) - със сачми. Използуват се стоманени сачми от завода в Стара Загора или специални сачми от Австрия.

Барабанът работи при 60 об/мин., защото при по-високи обороти ще се получат центробежни сили, които ще изтласкат абразивните тела по периферията и те няма да обработват детайла. При нормални обороти сачмите удрят по повърхността на обработваното изделие и го лъскат, така че да придобие блясък. Работният обем на барабана е 1/2 от обема му. За работа барабана се зарежда с 0.5 - 1 кг. абразивни тела (колкото повече, толкова по-добре), вода, обработваните детайли, абразивен прах или сапун.

Използуваната вода е чиста питейна вода.

Използва се 72 % сапун, бебешки прах за пране или веро. По-силен сапун или избелващ прах предизвикват посивяването на сребърните изделия и пречат да се добие желания блясък на детайла.

Времетраенето на процеса е в зависимост от вида на метала и от вида на обработваната повърхност.

-         Сребро - 15 мин.

-         Други метали - 30 мин.

За плоски повърхнини се изисква по-малко времетраене, а за грапави (гравирани) - по-голямо.

Заключение

Устройството за повърхностна обработка на  фино - механични детайли се неправилна форма е предназначено за полиране и шлифоване на материали, изработени от благородни метали и сплави на неметали.

Изработеният макет представлява умален вариант на машина със същото предназначение. Разликата, освен в размера се състои и в това, че е прибавен регулатор, който служи за намаляване на оборотите и ремъчните предавки.

Уредът намира приложение в ювелирството за обработка на накити, чието фино полиране и шлифоване води до много високото им качество след обработка. Също така могат да се обработват и фино - механични детайли, при които се изисква висока гладкост на повърхнините - при фините механизми.

Компактността в размер позволява да се обработват и по-дребни и по-едри изделия.

Използвана литература

1.      Атанасов, Ж., „Абразивна обработка на металите”1979/80 г.;

2.      Димитров, Л., „Металорежещи машини и технология на машиностроенето”, 1992 г.;

3.      Найерман, М., „Справочник на шлифовчика”, 1989 г.;

4.      Попов, К., „Съвременни шлифовачни инструменти”, 1985 г.;

5.      Оурата, И., „Хенинговане”, 1975 г.;

6.      Михайлов, Вл., „Шлифоване на външни и вътрешни ццилиндрични повърхнини”, 1965 г.;

7.      Джиджиева, „Технология на  металообработването”, 1987 г.;

8.      Сандалски, Б., Е., Златанова, „Техническо чертане”, 1987 г.;

9.      „Абразивна и диамантна обработка на материали”, Справочник 1981 г.;

10.  Енциклопедия „А – Я”, БАН, 1974 г.