Притирка ограниченной сферической поверхности. Способ притирки сферических поверхностей. Специальные приспособления и материалы

Во время работы при установке в тисках различных притиров их следует надежно закреплять (круглые и тяжелые притиры при слабом креплении могут упасть и вызвать ушибы ног работающего). Запрещается применять приставные бруски и призмы с острыми кромками, так как при перемещении их по притиру можно поранить руку.

Притирка является точной слесарной операцией по обработке поверхностей абразивными порошками или пастами для получения наиболее плотного взаимного их прилегания. Притирку осуществляют специальными инструментами - притирами, на поверхность которых наносятся шлифующие материалы или притирочные пасты.

Притиры, используемые в работе, должны отвечать следующим требованиям: а) поверхность притира должна точно соответствовать профилю притираемой поверхности изделия; б) материал притира должен быть пористее материала обрабатываемой детали.

Обычно для изготовления притиров применяют мягкий мелкозернистый чугун. Притирка широких плоскостей обычно выполняется на двух притирочных плитах. Для предварительной притирки применяют плиты с канавками глубиной и шириной до 1 мм, расположенными друг от друга на расстоянии 10-15 мм, а для окончательной притирки - плиты с гладкой поверхностью. В ые абразивные материалы в виде порошков (наждак, корунд, карборунд, крокус и др.).качестве притирочных материалов используют тверд

Применяемые абразивы делят на следующие группы (табл. 7, 8); шлифпорошки (размер зерна 30-60 мкм) и микропорошки (размер зерна менее 40 мкм).

Таблица 7. Зернистость шлифпорошков (ГОСТ 3647- 80)

Таблица 8. Зернистость микропорошков (ГОСТ 3647-80)

Примечания:

Микропорошки вернистостью М40 применяют при чистовой и отделочной притирке и доводке.
Для чистовой обработки применяют микропорошки М28, М20. Для отделочной обработки -M14, M10, М7.

Кроме порошков, применяются также и пасты ГОИ. Они подразделяются по своему назначению на три вида:

грубая (размеры зерен 40-17 мкм) применяется для предварительной притирки, придает поверхности матовый вид, имеет темно-зеленый цвет;
средняя (размеры зерен 16-8 мкм) применяется для окончательной притирки, создает чистую матовую поверхность, имеет зеленый цвет;
тонкая (размеры зерен менее 8 мкм) применяется главным образом для доводки и придания поверхности зеркального блеска, имеет светло-зеленый цвет.

Пасты ГОИ по сравнению с другими шлифовальными материалами более эффективны и могут применяться для притирки как твердых, так и мягких металлов.

Для различных абразивных порошков применяют разные смазочные материалы: для грубых и средних - керосин, а для мелких - машинное масло. Поверхности, подлежащие притирке, должны быть предварительно чисто обработаны шлифованием или шабрением. Припуск на притирку равен 0,01-0,02 мм.

Учебное задание 1 заключается в притирке одной широкой плоскости чугунной плитки с применением абразивных порошков.

1. Рабочие поверхности притиров для предварительной и окончательной притирки смачивают керосином и начисто протирают тряпкой.

2. Для предварительной притирки берут абразивный порошок зернистостью 4, насыпают его в сосуд и хорошо перемешивают с керосином или жидким минеральным маслом до получения полужидкой массы.

3. На поверхность притира с канавками тампоном наносят тонкий и равномерный слой приготовленной притирочной массы.

Рис. 238. Прием шаржирования плоского притира стальным валиком

4. Притир шаржируют катанием стального закаленного валика по плоскости притира (рис. 238) 3-5 раз вперед и назад.

5. После окончания шаржирования мягкой тряпкой, смоченной в керосине, следует удалить избыток притирочной массы с поверхности притира.

6. На притир наносят небольшой слой смазочного материала (керосина).

7. Деталь кладут притираемой плоскостью на притир с канавками (рис. 239) и с легким нажимом на деталь делают не более восьми-десяти круговых движений по всей плоскости притира.

Рис. 239. Притирка широкой поверхкости:
а - прием работы; б - распределение нагрузки на днталь

При притирке нужно правильно распределять нагрузку на деталь, иначе может произойти завал поверхности и изменение формы притира. Вертикальная нагрузка В (рис. 239, б) должна быть перпендикулярна поверхности притира; горизонтальную нагрузку (рабочий ход) Г следует прилагать как можно ближе к притиру.

8. После выполнения указанного числа движений с притира удаляют сработанную притирочную массу.

9. Шаржирование, нанесение смазочного материала и процесс-притирки чередуют до получения на всей притираемой плоскости матового оттенка без пропусков.

10. Плоский притир (без канавок) шаржируют, применяя микропорошок М28-М40 для окончательной притирки; удаляют с притира избыток притирочной массы.

11. Притираемую плоскость накладывают на гладкий притир и круговыми движениями перемещают деталь по поверхности притира, периодически добавляя керосин.

12. Окончательную притирку заканчивают, когда вся обрабатываемая плоскость будет иметь чистую ровную матовую поверхность. Оставшуюся массу смывают керосином и тщательно вытирают чистой тряпкой.

Учебное задание 2 состоит в притирке широких плоскостей угольника, предварительно обработанных шлифованием.

1. Угольник укрепляют на деревянной опоре посредством планок, располагаемых по его периметру. Планки прибиты к доске так, чтобы угольник был плотно зажат ими со всех сторон и выступал над плоскостью опоры на половину своей толщины.

2. Одну из плоскостей угольника промывают керосином для удаления металлической пыли и грязи, а затем вытирают ее насухо чистой тряпкой.

3. Подготавливают притир, протирают, наносят притирочную пасту, шаржируют, смазывают.

4. На плоскость притира накладывают закрепленный на бруске угольник и с легким нажимом перемещают его (криволинейными движениями) от одного до другого края по всей плоскости притира (рис. 240).

Рис. 240. Притирка широкой плоскости угольника:
а - прием работы; б - крепление угольника к деревянной опоре

5. После восьми-десяти проходов с притира керосином смывают сработанную притирочную массу и вытирают его тряпкой.

6. Чередуют нанесение свежей массы, шаржирование, смазывание и предварительную притирку одной плоскости угольника до получения матовой поверхности без пропуска.

7. Угольник вынимают из опоры, сработанную массу смывают керосином и тщательно протирают.

8. Угольник крепят на деревянной опоре для притирки второй плоскости.

9. Предварительную притирку второй плоскости производят, повторяя приемы, рассмотренные в пп. 2-7.

10. Окончательную притирку двух плоскостей угольника до получения чистой матовой поверхности выполняют в определенной последовательности.

Наиболее эффективной технологической операцией, позволяющей довести поверхность деталей из металла до идеального состояния, является притирка. Детали, поверхность которых была подвергнута такой процедуре, могут образовывать герметичные или плотно движущиеся соединения. Необходимость в формировании подобных соединений и, соответственно, в технологической операции, выполняемой при помощи специального инструмента и материалов, имеется во многих сферах деятельности.

Суть технологии

Притирка, благодаря которой можно получить поверхности с требуемой степенью шероховатости и с заданными отклонениями, предполагает снятие с обрабатываемой детали тонкого слоя металла, для чего в отличие от доводочной операции шабрения, используются не только инструменты, но и мелкодисперсные абразивные порошки или пасты. Абразивный материал, при помощи которого выполняется такая обработка, может наноситься как на поверхность детали, так и на специальное приспособление, которое называется притир.

Притирка, выполняемая с медленной скоростью и при помощи постоянно меняющих направление движений, позволяет не только уменьшить шероховатость поверхности до требуемой величины, но и значительно улучшить ее физико-механические характеристики.

Притирку, которую часто называют и доводка, можно выполнять различными способами. Так, детали сложной конфигурации, изготавливаемые в единичных экземплярах, обрабатывают полностью вручную, а для притирки изделий, выпускаемых мелкими сериями, используют полумеханический способ. При этом подача детали в зону обработки осуществляется вручную, а саму притирку выполняют при помощи механических устройств. При производстве деталей крупными сериями и в массовом порядке не обойтись без такого устройства, как притирочный станок, при помощи которого и выполняют доводочные операции.

Специальные приспособления и материалы

Как уже говорилось выше, чтобы осуществить , необходим специальный инструмент, который называется притир. По форме рабочей поверхности, такие приспособления делятся на следующие типы:

притирочный инструмент плоского типа;
с внутренней поверхностью цилиндрического типа;
с наружной цилиндрической поверхностью;
инструмент конического типа.

Выбирая материал для изготовления притирочного инструмента, обращают внимание на то, чтобы его твердость была значительно ниже, чем твердость материала изготовления обрабатываемой детали. Обусловлено это требование тем, что абразивный порошок или паста, с использованием которых выполняют притирку, могли удерживаться материалом инструмента. Так, наиболее распространенным сырьем для изготовления такого приспособления является:

серый чугун;
медь;
свинец;
сталь мягких сортов;
различные породы дерева;
другие металлы и неметаллические материалы.

Для выполнения предварительных и финишных притирочных операций используется инструмент как различной конструкции, так и изготовленный из всевозможных материалов. Например, для выполнения предварительных операций, когда используется абразивный материал более крупной фракции, применяется инструмент из более мягких материалов. На рабочей поверхности его предварительно нарезаются канавки для удерживания абразива, глубина которых составляет 1–2 мм. Окончательная обработка изделий, выполняемая при помощи мелкодисперсного абразива, осуществляется приспособлением, рабочая поверхность которого совершенно гладкая. Материалом изготовления инструмента для выполнения финишных операций, преимущественно служит чугун. При помощи притирочных инструментов, которые изготовлены из свинца и дерева, поверхностям обрабатываемых деталей придается блеск.

Абразивный порошок является основным материалом, который обеспечивает эффективность и качество выполнения притирки. Такие порошки, в зависимости от материала изготовления, делятся на твердые (твердость материала выше, чем у ) и мягкие (их твердость ниже, чем у закаленной стали). Для изготовления порошков первого типа используют корунд, карбокорунд и наждак, а второго - окись хрома, венская известь, крокус и др. По степени зернистости абразивные порошки также подразделяются на несколько категорий. Отличить порошки и пасты разных категорий друг от друга можно даже по их цвету. Так, пасты, основу которых составляет крупнозернистый порошок, имеют светло-зеленый цвет, средней зернистости - темно-зеленый, пасты с мелкодисперсным порошком - зеленовато-черный.

Наиболее известной разновидностью паст последнего типа, при помощи которых выполняют финишные притирочные операции, является паста ГОИ.

Многие домашние мастера, занимающиеся слесарным делом, самостоятельно изготавливают порошки и пасты для выполнения притирки. Сделать это достаточно несложно: для этого необходимо тщательно измельчить куски наждачного круга в массивной ступке, а после этого полученный порошок просеять через сито с очень мелкими ячейками.

На эффективность и качество выполнения притирки, кроме используемого оборудования и абразивного материала, серьезное влияние оказывает применяемый смазочный материал. В качестве такого материала могут использоваться различные вещества:

скипидар;
минеральное масло;
керосин;
животные жиры;
спирт или авиационный керосин.

Два последних вещества применяются в тех случаях, когда к качеству выполнения притирки предъявляются повышенные требования.

Инструменты и приспособления

Наиболее распространенным приспособлениям для выполнения доводочных операций является притирочная плита, которая, как уже говорилось выше, может быть изготовлена из различных материалов. На выбор типа и материала изготовления такой плиты, являющейся достаточно универсальным приспособлением, оказывают влияние как особенности обрабатываемых деталей, так и требования к качеству притираемой поверхности. Среди всех типов плит наибольшее распространение получили изделия, изготовленные из марок чугуна, твердость которого (по HB) находится в интервале 190–230 единиц.

На конструкцию и размеры плиты или притирочного инструмента другого вида оказывают влияние как конструктивные особенности обрабатываемых изделий, так и тип обработки: черновая или чистовая. Именно плиты как приспособление для выполнения притирки используются для обработки плоских поверхностей. При этом, как уже говорилось выше, на поверхность плит, применяемых для выполнения черновых операций, наносятся специальные канавки, которые могут иметь и спиралевидную конфигурацию. Такие канавки не только удерживают в зоне притирки абразивный материал, но и выводят из нее отходы.

Естественно, что выполнить при помощи плиты притирку цилиндрических поверхностей, отверстий и деталей со сложной конфигурацией, не представляется возможным. Поэтому для таких целей изготавливают приспособление, форма которого оптимально подходит для обработки детали определенной конфигурации. Так, это могут быть притирочные инструменты круглой, цилиндрической, кольцевой, конической, дисковой конфигурации и др. В частности, выполняется приспособлением, которое изготавливается в виде втулок, фиксируемых на специальных оправках.

Инструмент, при помощи которого выполняются притирочные операции, также подразделяется на нерегулируемый и регулируемый. Приспособление второго типа является более универсальным, его конструкция, состоящая из разрезной рабочей части, конуса и раздвижного устройства, предусматривает возможность изменения его диаметра.

Для обработки деталей цилиндрической формы, совершенно не обязательно использовать специализированный притирочный станок, для этого вполне подойдет универсальное токарное или сверлильное оборудование. Обрабатываемая деталь в таких случаях может фиксироваться в центрах или патроне оборудования, в зависимости от того, какую часть ее поверхности необходимо притереть.

Станки, которые изначально разработаны для осуществления притирки, подразделяются на оборудование общего назначения и специализированные модели. На станках общего назначения, которые могут быть оснащены одним или двумя притирочными инструментами, преимущественно обрабатываются детали с плоскими и цилиндрическими поверхностями. Более мелкие детали при обработке на таких станках в свободном состоянии помещаются в специальный сепаратор, где они проходят притирку, располагаясь между двумя вращающимися притирочными дисками. Крупные же детали фиксируются на станке при помощи специального приспособления и обрабатываются одним абразивным диском.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для доводки сферических поверхностей тел вращения, в частности шаровых пробок крупногабаритной трубопроводной арматуры с отверстиями и впадинами в сфере. Осуществляют вращение кольцевого притира и обрабатываемой детали. Притир прижимают к обрабатываемой сферической поверхности и качают относительно центра сферы, регулятор Усилие прижима задают посредством регулятора, выполненного с исполнительным электромагнитным узлом, имеющим магнитопровод с обмоткой и якорь. Предусмотрено автоматическое управление током питания его обмотки в зависимости от текущего значения площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью и обеспечение постоянного удельного давления притира на обрабатываемую поверхность. В результате повышаются точность и производительность доводки сферических деталей с отверстиями и впадинами. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2320468

Изобретение относится к оборудованию для доводки сферических поверхностей тел вращения, в частности шаровых пробок крупногабаритной трубопроводной арматуры, в том числе с отверстиями и впадинами в сфере. Одним из известных технических решений является насадка шлифовальная и полировальная , которая позволяет обрабатывать детали сферической формы путем передачи вращения эластичному полотну через резиновый чашечный круг. Облегание абразивным полотном сферической поверхности достигается с помощью четырех жестких качающихся рычагов. Существенными признаками этого аналога являются элементы, обеспечивающие равномерное усилие поджатия абразивного полотна к обрабатываемой поверхности. Недостатками аналога при обработке шаровых пробок являются:

Отсутствие механизма крепления и вращения обрабатываемой детали, что необходимо для равномерной обработки сферы:

Большие габариты и низкая производительность при обработке сферических тел большого диаметра, например шаровых пробок.

Известно также устройство для притирки сферических поверхностей , которое содержит привод вращения обрабатываемой детали, трубчатый притир, поджатый к обрабатываемой сфере пружиной и перемещаемый по пазу в сферической направляющей с центром по оси привода, а также ось привода вращения обрабатываемой сферы.

Существенной новизной в аналоге обладает направляющая в виде части сферы с центром по оси привода, что позволяет вкупе с овальным пазом для размещения притира обеспечить обработку тел вращения.

В то же время аналог не пригоден для доводки сферических деталей с отверстиями и впадинами, например шаровых пробок крупногабаритной трубопроводной арматуры. Дело в том, что при постоянном усилии поджима притира к сфере удельное давление на обрабатываемую поверхность в этом случае меняется из-за переменной площади взаимодействия притира и сферы. Как следствие, в зоне отверстий и впадин происходит более интенсивный съем металла абразивом притира и сферичность обрабатываемой детали искажается.

Наиболее близким известным техническим решением является способ обработки сферических поверхностей , при котором инструменту со ступенчатой рабочей поверхностью, с шагом между ступенями, выбранным в зависимости от радиуса сферы, сообщают перемещение относительно вращающейся детали, а усилие поджатия инструмента задают с помощью регулируемых вручную пружинных поджимов. Существенным недостатком прототипа является постоянное, заданное вручную перед началом обработки усилие поджатия инструмента. Как следствие, происходит неравномерный съем припуска - в местах нахождения впадин и отверстий съем припуска происходит быстрее из-за роста удельного давления инструмента на деталь.

Техническим результатом изобретения является повышение точности доводки сферических поверхностей с отверстиями и впадинами.

Этот результат достигается путем введения в способ операций автоматического поддержания постоянного удельного давления инструмента (притира) на обрабатываемую поверхность посредством электромагнитного исполнительного узла и осуществляется автоматическое управление током питания его обмотки в зависимости от текущего значения площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью детали с обеспечением условия постоянства удельного давления притира на обрабатываемую поверхность. Кроме того, амплитуда качания притира относительно центра обрабатываемой сферы составляет (0,1÷0,3)D сф, где D сф - наружный диаметр обрабатываемой сферы. В устройстве регулятор усилия прижима притира к обрабатываемой поверхности выполнен с исполнительным электромагнитным узлом, имеющим магнитопровод с обмоткой и якорь, и с автоматическим управлением током питания его обмотки в зависимости от текущего значения площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью и с обеспечением постоянного удельного давления притира на обрабатываемую поверхность. Якорь электромагнитного исполнительного узла снабжен втулкой, в которой сверху установлен притир посредством шарнирного соединения, а снизу размещен с возможностью вертикального перемещения выходной вал привода вращения. Схема автоматического управления током питания обмотки электромагнитного исполнительного узла содержит последовательно включенные датчик площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью, аналого-цифровой преобразователь, процессор, кодоуправляемый источник тока питания электромагнитного исполнительного узла, а также подключенный кодовыми выходами к процессору датчик величины воздушного зазора в магнитной цепи электромагнитного исполнительного узла. Кроме того, диаметр D пр притира выбран с обеспечением условия: 0,9D сф D пр 1,1d н, где d н - диаметр отверстия или размер впадины в сферической части обрабатываемой детали, а притир связан с приводами его перемещений посредством шарнирных соединений. А также значение тока I м питания обмотки электромагнитного исполнительного узла определено процессором по формуле:

где l ср - средняя длина магнитной цепи;

F п - требуемое значение усилия прижима притира;

O - абсолютная магнитная проницаемость вакуума;

N - число витков обмотки электромагнитного исполнительного узла;

На Фиг.1 показана структура предлагаемого устройства, на Фиг.2 изображена в аксонометрии типичная конструкция сферической поверхности шаровой пробки, на Фиг.3 приведена структура электромагнитного исполнительного узла автоматического регулятора усилия поджима притира к сфере, а на Фиг.4 показана схема управления исполнительным узлом автоматического регулятора усилия поджима притира к сфере. Устройство Фиг.1 содержит обрабатываемую деталь 1, закрепленную в центрах 2 и 3 патрона 4 и задней бабки 5. Патрон 4 вместе с приводом 6 размещен на передней консоли 7, которая опирается на направляющие 8 станины 9. Задняя бабка размещена на задней консоли 10, которая также опирается на направляющие 8 станины 9. Между консолями 7 и 10 на направляющих 8 станины 9 размещена подвижная платформа 11 с вращающимся притиром 12, снабженным абразивной или притирочной поверхностью 13. Притир 12 шарнирной опорой 14 соединен с основным приводом 15, закрепленным на пластине 16. Выходной вал 17 привода 15 соединен с хвостовиком 18 шарнирной опоры 14 через исполнительный узел автоматического регулятора поджима притира к сфере, причем корпус 19 исполнительного узла прикреплен к пластине 16 жесткими связями 20. Пластина 16 имеет свободу вертикального перемещения по направляющим 21 и опирается на пружины 22. Возможна жесткая фиксация пластины 16 к направляющим 21 с помощью фиксатора 23. Фиксатор 23 необходим для исключения влияния упругой деформации пружин 22 на усилие поджима поверхности 13 притира 12 к детали 1 в процессе доводки сферы. При установке и снятии детали 1 фиксатор 23 отведен и пластина 16 опирается на пружины 22.

Платформа 11 с элементами 12...23 качается по направляющим 8 станины 9 с помощью дополнительного привода в составе штока 24, шатуна 25, кривошипа 26 с приводом 27. За счет совместной работы приводов 6, 15, 27 обеспечивается равномерная доводка сферических поверхностей детали 1, поскольку траектория движения притира 12 по отдельным точкам сферической поверхности детали 1 имеет характер недетерминированного процесса с равномерным законом распределения.

Выбором скоростей вращения приводов 6, 15, 27 можно обеспечить высокопроизводительную и точную доводку сферической поверхности детали 1. Амплитуду качания А к притира относительно центра обрабатываемой сферы следует выбирать по условию: А к =(0,1÷0,3)D сф, где D сф - наружный диаметр обрабатываемой сферы.

Автоматический регулятор усилия обеспечивает постоянное удельное давление поджима поверхности 13 к обрабатываемой сфере даже при наличии в ней технологических отверстий и впадин. Исполнительный узел Фиг.3 регулятора содержит корпус 19, выполняющий функцию магнитопровода электромагнита с обмоткой 28. Относительно корпуса 19 под действием магнитодвижущей силы перемещается дисковый якорь 29, снабженный втулкой 30, в которой сверху размещен хвостовик 18 шарнирной опоры притира. В нижней части втулки 30 выполнено фигурное отверстие, в которое входит со свободой вертикального перемещения выходной вал 1 привода 15. Втулка 30 свободно скользит на подшипниках 31 в отверстии корпуса 19. Якорь 29 со втулкой 30 опирается на упругий элемент 32, обеспечивающий компенсацию влияния веса притира 12 на усилие поджима при доводке сферической поверхности обрабатываемой детали. Подшипник 33 обеспечивает свободу вращения якоря 29 относительно корпуса 19 при полностью притянутом якоре.

Сила притяжения F п якоря 29 к корпусу 19 может быть оценена по известной формуле: F п =K×B×I×L п,

где К=(0,1-0,8) - поправочный коэффициент, учитывающий фактическую величину воздушного зазора между якорем 29 и магнитопроводом 19;

В - магнитная индукция в магнитопроводе 19;

I - сила тока в обмотке 28;

L п - длина проводника обмотки 28.

Например, при среднем диаметре обмотки 28 D cp =0,3 м, числе витков обмотки N=2000, токе I=10 А, В=1 Тл имеем F п =(1984-15872)Н в пределах изменения К от 0,1 до 0,8. Оперативной регулировкой тока в обмотке 28 можно менять усилие поджима в широких пределах. Это открывает возможность поддержания постоянного удельного давления поверхности 13 притира 12 на обрабатываемую сферу, что необходимо для равномерной доводки сферической поверхности при наличии в обрабатываемой детали технологических отверстий и впадин. Для этого необходимо в режиме реального времени контролировать площадь взаимодействия поверхности 13 притира 12 с поверхностью сферы и создавать значение тока в обмотке 28 с сохранением условия: Р уд =F п /S=const. С учетом общеизвестных зависимостей: В=Ф/S м, где Ф=( в о S м ×I×N)l cp. - средняя длина магнитной цепи в магнитопроводе;

S м - площадь сечения магнитопровода;

В =1 - эквивалентная магнитная проницаемость в зазоре;

О =4 10 -7 - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, получаем:

F п -=( о ×N 2 ×I 2 ×D м)/l cp . Отсюда требуемое текущее значение тока питания обмотки 28 можно рассчитать по формуле:

F п - требуемое текущее значение усилия поджима притира;

Относительная магнитная проницаемость магнитопровода исполнительного узла;

N - число витков обмотки;

D м - диаметр среднего витка обмотки;

S - текущая площадь взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью.

Эта целевая функция реализуется с помощью схемы управления током питания обмотки 28, изображенной на Фиг.4. В состав схемы входят датчик 34 площади взаимодействия притира 12 со сферической поверхностью обрабатываемой детали, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 35, процессор 36 с клавиатурой 37 и дисплеем 38, а также кодоуправляемый источник 39 тока 1 питания обмотки 28 устройства. Как вариант исполнения в схему Фиг.4 может быть введен датчик 40 воздушного зазора между якорем и магнитопроводом исполнительного узла автоматического регулятора усилия поджима притира к обрабатываемой сферической поверхности. Это исключит необходимость ручной корректировки коэффициента К с клавиатуры в зависимости от фактического значения воздушного зазора. Клавиатура 37 позволяет оперативно изменять скорости вращения приводов 6, 15 и 27, а также значение удельного давления Р уд для обеспечения оптимальных производительности и точности доводки сферической поверхности обрабатываемой детали. Датчик 40 может быть с кодовым или частотным выходом или со встроенным АЦП. Текущие параметры - F п, S, I - скорости вращения приводов, амплитуда качания притира относительно обрабатываемой поверхности и т.д. - оперативно выводятся на дисплей 38.

Для каждого типоразмера обрабатываемых деталей необходимы соответствующие размеры притира 12 с обеспечением условия:

0,9D сф D пр 1,1·d н, где D сф, D пр и d н - наружные диаметры соответственно обрабатываемой сферы, притира и отверстия или впадины в обрабатываемой детали.

По сравнению с прототипом в предложенном решении обеспечена повышенные точность и производительность доводки за счет автоматического управления усилием поджима притира и недетерминированной траектории его движения по обрабатываемой сфере. Введенное в предложенное устройство шарнирное соединение притира с приводами устраняет характерные для известных технических решений «рыскания» притира относительно обрабатываемой поверхности при его заходе и выходе с предусмотренных конструкцией неоднородностей сферической поверхности - отверстий и впадин.

Источники информации

1. Патент РФ №2201861 от 11.02.2000 г. МПК В24В 23/00. Насадка шлифовальная и полировальная.

2. Авт. св. СССР №162379, М Кл. В24В 11/00. Устройство для притирки сферических поверхностей. БИ №6, 1991 г.

3. Авт. Св. СССР №1541024, М. Кл. В24В 13/00. Способ обработки сферических поверхностей. БИ №5, 1990 г.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ доводки сферических поверхностей, включающий вращения кольцевого притира и обрабатываемой детали, имеющей отверстия и впадины, качание притира относительно центра обрабатываемой сферы и создание усилия прижима притира к обрабатываемой сферической поверхности, отличающийся тем, что усилие прижима притира к обрабатываемой сферической поверхности задают посредством электромагнитного исполнительного узла и осуществляют автоматическое управление током питания его обмотки в зависимости от текущего значения площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью детали с обеспечением условия постоянства удельного давления притира на обрабатываемую поверхность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что амплитуда качания притира относительно центра обрабатываемой сферы составляет (0,1÷0,3)D сф, где D сф - наружный диаметр обрабатываемой сферы.

3. Устройство для доводки сферических поверхностей, содержащее кольцевой притир, приводы вращения притира и сферической детали, имеющей отверстия и впадины, привод качания притира относительно центра обрабатываемой сферы и регулятор усилия прижима притира к обрабатываемой поверхности, отличающееся тем, что регулятор усилия прижима притира к обрабатываемой поверхности выполнен с исполнительным электромагнитным узлом, имеющим магнитопровод с обмоткой и якорь, и с автоматическим управлением током питания его обмотки в зависимости от текущего значения площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью и обеспечением постоянного удельного давления притира на обрабатываемую поверхность.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что якорь исполнительного электромагнитного узла снабжен втулкой, в которой сверху установлен притир посредством шарнирного соединения, а снизу размещен с возможностью вертикального перемещения выходной вал привода вращения притира.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что схема автоматического управления током питания обмотки электромагнитного исполнительного узла содержит последовательно включенные датчик площади взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью, аналого-цифровой преобразователь, процессор, кодоуправляемый источник тока питания электромагнитного исполнительного узла, а также подключенный кодовыми выходами к процессору датчик величины воздушного зазора в магнитной цепи электромагнитного исполнительного узла.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что амплитуда качания притира относительно центра обрабатываемой сферы составляет (0,1÷0,3)D сф.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что диаметр D пр притира выбран с обеспечением условия

0,9D сф D пр 1,1d н,

где d н - диаметр отверстия или размер впадины в сферической части обрабатываемой детали.

8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что притир связан с приводами его перемещений посредством шарнирных соединений.

9. Устройство по п.3, отличающееся тем, что значение тока I м питания обмотки электромагнитного исполнительного узла определено процессором по формуле

где l cp - средняя длина магнитной цепи;

F п - требуемое текущее значение усилия прижима притира;

Относительная магнитная проницаемость магнитопровода исполнительного узла;

О - абсолютная магнитная проницаемость вакуума;

N - число витков обмотки;

D м - диаметр среднего витка обмотки;

S - текущая площадь взаимодействия притира с обрабатываемой поверхностью.

Для производительной и точной притирки необходимо правильно выбирать и строго дозировать количество абразивных материалов, а также смазки. Излишнее количество абразивного порошка или смазки препятствует соприкосновению притираемых поверхностей, отчего производительность и качество притирки снижаются.

При окончательной притирке повышение производительности и качества притирки достигается путем покрытия притира тонким слоем абразивного порошка с тончайшим слоем стеарина, разведенного в бензину.

При притирке необходимо учитывать величину давления на притир. При повышении давления между притиром и деталью увеличивается скорость процесса, но только до известных пределов. При очень большом давлении зерна раздавливаются, поверхность детали получается с задирами и иногда приходит в негодность. Обычно давление при притирке составляет 1,5 - 4 кгс/см 2 . При окончательной притирке давление на притир надо уменьшить.

Притирка плоских поверхностей. Притирка плоских поверхностей обычно производится на неподвижных чугунных притирочных плитах. Форму и размеры плит выбирают в зависимости от величины и формы притираемых деталей. На поверхность притирочной плиты посыпают шлифующий порошок. Операция притирки обычно подразделяется на предварительную притирку (черновую) и окончательную (чистовую).

Изделие или притир передвигают круговыми движениями. Притирку ведут до тех пор, пока притираемая поверхность не будет иметь матовый цвет или зеркальный вид. Для получения блестящей поверхности притирку заканчивают на притире из твердого дерева, покрытом разведенной в спирте венской известью.

Притирка на плитах дает очень хорошие результаты. Поэтому на них притираются детали, требующие высокой точности обработки (шаблоны, калибры, плитки и т. п.).

Чтобы плита изнашивалась равномерно, притираемую деталь перемещают равномерно по всей ее поверхности. Во избежание коробления при притирке необходимо следить, чтобы обрабатываемая деталь сильно не нагревалась. Если деталь нагрелась, притирку следует приостановить и вести медленнее, дать детали охладиться, после этого продолжить обработку. Для быстрого охлаждения деталь кладут на чистую массивную металлическую плиту.

Абразивный порошок (или паста) срабатывается после 8 -10 круговых движений по одному и тому же месту, после чего его удаляют с плиты чистой тряпкой и заменяют новым абразивно-притирочным материалом.

Предварительную притирку ведут на плите с канавками (рис. 341,а), окончательную притирку - на гладкой плите (рис. 341,6) на одном масле, используя лишь остатки порошка, сохранившегося на детали от предыдущей операции.

Притирка тонких и узких деталей (например, шаблонов, угольников, линеек) ведется с помощью чугунных или стальных направляющих брусков (кубиков) и призм. К бруску или призме прикладывают притираемую деталь и вместе перемещают по притирочной плите (рис. 342,а).

Притирка детали со сферической поверхностью (ребром) показана на рис. 342,6.

Притирка деталей пакетом. Одновременную обработку нескольких деталей, соединенных винтами (рис. 343,а), заклепками (рис. 343,6), струбцинами (рис. 343,а) в пакет, выполняют путем перемещения по притирочной плите. При этом обеспечивается высокая производительность и отпадает необходимость в дополнительных приспособлениях.

Притирка угольника. Для притирки широких плоскостей угольник (рис. 344,а) закрепляют на деревянном бруске с гнездом и вместе с деревянным бруском перемещают по плите.

Притирка поршневого кольца показана на рис. 344,6, приемы притирки внутренних поверхностей различных деталей - на рис. 345,э,6,д.

Притирка конических поверхностей. Притирку конических поверхностей приходится выполнять при ремонте кранов, клапанов, гнезд под клапаны и т. п. Притирку внутренних конических поверхностей выполняют при помощи конического притира-пробки (рис. 346,а). Он имеет винтовые канавки для удержания абразивно-притирочного материала. На квадратный хвостовик надевается вороток для вращения притира-пробки (рис. 346,6).

На притир-пробку наносят ровным слоем абразивно-притирочный материал, затем вводят его в притираемое отверстие и при помощи воротка делают неполные обороты то в одну, то в обратную сторону и затем делают почти полный оборот.

После 15 - 18 оборотов притир вынимают, насухо протирают тряпкой, наносят на него абразивно-притирочный материал и снова вводят в притираемое отверстие, продолжая притирку до тех пор, пока обрабатываемая поверхность не станет матовой равномерно по всей площади (рис. 346,в).

Подобным образом притирают наружные конические поверхности, используя для этой цели специальные притиры в виде колец с коническим отверстием, соответствующим притираемому конусу. Арматура, пробки, фланцы, клапаны, а также краны специальных притиров не требуют. После изготовления их соприкасающиеся рабочие поверхности взаимно притираются друг к другу (клапан к гнезду, пробка к крану и т. д.). Качество притирки проверяют мелом или цветным карандашом. Во избежание брака необходимо следить, чтобы в притирочный порошок не ропадали посторонние примеси, мусор, крупные зерна, которые оставляют на притираемых поверхностях царапины.

Притирку конических поверхностей можно выполнить, применяя коловорот или ручную дрель (рис. 347). На рисунке показана правильно и неправильно (следы краски прерывистые) выполненная (по следу карандаша) притирка.

Притирка резьбовых деталей. Наружную резьбу притирают резьбовыми кольцами, а внутреннюю - цельными резьбовыми оправками (если отверстие малого диаметра), изготовляемыми из серого чугуна. Резьбу больших диаметров притирают сменными регулируемыми кольцами, устанавливаемыми на разжимной стальной оправке.

Притирка деталей из твердых сплавов. Высокая твердость сплавов не позволяет вести притирку их обычными абразивами. В качестве абразивов для притирки твердых сплавов применяют алмаз, карбид бора, карбид кремния и некоторые другие материалы; лучшим из них является алмаз, который обеспечивает высокое качество отделки поверхности.

Исходным материалом для мелких алмазных порошков является измельченная и просеянная алмазная крошка.

Алмазной пылью посыпают либо притир, либо ролик, смазанные маслом. Шаржирование металлического диска осуществляют путем вдавливания в него алмазной пыли. При этом следят за тем, чтобы ролик легко и свободно вращался, иначе вместо шаржирования притира он будет шлифоваться последним. При первом шаржировании притира алмазной пыли берут в два раза больше, чем при последующих.

Механизация притирочных работ. Более производительной, а также менее утомительной для рабочего является притирка на притирочных станках. Наряду со специальными станками для механизированной притирки могут быть соответствующим образом приспособлены и металлорежущие станки - сверлильные, строгальные и др.

На рис. 348 показан станок для притирки. Деталь устанавливают притираемой поверхностью на доводочный диск 7 в текстолитовый сепаратор, имеющий прорезь по контуру детали. Притирка поверхности происходит в результате сложного рабочего движения, т. е. сочетания вращения доводочного диска и детали, самоустаналивающейся на плоскости диска.

Качество притирки литых деталей на этом станке значительно повышается, производительность увеличивается в 1,5 - 2 раза.

Контроль притирки. Качество притираемых поверхностей проверяют на краску. На хорошо притертых поверхностях краска равномерно ложится по всей поверхности. Плоскостность при притирке проверяют лекальной линейкой с точностью 0,001 мм.

Параллельность плоских поверхностей проверяют микрометром, индикатором или иными рычажно-механическими приборами.

Заданный профиль поверхности проверяют шаблонами, лекалами по методу световой щели.

Углы проверяют угольниками, угломерами, угловыми плитками, шаблонами.

При измерении следует иметь в виду, что во избежание ошибок при контроле все измерения надо проводить при температуре 20°С.

Брак при притирке. Наиболее распространенные виды брака, его причины и меры предупреждения приведены в табл. 8.

Безопасность труда при притирке и доводке. В процессе выполнения притирочных работ необходимо обрабатываемую поверхность очищать не рукой, а тряпкой (ветошью); пользоваться защитными устройствами для отсасывания абразивной пыли; осторожно обращаться с пастами, так как они содержат кислоты; надежно и устойчиво устанавливать притиры; соблюдать технику безопасности при работе механизированным инструментом, а также на станках.