Министерство образования и науки Украины, молодежи и спорта

Харьковский национальный экономический университет

Реферат по предмету «Системы технологий промышленности»

на тему «ДОВОДКА СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРРОЦЕССЫ, ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЯ.»

Выполнила

студентка 2 курса 2 группы

Боброва Алина

г. Харьков, 2011 г.

ДОВОДКА СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРРОЦЕССЫ, ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЯ.

Устройство для обработки деталей свободным абра­зивом

В настоящее время очистку металлических изделий от окалины, ржавчины и механических загрязнений ведут с помощью пескоструй­ных пистолетов, что требует большого расхода воздуха и специального оборудования. Но главное, рабочий, находящийся в пескоструйной ка­мере, даже при мощной вытяжной вентиляции работает в крайне небла­гоприятных условиях, связанных с шумом, вибрацией и сильно запы­ленным воздухом.

Патентные исследования показали, что существуют пескоструйные ка­меры, в которых очистка деталей и изделий перед покраской, травле­нием, окси­дированием, хромированием и т. д. прово­дится во взвешенном слое песка. Их недостатками являются большой расход воздуха и абразив­ный износ самих стенок камеры за счет интен­сивного взаимодействия с части­цами абразива, находящимися во взвешенном слое.

Техническим результатом разработанного технического решения является увеличение производительности и уменьшение абразивного износа резервуара при обработке поверхностей листового проката сво­бодным абразивом.

Необходимый технический результат достигается тем, что в устрой­стве для обработки деталей свободным абразивом, выполненном в виде заполненного абразивной средой резервуара с крышкой и размещенного в нем приспособления для крепления обрабатываемых деталей, резер­вуар выполнен в виде прямоугольной камеры, боковые стенки которой представляют собой пустотелые герметичные короба, закрепленные с возможностью поворота от вертикального до горизонтального положе­ния и обратно, при этом на внешних боковых стенках короба располо­жены патрубки для подачи в них сжатого воздуха, а на внутренних выполнены отверстия для подачи сжатого воздуха внутрь резервуара.

Выполнение резервуара в виде прямоугольной камеры позволяет устанавливать в ней листовой прокат для обработки свободным абрази­вом, обе боковые поверхности которого будут сим­метрично и равномерно удалены от стенок резервуара, что дает воз­можность с одинаковым качеством обрабатывать их по длине и высоте частицами абразива. Закрепление боковых стенок прямоугольной ка­меры в нижней части на шарнирах, позволяет при их опускании до го­ризонтального состояния подвозить, устанавливать, закреплять в при­способлениях для крепления листы проката, предназначенные для обра­ботки, удалять отходы, засыпать свежий абразив, вынимать обработанные листы проката, а также осматривать и ремон­тировать камеру. Боковые стенки в рабочем состоянии можно устанавливать под углом к вертикальной оси, что позволяет менять площадь сечения камеры по высоте, а значит ме­нять скорость воздуха, приводящего частицы абразива во взвешенное состояние, и высоту взвешенного слоя. Изготовление боковых стенок камеры в виде пустотелых герметичных коробов позволяет использо­вать их как резервуары с запасом сжатого воздуха, а выполнение отвер­стий для подачи сжатого воздуха, расположенных в шахматном порядке на внутренней боковой поверхности стенок, позволяет равномерно с одинаковой скоростью подавать сжатый воздух через эти отверстия, воздействуя им на частицы абразива во взвешенном слое и прижимать их к боковым поверхностям листового проката, а значит увеличивать кон­центрацию частиц абразива вблизи обрабатываемых поверхностей и силу прижатия этих частиц к обеим поверхностям листа металлопро­ката, а также отдувать частицы абразива от боковых стенок, предотвращая их абразив­ный износ. Все вышесказанное увеличивает скорость обработки листо­вого проката свободным абразивом, уменьшая время подготовительных операций, что приводит к увеличению производи­тельности и снижению абразивного износа внутренних стенок коробов.

Устройство состоит из резервуара, выполненного в виде прямо­угольной камеры, крышки с патрубком отвода отработанного воз­духа, приспособления для крепления обрабатываемой детали ― лис­тового проката. Боковые стенки камеры представляют собой пусто­телые герметичные короба, закрепленные на шарнирах, а на внут­ренней боковой стенке каждого короба в шахматном порядке вы­полнены отверстия для подачи сжатого воздуха к обрабатываемой детали. Каждый герметичный короб 6 на внешней боковой стенке снаб­жен патрубком для подачи внутрь его сжатого воздуха. В нижней части камеры закреплена сетка с насыпанной на неё абразивной средой . Для подачи под сетку сжатого воздуха снизу вверх для образования взвешенной абразивной среды установлен патрубок .

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для обра­ботки деталей свободным абразивом позволяет увеличить интенсив­ность воздействия абразивной среды на боковые поверхности обраба­тываемых деталей ― листового проката за счет сосредоточения абра­зивной среды вблизи обрабатываемых поверхностей и усиления его си­лового воздействия на эти поверхности, улучшить качество обработки за счет равномерного распределения абразивной среды по всей высоте и ширине листового проката, уменьшить время обработки, а значит рас­ход воздуха и предотвратить абразивный износ внутренних боковых стенок устройства, упрощает обслуживание при установке и удалении листового проката после обработки из камеры и позволяет регулировать режимы обработки, варьируя не только расход воздуха, как это делается обычно, но и угол α установки боковых стенок относительно вертикали.

Абразивный инструмент - это инструмент или набор инструментов, определяющим признаком которого является наличие абразивного материала, производящего механическую обработку изделия.

Абразивный инструмент состоит из зерен абразивных материалов, скрепленных каким-либо связующим веществом. Он изготавливается в основном из искусственных и, в небольшом количестве, из природных абразивных материалов преимущественно путем прессования массы, состоящей из шлифовального зерна и связки, с последующей термической и механической обработкой полученных заготовок. Применяется так же горячее прессование, литье, экструдирование и др.

Абразивный инструмент условно можно разделить на 3-и вида:

1. Абразивный инструмент фиксированной геометрической формы (шлифкруги): круги всех типов, кольца, сегменты, шлифовальные головки, бруски и т.д. Исторически сложилось так, что общепринятым названием для этого вида инструмента : "шлифкруги". При дальнейшем изложении мы будем пользоваться именно этим обозначением. В состав шлифкруга входит абразивный материал определенной зернистости или зернистостей, связка, упрочняющие элементы. Шлифовальный круг характеризуется составом, твердостью, структурой, размерами.

2. Гибкий шлифовальный инструмент: шлифовальная шкурка, шлифовальные ленты, лепестковые круги, сетчатые и фибровые диски, щетки из абразивонаполненных волокон.

3. Свободный абразив и пасты: Абразивными пастами называются смеси абразивных материалов с неабразивными различной густоты, от довольно твердых брикетов до совершенно жидких, так что трудно сказать паста это или свободный абразив в жидкости. И пасты, и свободный абразив испюльзуются для операций доводки, полирования и притирки, т.е. используются только мелкозернистые абразивные материалы: шлифпорошки и микропорошки.

Характеристики абразивого инструмента

Производительность труда при шлифовании, себестоимость и высокое качество обработки детали в значительной степени зависят от характеристики абразивного инструмента. Поэтому при его выборе должны учитываться следующие параметры:

• характеристика обрабатываемого материала (химический состав, структура, физико-механические свойства);

• размеры заготовки, форма обрабатываемой поверхности (сплошная, прерывистая), необходимая точность обработки;

• величина снимаемого припуска, исходная шероховатость поверхности, требуемое качество обработки детали (шероховатость поверхности, структура поверхностного слоя);

• тип станка (круглошлифовалыный, плоскошлифовалыный, заточный), размеры, жесткость, мощность электродвигателя, соответствие техническим требованиям;

• режим работы: рабочая скорость круга и скорость заготовки, величина подачи и ее способ (автоматическая или ручная), охлаждение (вид, количество, способ подачи в зону резания).

Операции абразивной обработки большей частью являются заключающими процесс механической обработки, определяющими качество поверхности и надежность при эксплуатации обрабатываемых деталей. Поэтому при выборе характеристики абразивного инструмента и назначении режимов обработки нужно учитывать большое количество переменных факторов, участвующих в процессе резания и формирования обрабатываемых поверхностей заготовок.

Неправильные выбор характеристики инструмента и назначение режимов работы приводят к браку обрабатываемых заготовок, снижению экономической эффективности операций (уменьшению производительности труда и стойкостной наработки абразивного инструмента, повышению объемного износа инструмента, снимаемого при правке, и времени на ее проведение).

Химический состав обрабатываемого материала существенно влияет на качество шлифования, которое определяется степенью окисления стружки и обрабатываемой поверхности. Процесс коррозии зависит от природы химических элементов, составляющих сплав. Например, алюминий, кремний, никель и другие способны образовывать химически устойчивую пленку, увеличивая стойкость сплавов к окислению. Наоборот, повышение содержания углерода снижает устойчивость сплавов против окисления и тем самым способствует процессу образования стружки и облегчает ее удаление с поверхности круга. Таким образом, повышение степени окисления облегчает процесс шлифования, а понижение - затрудняет. Поэтому углеродистые стали, например, лучше шлифуются, чем легированные конструкционные и инструментальные. Легирующие присадки способствуют образованию в сталях карбидных соединений, повышают их твердость и температуру плавления. Это ухудшает обрабатываемость сталей абразивными инструментами, увеличивает степень затупления абразивных зерен, понижает стойкостную наработку кругов.

Немаловажное значение для процесса шлифования имеют и физико-механические свойства материала - теплопроводность и теплостойкость, прочность и вязкость. Так, обработка сплавов с низкой теплопроводностью проходит при высоких температурах, что делает их труднообрабатываемыми. Высокая прочность в сочетании с большой вязкостью также затрудняет процессы шлифования. Например, серый чугун обрабатывается значительно легче, чем отбеленный или легированный.

Большое влияние на процесс шлифования оказывают характеристика абразивного инструмента и структура обрабатываемого материала. Например, стали по обрабатываемости шлифованием в зависимости от структуры можно расположить в следующем порядке: аустенитные, мартенситные, трооститные, сорбитные, перлитные. Исходя из этого, шлифование аустенитных сталей целесообразнее осуществлять кругами из белого электрокорунда и монокорудна. При опасности появления прижогов и шлифовочных трещин применяются круги открытых структур, иногда - круги из зеленого карбида кремния.

В настоящее время для шлифования труднообрабатываемых сталей и сплавов применяются инструменты из Эльбора. Они позволяют исключить при шлифовании термические удары и прижоги.

Обработка твердых сплавов производится инструментами из карбида кремния и алмазов. Применение алмазных инструментов исключает появление шлифовочных трещин, обеспечивает высокую точность и качество обработки.

Большие преимущества алмазных кругов по сравнению с кругами из электрокорунда, карбида кремния и Эльбора наблюдаются при шлифовании деталей из чугуна, твердых сплавов, титана, молибдена, ванадия, стекла, фарфора. Однако они не имеют преимущества при шлифовании сталей. Поэтому имеется строгое разделение области применения Эльбора и алмазов при шлифовании сталей и твердых, но хрупких материалов.

Многообразие сочетаний обрабатываемых материалов по химическому составу, физико-механическим свойствам и структуре с геометрическими параметрами деталей и кинематическими связями при шлифовании не позволяют однозначно устанавливать характеристику абразивного инструмента. Так, для обдирки стального литья и проката применяются круги на бакелитовой связке, для окончательного шлифования - на керамической. При шлифовании сталей лучшие результаты дают круги из белого или нормального злектрокорунда. Для операций доводки предпочтительнее использовать бруски из карбида кремния.

Многочисленные эксперименты и производственные наблюдения подтверждают, что для каждого конкретного обрабатываемого материала и условий обработки существует наиболее эффективный абразивный материал.