Притирка ограниченной сферической поверхности. Способ притирки сферических поверхностей. Инструменты и приспособления

Приемы притирки

К атегория:

Шабрение, притирка и др.

Приемы притирки

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 бензине.

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 150 - 400 кПа (1,5 - 4 кгс/см2). 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 продолжают 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, окончательную притирку - на гладкой плите 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.

Притирка деталей пакетом. Одновременную обработку нескольких деталей, соединенных винтами, заклепками, струбцинами 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 закрепляют на деревянном бруске с гнездом и вместе с деревянным бруском перемещают по плите.

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

На притир-пробку наносят ровным слоем абразивно-притирочный материал, затем вводят его в притираемое отверстие и с помощью 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. 1. Притирка плоских поверхностей: а - предварительная, б - окончательная

Рис. 2. Притирка тонких и узких деталей: а - с помощью бруска, б - сферической поверхности ребра О

Рис. 3. Притирка тонких и узких деталей: а - скоб, скрепленных винтами, б - пакета деталей, скрепленных заклепками, в - скрепленных струбцинами

Рис. 4. Притирка угольника (а), поршневого кольца (б)

Рис. 5. Притирка внутренних поверхностей деталей: а - сложных, б - шаблона-высотки, в - радиусного шаблона; 1 - шаблон, 2 - притир, 3 - направляющая призма (брусок)

Рис. 6. Притирка внутренних конических поверхностей: а - притир, б-прием притирки, в - притертые поверхности

Притирку конических поверхностей можно выполнить, применяя коловорот или ручную дрель. 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 веста 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.

Рис. 7. Притирка клапана к седлу с помощью коловорота: Р - давление руки

Рис. 8. Станок для притирки

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 в текстолитовый сепаратор, имеющий прорезь по контуру детали. Притирка поверхности происходит в результате сложного рабочего движения, т. е. сочетания вращения доводочного диска и детали, самоустанавливающейся 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.

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.

Опиливания, зачистки и шабрения поверхностей зачастую бывает недостаточно, чтобы достигнуть достаточно плотного прилегания деталей друг к другу. Поэтому в процессе сборки механизмов слесари прибегают к притирке (доводке) поверхностей с использованием абразивных порошков и паст. В процессе притирки деталям сообщается наиболее точный размер за счет снятия очень малого припуска (около 0,05 мм). Притиркой можно достичь такого плотного прилегания поверхностей, что соединение будет гидронепроницаемым.

Притирку можно производить двумя способами: одной деталью о другую (так притирают в основном криволинейные прилегающие друг к другу поверхности – клапаны, пробки и пр.) или деталью о притир (так доводят фланцы, крышки и пр.). В качестве притиров используются плиты, бруски или другие детали, сделанные из более мягкого материала, чем сами притираемые элементы (например, для притирки стальных деталей используются чугунные притиры, для притирки деталей из цветных металлов – стеклянные притиры).

Притирка, подобно шабрению, осуществляется в два этапа: предварительная притирка (предназначенные для этого притиры имеют на своей поверхности канавки, куда собирается металлическая стружка) и окончательная – доводка (она производится притирами с гладкой поверхностью).

В качестве притирочных порошков используются: корундовый, карборундовый, наждачный порошки, окись железа, алюминия, хрома, толченое стекло.

Зернистость абразивных порошков – от М40 до М7.

В качестве смазки применяются олеиновая кислота, машинное масло, керосин, скипидар, техническое сало. При доводке вместо абразивных порошков используются пасты, в частности паста ГОИ.

Нанесение притирочных порошков на притиры (или на поверхности деталей, если притирка осуществляется одной деталью о другую) называется шаржированием и осуществляется двумя способами: во-первых, абразивный порошок можно вдавить в притир стальным закаленным валиком, после чего лишний порошок удалить, а поверхность притира смазать; во-вторых, притир можно смазать и уже поверх смазки насыпать абразивный порошок и вдавить его валиком. Притирочная паста наносится на поверхность притира тонким слоем без вдавливания. Перед шаржированием поверхность притира предварительно промывают керосином и начисто протирают.

По плоскому притиру с легким нажимом прокатывают стальной закаленный валик (рис. 37, в). Если шаржируется круглый притир, то притирочную массу наносят на две стальные закаленные плиты и притир прокатывают между ними (рис. 37, г). После шаржирования, когда абразивные зерна вдавлены в поверхность притира, избыточную притирочную массу убирают.

Рис. 37. Притиры и шаржирование притиров: а – плоский притир с канавками; б – плоский притир без канавок; в – шаржирование плоского притира; г – шаржирование круглого притира: 1 – нижняя стальная закаленная плита; 2 – притир; 3 – верхняя стальная закаленная плита.

Притирка плоских поверхностей происходит следующим образом: деталь обрабатываемой стороной накладывают на подготовленную плоскость притира (или другой притираемой детали) и производят 20–30 сложных кругообразных движений с сильным нажимом.

Внимание! Траектория движений должна быть действительно сложной (даже можно сказать – хаотичной), чтобы они не накладывались друг на друга. Скорость движений должна быть приблизительно 20 м/мин (рис. 38).

Рис. 38. Притирка плоских поверхностей: а – предварительная; б – окончательная.

Затем отработанную притирочную массу убирают с поверхности притира и детали и наносят новый слой (зернистость используемого порошка на этот раз должна быть меньше). Таким образом чередуют притирочные движения с заменой притирочного слоя до получения соответствующего вида изделия (при последних подходах абразивный порошок заменяют пастой: сначала грубой, затем средней и в последнюю очередь тонкой. Окончательную притирку (доводку) осуществляют без нанесения пасты, а лишь со смазыванием притира смесью керосина и машинного масла.

Если заготовка очень тонкая в сечении и ее неудобно двигать по притиру, то ее закрепляют на деревянном бруске и перемещают по плите вместе с ним.

Притирка узких граней деталей или мелких заготовок производится пакетом. Несколько заготовок с помощью струбцин соединяют в пакет и притирают как широкую поверхность. Для этой цели можно использовать стальные или чугунные направляющие бруски или призмы.

Притирка криволинейных поверхностей имеет свои особенности. Чаще всего криволинейные поверхности двух деталей взаимосоприкасаемы, при этом одна из поверхностей выпуклая, а другая вогнутая (например, пробка и гнездо под нее, вместе составляющие самоварный краник), поэтому притирку этих поверхностей производят одна об другую.

Пробку смазывают и присыпают абразивным порошком, вставляют в гнездо и вращают попеременно в разные стороны приблизительно на 1/4 оборота 5–6 раз, после чего делают полный оборот пробки вокруг ее оси. Чередование притирки с заменой притирающих материалов аналогично притиранию широких плоских поверхностей.

Проверку точности притирки можно осуществить с помощью грифельного карандаша: наносят линию на одну из притертых поверхностей и проводят ею по другой притертой поверхности. При удовлетворительном качестве притирки карандашная линия равномерно стирается или смазывается по всей длине.

В завершение операции притирки (доводки) детали при необходимости обрабатывают полировальниками – эластичными кругами из фетра или войлока. В качестве механического привода полировальника может выступать двигатель от бормашины или электрическая дрель. Полировку производят очень тонкими абразивными порошками со связкой из вазелина, говяжьего сала, воска или полировальными пастами.

Из книги: Коршевер Н. Г. Работы по металлу

(54) Способ абразивной обработки металлооптических зеркал

(57) Реферат:

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для обработки прецизионных сферических поверхностей металлооптических зеркал-магнитов, входящих в состав оптических систем оптико-электронных приборов. Способ включает обработку заготовки, проведение последовательных формообразующих операций, включающих шлифование сферической поверхности инструментом с закрепленным абразивом, шлифование сферической поверхности с помощью шлифовальников и свободного абразива с убывающей величиной зерна и полирование. Для шлифования сферической поверхности инструментом с закрепленным абразивом используют инструмент, изготовленный из алмазного микропорошка на основе органической связки. Шлифование свободным абразивом осуществляют за два перехода на твердых шлифовальниках по схеме обработки свободным притиром, предусматривающей самоустановку притирающихся поверхностей. Свободный абразив на этих переходах представляет собой многокомпонентную шлифовочную смесь с повышенной концентрацией абразива. Полирование выполняют полировальником с твердой смоляной подложкой, используя в качестве полировальных порошков субмикропорошки с высокой твердостью. Использование изобретения ведет к повышению точности, качества и производительности обработки зеркал-магнитов при одновременном снижении себестоимости изготовления. 1 с. и 4 з.п.ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для обработки прецизионных сферических поверхностей металлооптических зеркал-магнитов, входящих в состав оптических систем оптико-электронных приборов.Одним из основных требований, предъявляемых к работе оптических систем оптико-электронных приборов, является их чрезвычайно высокая разрешающая способность, которая обеспечивается прежде всего точной геометрией и качеством полированной поверхности одного из важнейших элементов оптической системы, а именно зеркала-магнита. Искажение формы поверхности зеркала-магнита более допустимой величины, а также наличие на ней других дефектов увеличивает потери света, приводит к разъюстировке и расфокусировке оптической системы и уменьшению ее разрешающей способности.Однако о механизме шлифования и полирования металлов все еще известно крайне мало. Поэтому при разработке технологических процессов шлифования и полирования металлов стараются приспособить для этого методы шлифования и полирования стекла. Попытки решения этой проблемы встречаются в технической и патентной литературе.Известен способ изготовления металлооптических элементов различного назначения (зеркал, призм, многогранных отражателей и т. п.), входящих в состав оптических систем. Способ предусматривает изготовление заготовки, механическую и термическую обработку, старение, шлифование, полирование и контроль качества оптической поверхности элемента. Особенностью известного способа является то, что заготовку для металлооптического элемента вырезают так, что термический коэффициент линейного расширения металла в плоскости оптической поверхности изготавливаемого элемента во всех направлениях одинаков. Заготовку с такой поверхностью можно получить путем ее вырезания перпендикулярно направлению проката либо вырезанием заготовки из отливки. Однако в описании известного способа речь идет об изготовлении зеркал из алюминиевого сплава, являющегося мягким металлом, при этом основным моментом новой технологии изготовления является использование в качестве заготовки для зеркал материала, изотропного во всех направлениях (литья), или же заготовки, вырезанной перпендикулярно направлению проката. В связи с этим известный способ не может быть использован для изготовления зеркал-магнитов, твердость материала которых очень высокая.Известен способ абразивной обработки , предназначенный для финишной обработки прецизионных поверхностей деталей из закаленных сталей. В известном способе на обрабатываемую поверхность происходит одновременное воздействие инструмента из композиционного материала, содержащего закрепленные в связке режущие зерна, и доводочного компонента со свободным абразивом. В качестве доводочного компонента применяют абразивную пасту, которую наносят на инструмент с режущими зернами из кубического нитрида бора. Зерна закрепляются в связке на расстоянии друг от друга, составляющем 0,8... 1,0 размера зерен абразивной пасты. Последние имеют размеры в пределах 0,35...0,7 размера зерен кубического нитрида бора, при этом твердость композиционного материала составляет 0,8...1,0 твердости зерен абразивной пасты. В известном способе поверхностный слой зерен из кубического нитрида бора служит для удержания зерен свободного абразива в составе абразивной пасты при осуществлении съема требуемой толщины металла с обрабатываемой поверхности, а также для получения необходимой точности обработанной поверхности и требуемой величины ее шероховатости. Оптимально подобранные твердость и размеры абразивных зерен, расстояние между ними, а также твердость композиционного материала инструмента обеспечивают высокое качество и производительность обработки. Однако известный способ абразивной обработки имеет ряд недостатков, а именно:- способ позволяет обрабатывать небольшое количество деталей, после чего требуется восстановление и правка инструмента;- очень сложной и трудоемкой является технология изготовления самого инструмента, в соответствии с которой зерна кубического нитрида бора должны быть расположены на определенном расстоянии друг от друга.Указанные недостатки удорожают технологию и делают известный способ , предназначенный для абразивной обработки деталей с высокой твердостью, неприемлемым в условиях серийного и массового производства.Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является выбранный в качестве прототипа способ, описанный в литературе . В известном способе, предназначенном для изготовления зеркальной поверхности на твердых металлах, прежде всего производят грубую обточку заготовки, а затем выполняют чистовую обработку с малыми подачами и глубинами резания. До и после чистовой обточки для снятия напряжений производят термообработку, затем производят шлифовку поверхности несвязанным абразивом, используя окись алюминия. Притиры используются из чугуна, керамики или стекла. Скорости и нагрузки при этом должны быть небольшими. После достижения погрешности формы поверхности в пределах двух-трех интерференционных полос тщательно удаляют притирочный состав с обрабатываемой поверхности и переходят к полированию пекоканифольными смолами СП-18, СП-20. Полирование рекомендуется вести одномикронным порошком окиси алюминия, смешанным с водой в отношении 1:10, с добавками для смазки и смачивания небольшого количества чистого мыла. Окончательная доводка производится порошком с размером частиц 0,3 мкм. Суперполирование делается мягкими притирами, например свинцовыми.Недостатком известного способа , выбранного в качестве прототипа, является использование в качестве притирочного инструмента чугуна, керамики или стекла. Эти материалы при обработке на них деталей с использованием свободных абразивов быстро изменяют первоначальную геометрию своей поверхности и, являясь недостаточно твердыми материалами, не способствуют растиранию зерен свободного абразива. Это, в свою очередь, приводит к получению на обрабатываемых поверхностях деталей шероховатости, требующей длительной полировки для получения необходимой чистоты и точности поверхности обрабатываемой детали. Другим недостатком способа является использование в процессе полирования твердых металлов пекоканифольных смол. Пекоканифольные смолы являются мягкими материалами, которые размягчаются при интенсивных режимах обработки, повышении температуры и давления, что приводит к изменению первоначальной формы полировальника и большому снятию материала на краю детали. В связи с этим требуется многократная правка поверхности полировальника, длительность процесса полирования увеличивается, что отрицательно сказывается на производительности и стоимости изготовления деталей.Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности, качества и производительности при обработке зеркал-магнитов при одновременном снижении себестоимости изготовления.Для достижения этого технического результата предлагается способ абразивной обработки металлооптических зеркал, который, как и наиболее близкий к нему, выбранный в качестве прототипа, предусматривает обработку заготовки, проведение последовательных формообразующих операций, включающих шлифование сферической поверхности инструментом с закрепленным абразивом, шлифование сферической поверхности с помощью шлифовальников и свободного абразива с убывающей величиной зерна и полирование. Особенностью предлагаемого способа, отличающей ее от известного способа , принятого за прототип, является то, что для шлифования сферической поверхности инструментом с закрепленным абразивом используют инструмент, изготовленный из алмазного микропорошка на основе органической связки. Шлифование свободным абразивом осуществляют за два перехода на твердых шлифовальниках по схеме обработки свободным притиром, предусматривающей самоустановку притирающихся поверхностей. Свободный абразив представляет собой многокомпонентную шлифовочную смесь с повышенной концентрацией абразива, а полирование зеркал-магнитов выполняют полировальником с твердой смоляной подложкой, используя в качестве полировальных порошков субмикропорошки с высокой твердостью. Для изготовления алмазного инструмента может быть использован алмазный микропорошок зернистостью 40/28, а в качестве органической связки может быть использован бутакрил. В процессе шлифования свободным абразивом в качестве материала шлифовальников может быть применен синтетический или природный кварц. В процессе полирования в качестве полировального субмикропорошка может быть использован алмазный порошок с зерном 0,5/0.Сущность изобретения заключается в следующем.Как уже указывалось выше, к сферической поверхности зеркал-магнитов предъявляются очень высокие требования - местные ошибки не должны превышать одного кольца Ньютона относительно номинального расчетного радиуса. На точность и качество обработанной поверхности, а также на производительность обработки влияет множество факторов, а именно:- зернистость и концентрация зерен алмаза в кольцевом алмазном инструменте, а также вид связки;- свойства свободного абразивного материала (его твердость, прочность и размер);- твердость материала шлифовальных инструментов;- свойства полирующего абразивного материала и самого полировальника (в частности, твердость смоляной подложки);- свойства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ);- режимы обработки (скорости инструмента, удельное давление прижима, окружные скорости).Оптимальный подбор указанных параметров, а также выбор кинематики приспособления, обеспечивающего получение требуемой точности поверхностей деталей при их одновременной многопозиционной обработке, позволил успешно решить поставленные задачи.В заявляемом способе в отличие от прототипа предлагается вместо грубой и чистовой обточки, чередующейся с термообработкой, необходимой для снятия напряжений, осуществлять первый переход алмазным инструментом, изготовленным из мелкозернистого алмазного порошка. При этом оптимальные результаты были получены при использовании алмазного инструмента, изготовленного из алмазных зерен 40/28. При попытках применения более крупного зерна получается более грубая шероховатость, а при использовании более мелкого зерна не удается полностью снять шероховатый слой с предыдущей операции грубого шлифования. Кроме того, этот алмазный инструмент предложено изготавливать на основе органической связки, в качестве которой был использован бутакрил. При разработке заявляемого способа выбор для алмазного инструмента именно органической связки был не случайным. Являясь более мягкими связками по сравнению с металлическими, органические связки обеспечивают более мелкую шероховатость. В результате сочетания в алмазном инструменте мелкозернистого порошка 40/28 и бутакриловой органической связки на выходе этой первой шлифовальной операции была получена точность сферической поверхности до пяти колец Ньютона.Другим существенным признаком, отличающим заявленный способ от прототипа, является то, что поверхность зеркала-магнита на последних двух переходах обрабатывается на твердом шлифовальнике. В качестве материала шлифовальника можно применить синтетический или природный кварц. Благодаря высокой твердости шлифовального инструмента (по шкале Мооса твердость кварца составляет 7) и зеркала-магнита (по Виккерсу HV=600 кг/мм 2) создаются условия для растирания (размельчения) зерен свободного абразива до размера в 0,5 мкм, в результате этого обработанные поверхности зеркал-магнитов имеют шероховатость порядка 0,63 мкм. В способе-прототипе в качестве притирочного инструмента используют недостаточно твердые материалы, которые быстро изменяют первоначальную геометрию своей поверхности, в результате чего на обрабатываемых поверхностях возникают шероховатости, требующие длительной полировки.Существенным признаком, позволяющим получать обрабатываемую поверхность с допустимой точностью относительно номинального расчетного радиуса, является выбор для шлифования на этих двух переходах схемы обработки свободным притиром, предусматривающей самоустановку притирающихся поверхностей. Как известно из литературы , обработка свободной притиркой обеспечивает наилучшее совпадение формы реальной обработанной оптической поверхности с геометрически заданной сферической формой. В специальном трехместном приспособлении поверхности обрабатываемых деталей самоустанавливаются на поверхности шлифовальника и получают дополнительное вращение вокруг своей оси вследствие разности окружных скоростей на сферической поверхности зеркал-магнитов. Кронштейн-тройник обеспечивает идентичные условия обработки трем деталям, что позволяет получать обрабатываемые поверхности с требуемой точностью. Существенным является также то, что на этих переходах применяется многокомпонентная шлифовочная смесь, имеющая повышенную концентрацию абразива. В процессе шлифования смесь приобретает мазеобразную консистенцию, что способствует удерживанию абразивного зерна на поверхности шлифовальника, обеспечивая многократное использование абразива, а, следовательно, повышая производительность обработки. В результате шлифования свободным абразивом сферическая поверхность имеет точность порядка 0,5 кольца Ньютона, местную ошибку N=0,24, чистоту Р=V и шероховатость - 0,63 мкм.Таким образом, после шлифовки обрабатываемая поверхность благодаря описанным выше признакам уже имеет требуемую геометрию, чистоту и шероховатость.Еще одним существенным признаком заявляемого способа является технология процесса полирования. Полирование - ответственная финишная операция, на которой достигается необходимая точность, шероховатость и чистота обрабатываемой сферической поверхности (в соответствии с ГОСТ 11141-84). Эта операция выполняется одним инструментом, который периодически подправляется (подрезкой) во время полирования. Как известно из литературы, процесс полирования приблизительно в 15-20 раз длительнее, чем процесс шлифования. Процесс прерывается для подрезки полировальника, остановки станка и изменения режимов его работы (давления, размаха, скорости), промывки блока, выдержки перед контролем пробным стеклом.В предложенном способе процесс полирования в отличие от прототипа существенно сокращен, его общая продолжительность составляет не более 10 мин, при этом общее временя, затраченное на шлифовку и полировку, - 17 мин. Это стало возможным благодаря следующему:- деталь после шлифовки поступает на полировку с шероховатостью 0,63 мкм и точностью сферы до одного кольца Ньютона, в связи с этим полировка сводится к сохранению точности сферы и доведению шероховатости сферы до R z =0,05;- для приготовления полировальника используются твердые смоляные подложки сложного состава в отличие от обычных пекоканифольных смол, применяемых в прототипе. Сочетание твердой смоляной подложки, в состав которой входит, например, наполнитель-субмикропорошок двуокиси циркония, и алмазного субмикронного порошка зернистостью 0,5/0 обеспечивает минимальные затраты времени на операцию полирования. В зависимости от климатических условий, при которых ведется обработка, в составе смолы меняется процентное содержание канифоли, воска, пека, двуокиси циркония и других компонентов, придающих смоле требуемую твердость.Следует также отметить, что за столь незначительное время полирования (на практике оно составляет 7-10 мин) точность сферы не ухудшается.Таким образом, перечисленные особенности способа абразивной обработки, заключающиеся в оптимальном выборе каждого из указанных выше параметров, обеспечили выполнение всех поставленных. задач а именно получение высокой точности и качества сферических поверхностей зеркал-магнитов при минимальном времени, затраченном на обработку.Сущность изобретения поясняется чертежами.На фиг.1 представлены интерферограммы и топография поверхности зеркала-магнита: а) - после тонкой алмазной шлифовки (ТАШ); б) - после шлифования свободным абразивом; в) - после полирования;на фиг.2 схематично представлен осевой разрез приспособления, предназначенного для осуществления операции шлифования свободным абразивом в соответствии с предлагаемым способом;на фиг.3 - вид А на фиг.2.Ниже описан предпочтительный вариант реализации предлагаемого изобретения. Способ был реализован на практике при изготовлении зеркал-магнитов, являющихся одним из важных элементов оптико-электронных координаторов. В соответствии с чертежом к сферической поверхности зеркала-магнита предъявляются следующие требования: шероховатость не хуже R z 0,05, чистота поверхности P=V (ГОСТ 11141-84). Предназначенные для обработки заготовки зеркал-магнитов, твердость материала которых составляет 600 кг/мм 2 (по Виккерсу), проходят финишную обработку за три перехода. Первый переход - это тонкая шлифовка сферической поверхности кольцевым алмазным инструментом, изготовленным из синтетического алмазного порошка зернистостью 40/28 со средним содержанием алмаза в связке до 25% объема, при этом используется органическая связка из бутакрила. Смазочно-охлаждающая жидкость на этом переходе представляет собой глицерин, разведенный водой в соотношении 1:1. Детали обрабатываются на станке для тонкой алмазной шлифовки типа А2581 поштучно. На фиг.1а представлена интерферограмма и топография поверхности зеркала-магнита после ТАШ, на которой точность поверхности имеет отступление в 1,409 кольца Ньютона.Второй и третий переходы операции шлифования являются чистовыми. Они осуществляются с помощью приспособления, специально разработанного для реализации заявляемого способа (см. фиг.2 и 3).Приспособление предназначено для выполнения групповой обработки зеркал-магнитов и содержит держатель 1 для трех обрабатываемых деталей 2. Детали 2 устанавливаются и закрепляются в оправках 3, каждая из которых при помощи сферического шарнира 4 соединена с держателем 1. В своей верхней части держатель 1 шарнирно соединен с кареткой (на фиг. не показана), обеспечивающей качательные перемещения держателя. На шпинделе полировально-доводочного станка типа 4ПД-200 крепится шлифовальник 5, выполненный из синтетического или природного кристаллического кварца, твердость которого по минералогической шкале Мооса составляет 7. В данной конструкции реализована кинематическая схема свободного притира для одновременной групповой обработки трех деталей. В соответствии с этой схемой каждая деталь 2 благодаря шарнирному соединению оправки 3 с держателем-тройником 1 имеет три степени свободы и может осуществлять любой поворот около точки своего подвеса. Таким образом, обрабатываемая поверхность каждой из трех деталей 2 самоустанавливается на поверхности шлифовальника 5. При этом создаются идентичные для всех трех обрабатываемых деталей условия обработки, а следовательно, будут получены и одинаковые результаты обработки: один и тот же радиус сферы, одна и та же шероховатость и количество интерференционных полос. Второй переход выполняется шлифовальником, радиус которого расшлифован под наждак М2Н (микроэлектрокорунд с размером зерна 2 мкм). Третий переход осуществляется еще более точным инструментом, шлифовальник расшлифовывается под наждак М1Н (микроэлектрокорунд с размером зерна 1 мкм). Классификация микроэлектрокорунда и приготовление шлифовочной смеси, в состав которой кроме микроэлектрокорунда входят керосин, стеарин и олеиновая кислота, проводится в соответствии с заводскими инструкциями. После третьего перехода сферическая поверхность зеркала-магнита практически уже имеет требуемую геометрию, шероховатость и чистоту (Р). На фиг.1б представлена интерферограмма и топография поверхности зеркала-магнита после шлифования свободным абразивом, на которой видно, что точность обработанной поверхности составляет 0,504 кольца Ньютона.Далее детали промываются, высушиваются и направляются на полировку, в ходе которой осуществляется получение заданной шероховатости, чистоты и требуемой точности сферической поверхности. Полирование осуществляется на шлифовально-полировальном станке типа ШПН. В качестве полировальника используется стальной корпус, на поверхность которого нанесен слой полировочной смолы специального состава, приготовленной по заводской инструкции. В соответствии с конкретными условиями, например в зависимости от температуры окружающей среды, варьируется процентное содержание канифоли, пека, воска, двуокиси циркония и других компонентов, входящих в состав смолы, влияющих на ее твердость, а, следовательно, на стабильность формы полировальника и его полирующую способность. В качестве полирующего материала используется порошок из АСМ (алмазный синтетический материал) с размером зерен 0,5/0. Продолжительность полирования составляет от 7 до 10 мин. Перед нанесением покрытия детали контролируются: проверяется качество (N и N) и чистота (Р) сферической поверхности. Качество поверхности контролируется на интерферометре. На фиг.1в представлена интерферограмма и топография поверхности зеркала-магнита после полирования, на которой видно, что точность поверхности составляет 0,468 кольца Ньютона. Чистота поверхности проверяется на микроскопе МБС при увеличении х8. Контролю подвергается каждая деталь.Таким образом, использование предложенного способа позволяет получать высококачественные поверхности зеркал-магнитов. Кроме того, предложенный способ дает возможность внедрить обработку зеркал-магнитов в серийное производство.Источники информации1. Патент РФ 2018430, кл. В 24 В 13/00, опубл. 30.08.94.1. Авт.свид. 1509230, кл. В 24 В 1/00, опубл. 23.09.89.2. Л.С.Цеснек и др. Металлические зеркала. - М.: Машиностроение, 1983, с.71- 77 - прототип.3. В.Г.Зубаков, М.Н.Семибратов и др. Технология оптических деталей. - М.: Машиностроение, 1985, с.107.4. В.А.Смирнов. Обработка оптического стекла. - Л.: Машиностроение, 1980, с.128-129.

Формула изобретения

1. Способ абразивной обработки металлооптических зеркал, при котором осуществляют обработку заготовки, затем проводят последовательные формообразующие операции, включающие шлифование сферической поверхности инструментом с закрепленным абразивом, шлифование сферической поверхности с помощью шлифовальников и свободного абразива с убывающей величиной зерна и полирование, отличающийся тем, что для шлифования сферической поверхности инструментом с закрепленным абразивом используют инструмент, изготовленный из алмазного микропорошка на основе органической связки, шлифование свободным абразивом осуществляют за два перехода на твердых шлифовальниках по схеме обработки свободным притиром, предусматривающей самоустановку притирающихся поверхностей, при этом свободный абразив представляет собой многокомпонентную шлифовочную смесь с повышенной концентрацией абразива, а полирование выполняют полировальником с твердой смоляной подложкой, используя в качестве полировальных порошков субмикропорошки с высокой твердостью.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для изготовления инструмента используют алмазный микропорошок зернистостью 40/28.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве органической связки применяют бутакрил.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве материала шлифовальников применяют синтетический или природный кварц.5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве полировального субмикропорошка используют алмазный порошок с зерном 0,5/0.

РИСУНКИ

Доводка - притирка наружных поверхностей тел вращения может осуществляться методами круглой довочки - копирования и бесцентровой доводки - обкатывания.

Метод круглой доводки - притирки широко применяется при машинно-ручной обработке и осуществляется на доводочных бабках или станках токарной группы. Обрабатываемая деталь 3 (рис. 4.24) закрепляется в цанге или патроне 4 бабки иди станка Главное движение- вращение детали - обеспечивается бабкой или станком, а возвратно-поступательное движение притира вдоль оси - продольная подача - осуществляется вручную. Для создания необходимого натяга между доводимой поверхностью детали и рабочей поверхностью притира вручную осуществляется поперечная подача. Для лучшего удержания притира в руке наружная поверхность притиродержателя 2 имеет накатку.

Рассмотренный метод дает возможность получать высокую точность геометрической формы деталей - с отклонениями 0,5-2 мкм и шероховатость поверхностей Ra=0,02-0,04 и Ra =0,025- 0,1 мкм.

При доводке - притирке методом обкатывания на двухдисковых станках мод. ЗБ814, ЗД817 и др. обрабатываемая деталь помещается между двумя притирами, один из которых совершает вращательное движение, а второй остается неподвижным или вращается в обратном направлении. Деталь совершает незначительное возвратно поступательное Движение. Этот метод обработки является наиболее совершенным и производительным.

Ручная доводка - притирка наружных цилиндрических поверхностей - малопроизводительная и тяжелая операция. В настоящее время она почти полностью заменена полумеханической обработкой на универсальных станках или с помощью переносных механизированных приспособлении.

В инструментальных цехах машиностроительных заводов доводку калибров производят на доводочных бабках или небольших токарных станках (рис. 4.25). Для предварительной доводки применяют чугунные и стеклянные притиры в виде брусков (рис. 4.25, а), а для окончательной-зажимные кольца (рис. 4.25 6). Пасту на плоский притир наносят со стеклянной плиты, смазанной пастой (рис. 4.25,в). Форма и размеры кольца- притира зависят от требований к качеству полученных поверхностей.

При обработке на доводочных бабках на точность геометрической формы детали оказывают влияние степень ее нагрева, скорость передвижения притира и положение его в процессе доводки. Нагрев детали можно уменьшить применением СОЖ и оптимальных режимов обработки. При ручной доводке точность геометрической формы зависит главным образом от положения притира. Если его рабочая поверхности не будет иметь полного контакта с доводимой поверхностью, то металл будет снят не полностью. Этот дефект можно устранить только дополнительной местной доводкой. Во избежание брака ручные доводочно-притирочные работы должны выполняться только высококвалифицированными доводчиками.

Приспособление для доводки мелких Цилиндрических проволочек приведено на рис. 4.26. Оно состоит из привода и притиров в виде плит 1 и 3, установленных на основаниях 2 и 4. Любой из притиров может перемещаться или оставаться неподвижным. Перемещение притира осуществляется тягой 12, которая соединена с кривошипным механизмом, получающим движение от электродвигателя 8 через шестерни 9 и ременную передачу 10. Верхний притир с помощью кронштейна 5 и винта 6 можно отводить в сторону и поднимать (для укладки деталей) Между плитами притирамн располагается обойма-сепаратор 7 с параллельными прорезями, расположенными под углом 45° к одной из сторон обоймы-сепаратора. В процессе доводки обойма-сепаратор перемещается по боковым направляющим, при этом детали вращаются вокруг своей оси и одновременно передвигаются вдоль отверстий в обойме сепараторе. Величина перемещения подвижного притира должна быть не менее длины окружности доводимых деталей.

В качестве доводочного материала применяют при чугунных притирах микропородок электрокорунда зернистостью М7 с олеиновой кислотой, а при стеклянные-пасты ГОИ Правку чугунных и стеклянных притиров, производят способом трех плит или на большой чугунной плите или порошком зернистостью 4-5.

Припуск на доводку составляет 3-4 мкм на сторону.

Машинная доводка. Не универсальных станках доводка цилиндрических поверхностей осуществляется в следующей последовательности:

1) правка притиров-дисков (при их износе):

2) нанесение абразивно-доводочной смеси на притирочный диск;

3) укладка деталей в сепараторы;

1) механическая доводка деталей;

5) удаление с них абразивной смеси;

о) промывка и контроль деталей.

Притиры диаметром 400-450 мм правят на специальном станке мод. 3804К методом трех плит, притиры закрепляют на горизонтальной неподвижной планшайбе, а второй устанавливают в сепараторе, который имеет два движения-вращательное и осциллирующее. Правка состоит из четырех операций, а каждая операция - из трех переходов.

На первой операции притирку производят с помощью абразивных материалов зернистостью М20 - зеленого карбида кремния, синтетического алмаза и белого электрокорунда. На первом и втором переходах притир I устанавливают на планшайбе, а притиры II и III - в сепараторе; на третьем переходе - притир II - на планшайбе, а III - в сепараторе.

На второй операции используют те же абразивные материалы зернистостью М7 Притиры II, II и 1 устанавливают на планшайбе, а I, III и III - в сепараторе

На третьей операции притирка осуществляется абразивами зернистостью МЗ. Притиры III, III к I располагают на планшайбе, a I, II и II - в сепараторе.

Четвертая операция - притирка без абразива - в смеси дизельного топлива и 70%-ой олеиновой кислоты. Она осуществляется по схеме первой операции.

После правки притиры II и III устанавливают на станке, а притир I остается в качестве контрольного для правки других инструментов.

По методу трех плит можно править притиры и на станке мод. ЗА81Н с помощью приспособления с промежуточной плитой. Этот способ обеспечивает точность притирки с отклонениями до 0,4 мкм. Схема притирки показана на рис. 4.27 Диски-притиры 1 и 2 устанавливают на станке. На рабочую поверхность нижнего 2 притира наносят абразивную пасту: для предварительной правки - зернистостью М14, а для окончательной - М7. Затем устанавливают центрирующее съемное приспособление 3 и соединяют его с притиром шпонкой 4. После этого на нижний притир 2 накладывают промежуточную плиту 5, которая с нижней стороны слегка смазана пастой, а с верхней-машинным маслом. Сцентрировав промежуточную плиту по оси нижнего притира, закрепляют ее. Затем опускают верхний притир и начинают правку. Нижний притир получает вращение от электродвигателя станка, а возвратно-поступательное движение промежуточной плите 5 доводчик придает вручную.

После притирки нижнего диска-притира и удаления шлама на центрирующую втулку приспособления 3 устанавливают перевернутую промежуточную плиту и начинают править верхний притир аналогичным способом. По окончании его правки промежуточную плиту и приспособление снимают и подвергают взаимной правке.

Эта схема притирки может быть осуществлена не только на станке ЗА81Н, но и на других аналогичной конструкции.

После правки притиров производится их шаржирование. На рабочие поверхности притиров наносится равномерный слой абразивной пасты, после этого верхний притир опускается на нижний и на 5-15 мин включается станок, при этом абразивные зерна пасты внедряются в рабочие поверхности притиров. Шаржированные поверхности имеют однотонный матовый цвет.

Рассортированные по размерам детали размещают в сепараторе. Три детали размерами на 1-2 мкм больше остальных располагают в гнездах сепаратора через 120°. На эти детали устанавливается верхний притир и начинается процесс их доводки. Как только размер этих деталей уменьшится до размера остальных, начнется доводка всех деталей. Продолжительность ее зависит от величины припуска, режима обработки, вида зернистости абразивных паст и других факторов В среднем она составляет 4-5 мин.

Доводка на универсальных станках обеспечивает точность поверхностей с отклонениями до 0,1 мкм к шероховатость до Ra =0,05 мкм.

Рассмотрим технологический процесс доводки деталей типа золотника и плунжера диаметром 10 мм. На доводку детали поступают после точного шлифовании на круглошлифовальном станке мод. Л352 Шероховатость их поверхностей Ra =20 мкм; отклонения от цилиндричности - 2 мкм и от круглости - 1,5 мкм.

Предварительная доводка осуществляется на двухдисковом станке мод. ЗБ814 чугунными притирами в многоместном сепараторе. Используются абразивная паста «ХарькфВ-ДМ14» и СОЖ «Аромат». Давление Р - 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), скорость w=l5,3 м/мин, время обработки 5 мин. После предварительной обработки поверхность должна быть однотонной, без глубоких рисок. Отклонения от конусообразности на цилиндрической поверхности диаметром 10 мм должны составлять не более 1 мкм в любую сторону, а от круглости - 1 мкм. После мойки в ультразвуковой ванне детали проходят контроль.

Вторая доводочная операция - снятие огранки. Она выполняется вручную на доводочной бабке чугунным кольцом-притиром. Используются абразивная паста «Харьков-ДМ7» и СОЖ «Аромат». Давление Р=0,08 МПа (0,8 кгс/см2); время обработки - 3 мин. После второй доводки огранка должна составлять не более 0,5 мкм, отклонение от конусности - не более I мкм, шероховатость поверхности Ra=0,3-0,125 мкм. Детали подвергаются мойке в ультразвуковой ванне и контролю.

Третья операция - окончательная доводка деталей- производится также на станке мод. ЗБ814 в многоместном сепараторе чугунными притирами. Используются абразивная паста «Харьков-ДМЗ» и СОЖ «Аромат». После окончательной доводки отклонения от конусности - не более 2 мкм, от круглости - 0,5 мкм и от прямолинейности - не более 1 мкм. Цвет обработанной поверхности однотонный, блестящий. Обработанные детали подвергают мойке и контролю.

Технологический процесс доводки иглы распылителя, изготовленной из стали Р18 твердостью 69- 65 НПС, состоит из трех операций. После предшествующих операций отклонения от круглости составляют 4 мкм, а от конусности - 2 мкм, Ra =0,16-0,32 мкм.

Первая операция доводки выполняется на двухдисковом доводочном стайке мод. 3816 чугунным притиром, на рабочую поверхность которого нанесена а лмазиая паста АСМ7/5. Режим обработки: скорость главного движения - 25 м/мии, дополнительного возвратно-поступательного - 6 м/мин, давление Р=0,01 МПа (0,1 кгс/см2). Припуск на сторону составляет 0,01- 0,015 мм. Машинное время обработки - 6 мин. После первой операции доводки отклонения от конусности и круглости уменьшаются до 1 мкм, а шероховатость Ra = 0,08-0,16 мкм. Обработанные детали подвергают мойке и контролю.

Вторая операция выполняется вручную на доводочной бабке с целью уменьшения шероховатости с 4 до 1 мкм Доводка производится чугунным притиром и алмазной пастой АСМо/3. Припуск - 0,002 мм. Режим обработки: скорость главного движения 18 м/мин, дополнительное возвратно-поступательное движение осуществляется вручную. Давление - 0,02 МПа (0,2 кгс/см2). Время обработки - 0,5 мин. После второй операции огранка снизилась до 1 мкм, а шероховатость поверхностей не изменилась. Детали подвергают мойке и контролю.

Третья операция - окончательная доводка деталей на двухдисковом станке мод. 3816. Доводка производится чугунным притиром и алмазной пастой АСМЗ/2. Припуск - 0,005-0,01 мм. Режим такой же, как на первой операции. Время притирки - 3,2 мин. После окончательной доводки отклонения от круглости -0,5 мкм, а от конусности 1 мкм; Ra =0,02-0,04 мкм. Обработанные детали подвергают мойке и контролю.