Материаловед

Метод обработки свободным абразивом, уплотненным инерционными силами (ОСАУИС) [64, 65, 105], представляет собой процесс, в котором обработка происходит в результате контактного взаимодействия обрабатываемой поверхности с уплотненным под действием инерционных сил слоем свободного абразива при их относительном перемещении.

На рис. 1.8 показаны схемы процесса обработки различных видов поверхностей деталей свободным абразивом, уплотненным инерционными силами.

а)

б)

в)

г)

Рис. 1.8. Схемы обработки деталей свободным абразивом, уплотненным инерционными силами: а – обработка наружной поверхности детали; б – обработка внутренней поверхности детали; в – обработка наружной и внутренней поверхности детали одновременно; г – обработка плоской поверхности; 1 – вращающийся барабан; 2 – абразивная суспензия; 3 – деталь; 4 – механизм вращения; 5, 6 – валки вращающие деталь; 5 – ротор с вращающимися лопастями,

По схеме рис. 1.8, а свободный абразив уплотняется во вращающемся барабане 1. Под действием инерционных сил абразивная суспензия прижимается к внутренней поверхности барабана и образует кольцо 2, которое в установившемся режиме будет синхронно вращаться вместе с барабаном. Такое кольцо сохраняет форму при вращении, а степень уплотнения частиц определяется угловой скоростью вращения барабана. При этом межзеренное пространство в уплотненном абразивном кольце будет заполнено жидкостью суспензии.

Поскольку твердые частицы уплотненного вращающегося слоя абразива обладают кинетической энергией, то при введении в этот слой детали 3, ее поверхность будет испытывать динамическое воздействие массы абразивных частиц. При ударе о поверхность и скольжении по ней абразивные частицы будут снимать мельчайшие частицы металла и производить обработку поверхности. Если деталь с наружной поверхностью вращения, то для обеспечения нормальной обработки всей поверхности, детали необходимо сообщить вращение вокруг собственной оси.

Уплотненный абразивный слой обладает определенной упругостью (податливостью) и плотно облегает поверхность погруженной в него детали, точно копируя форму ее профиля. При этом обеспечивается практически однородное давление на все участки профильной поверхности и происходит их равномерная обработка. При обработке внутренних поверхностей вращения, уплотненный абразивный слой формируется внутри полости деталей (рис. 1.8, б).

Весьма перспективным является решение проблемы для обработки как внутренних, так и внешних поверхностей деталей одновременно (рис. 1.8, в).

Сложнопрофильные поверхности плоских деталей могут обрабатываться данным методом, если направить суспензию с уплотненным слоем свободного абразива на обрабатываемую поверхность. На рис. 1.8, г, показана схема установки, в которой абразив уплотняется инерционными силами от вращения ротора с лопастями. Уплотненный абразивный слой направляется через окно в корпусе барабана на поверхность обрабатываемой детали.

Данный метод обеспечивает сочетание процессов обработки, смазки и охлаждения, осуществляющихся одновременно и неразрывно. ТЖ находится в зоне обработки под постоянным центробежным давлением, что обеспечивает эффективное проникновение ее во все микропоры и микротрещины в поверхностях обрабатываемых деталей. Возможность циркуляции ТЖ обеспечивает эффективный отвод тепла и делает процесс обработки низкотемпературным.

Метод обеспечивает возможность регулирования в больших пределах процесс абразивного воздействия на обрабатываемую поверхность, за счет изменения режимов обработки.

По своим качественным характеристикам метод ОСАУИС относится к тонким «безразмерным методам финишной обработки деталей, а наиболее эффективное применение находит при окончательной обработке сложнопрофильных поверхностей деталей.

Основными технологическими факторами, влияющими на результаты процесса обработки, являются скорость вращения системы и контейнера, продолжительность обработки, зернистость абразива и наличие дополнительных осциллирующих движений деталей.

Достоинства ОСАУИС – обработка одной или нескольких деталей, обработка деталей небольших размеров.

Недостатки ОСАУИС — необходимость закрепления и вращения детали, обработка в основном тел вращения, малая интенсивность обработки, необходимость герметизации устройства.