Назначение и виды притирки

Назначение и виды притирки
Притирка и доводка — окончательные операции. Они обеспечивают обработку с точностью до 0, 0001 мм при высоте неровностей на поверхности до 0,025 мкм. Притиркой называется операция по обработке поверхностей порошками абразивных материалов или паст для получения наиболее плотного прилегания поверхностей. Притирка применяется для получения плотных, герметичных соединений в клапанах, кранах, плунжерах, пробках, золотниках и подобных деталях.
Доводка — чистовая, отделочная операция, обеспечивающая получение точных размеров и формы изделия, высокой чистоты поверхности. Доводке подвергаются рабочие поверхности очень точных деталей.
В процессе притирки и доводки очень мелкие зерна абразивного материала, располагающиеся между притираемыми деталями или на поверхности специальных приспособлений — притиров, снимают с обрабатываемого изделия мельчайшие неровности, придавая ему нужную точность и чистоту.
В соответствии с этим различают два вида притирки: притирка с помощью эталонных поверхностей (притиров) и взаимная притирка одной детали по другой.
Для получения высокого качества и повышения производительности припуск на предварительную притирку должен составлять 0,02...0,05 мм, на окончательную — 0,003...0,005 мм.
Абразивные и смазочные материалы для притирки
Абразивными материалами называются вещества естественного или искусственного происхождения, предназначенные для обработки металлов.
Абразивные порошковые материалы различаются по размерам зерен, определяемым номером зернистости. Они подразделяются на три группы: шлифзерно с номерами зернистости 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 32, 25, 20 и 16; ш л и ф- порошки (номера 12, 10, 8, 6, 5, 4 и 3) и микропорошки М63, М50, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5. Номер зернистости для шлифзерна и шлифпорошков указывает размер зерен в сотых долях миллиметра. В обозначении микропорошков число определяет размер зерен в микронах. Из шлифзерна изготавливают шлифовальные круги и бруски, шлифовальную шкурку. Мелкозернистые и тонкозернистые инструменты для шлифовки и доводки делаются из шлифпорошков и микропорошков.
Различают также твердые абразивные материалы, имеющие твердость, большую твердости закаленной стали, и мягкие, у которых твердость меньше, чем у закаленной стали. К твердым естественным материалам относятся минералы, содержащие окись алюминия А1203 — корунд естественный Е и наждак Н; окись кремния БЮг — кварц Кв и кремень Кр; алмаз А. Искусственные твердые абразивные материалы получаются в электропечах. К ним относятся: электрокорунд нормальный (обозначается IА), электрокорунд белый (2А), электрокорунд хромистый (ЗА), монокорунд (4А), карбид кремния (карборунд) зеленый (6С), карбид кремния черный (5С), карбид бора (КБ), кубический нитрид бора (КБН), эльбор (Л), алмаз синтетический (АС).
Мягкие абразивные материалы являются окислами различных металлов. К ним относятся порошки окисей хрома, железа (крокус), алюминия.
Из твердых абразивных материалов для притирки стали применяются порошки электрокорунда нормального, белого и хромистого, монокорунда; для обработки чугуна и хрупких материалов — карбид кремния; для спеченных твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов — порошки карбида бора, синтетических алмазов.
Мягкими абразивными материалами притирают отожженную сталь, чугун, медные и алюминиевые сплавы.
Для грубой притирки применяются абразивные шлифпо- рошки зернистостью 5...3, для предварительной притирки — микропорошки М28, М20 и М14 и для окончательной притирки микропорошки Ml О, М7 и М5.
Широко применяются для притирки и доводки абразивные и алмазные пасты, представляющие композиции из абразивного материала и различных растворителей и химических реагентов.
Алмазные пасты (обозначаются буквами АП и числом, указывающим размер зерен в микронах) подразделяются на четыре группы: крупную для грубой обработки (размеры зерен 0,06...0,1 мм), среднюю для предварительной доводки (размеры зерен 0,002...0,04 мм), мелкую для окончательной доводки (размеры зерна 0,007...0,014 мм), тонкую для тонкой доводки (размеры зерна 0,001...0,005).
Абразивным материалом в пасте ГОИ (Государственного оптического института) является окись хрома, растворителями и химическими реагентами — керосин, стеарин, сили- кагель, расщепленный жир, олеиновая кислота, двууглекислая сода. Она изготовляется трех сортов: грубая для грубой притирки, средняя—для предварительной и тонкая—для окончательной доводки.
Паста ЛИК состоит из прокаленного глинозема, связующих веществ — парафина и стеарина, олеиновой кислоты и керосина. Она предназначается для тонкой доводки и полировки металлов и других материалов.
Паста на основе электрокорунда с добавлением стеарина, олеиновой кислоты и керосина позволяет доводить и притирать стальные детали и режущие инструменты.
В процессе притирки твердыми абразивными материалами обработка ведется путем удаления стружки механическим путем, т. е. за счет процесса резания. В процессе притирки мягкими абразивными материалами имеют дело с химико-механической обработкой: под действием поверхностно-активных веществ образуется тонкая окисная пленка, которая затем удаляется абразивными зернами. Последовательным образованием и удалением окисных пленок обработка ведется до получения нужной точности и шероховатости поверхности.
Смазочные материалы для притирки и доводки ускоряют процесс снятия металла, сохраняют остроту зерен, увеличивают точность и чистоту обработки. Они охлаждают также поверхность детали. Рекомендуются следующие охлаждающе-смазочные жидкости: керосин, легкие минеральные масла, бензин, содовая вода. Для притирки стали и чугуна чаще всего применяется керосин. Добавка в керосин 2,5% олеиновой кислоты и 7% канифоли резко повышает производительность обработки.

Притиры

Приспособлением для притирки являются притиры. Они служат для размещения зерен абразивного материала. Притиры должны изготовляться с высокой степенью точности, так как от них зависит точность детали.
Материал притиров должен быть мягче обрабатываемого металла, с тем чтобы абразивные зерна вдавливались в притир, а не в изделие. Для предварительной притирки материал притира берут мягче, чем для чистовой. Это дает возможность вдавиться более крупным зернам, что увеличивает производительность обработки.
Для абразивного материала, внедряющегося в поверхность притира (шаржируемого), применяются притиры из мелкозернистого перлитового чугуна марок СЧ 18-36 и СЧ21-40 твердостью НВ 150...170. Длинные и тонкие притиры делают из мягкой стали марок Ст 2 и Ст 3. Грубая притирка ведется на притирах из меди, латуни, твердых пород древесины.
Для свободно наносимых на притир абразивных материалов (нешаржируем ых) притиры изготавливаются из более твердых материалов: чугуна твердостью НВ 200...220, закаленной стали, зеркального стекла. Притиры из стекла используются также для окончательной доводки.
Форма притира должна соответствовать форме обрабатываемого изделия. В соответствии с этим различают притиры плоские, цилиндрические, резьбовые и специальные.
Плоские притиры изготовляются в виде плит, стержней, брусков. На плитах (рис. 191, а) доводят плоскости. Для доводки узких внутренних граней применяются бруски (рис. 191, б). Притиры-стержни (рис. 191, в) имеют форму напильников. Ими доводят плоскости и вращающиеся цилиндрические детали. Плоские притиры для предварительной притирки выполняются с канавками шириной и глубиной 1...2 мм. В них при обработке скапливаются остатки абразивного материала. Расстояние между канавками обычно 12...15 мм. В стационарных притирах канавки располагаются так, что образуют квадраты, повернутые под углом к кромкам притира, во вращающихся притирах, применяемых в станках,— в радиальном направлении. Притиры для окончательной притирки — гладкие.
Цилиндрические притиры (рис. 191, г) для доводки цилиндрических наружных поверхностей представляют собой разрезную втулку, закрепляемую в специальных жимках. При помощи винта в жимках размер отверстия во втулке может регулироваться. Притиры для доводки отверстий бывают нерегулируемыми (они представляют обычный валик) и регулируемыми. Регулируемые притиры (рис. 191, д) состоят из разрезного кольца 3, насаженного на коническую оправку 2. Регулируя гайками 1 я 4 положение кольца на оправке, можно изменять размер притира.
Внутренние резьбы доводят регулируемыми и нерегулируемыми резьбовыми валиками, наружные — регулируемыми резьбовыми кольцами (рис. 191, е), устанавливаемыми в обойму или жимки.
Фасонные поверхности доводят либо профильными притирами, имеющими сложную форму и обрабатывающими деталь сразу по всему профилю (рис. 191, ж), либо притирами, изготовленными по форме одного или нескольких элементов профиля по частям (рис. 191, з).
Притирка при помощи притиров
Притирка при помощи притиров обеспечивает высокую точность обработки и широко применяется для доводки измерительного и поверочного инструмента. Она подразделяется на доводку шаржированными притирами и доводку с намазкой абразивной смесью (доводку свободным абразивным зерном).
Подготовка к притирке. Притираемое изделие точно и чисто обрабатывается шлифованием, развертыванием, протягиванием, опиливанием личными и бархатными напильниками, шабрением и другими методами обработки, обеспечивающими высокую точность. Обрабатываемая поверхность перед притиркой промывается керосином и насухо протирается.
Рабочая поверхность притира проверяется. Она должна быть плоской, иметь нужный размер. Контроль ведется лекальными линейками, плоскопараллельными мерами длины.

Шаржирование притиров.

Подготовка притира зависит от применяемого метода притирки. При притирке шаржированными притирами производится их шаржирование, т. е. в их поверхность до начала обработки вдавливаются абразивные зерна. Плоские притиры шаржируют при помощи закаленных брусков или валиков. Для этого поверхность притира покрывается слоем смазки, на нее посыпают ровный слой абразивного порошка, который вдавливают, проводя бруском по плите или прокатывая по ней валик (рис. 192, а). Круглые притиры диаметром свыше 10 мм шаржируют, прокатывая их между двумя стальными плитами (рис. 192, б). Абразивный материал, нанесенный на нижнюю плиту, вдавится при этом в притир. Остатки невдавившегося порошка удаляют. Во время покрытия нужно следить, чтобы порошок везде вдавливался с одинаковой силой, иначе оставшиеся зерна будут перемещаться между притиром и изделием и поверхность получится неточной. Из этих же соображений не следует добавлять порошок во время притирки. Работать приготовленным притиром следует до полного его затупления. Хорошо подготовленный притир должен иметь матовую поверхность без блестящих пятен.

При работе нешаржированными притирами абразивная смесь или паста разводится до получения полужидкой массы. Она наносится зигзагообразными рядами на поверхность притира, предварительно смазанную керосином. Вдавливание абразива происходит в процессе притирки.
Основные правила и приемы притирки. На притир, подготовленный одним из рассмотренных способов, накладывается изделие. Оно перемещается по поверхности притира круговыми движениями. Нажим на изделие должен быть не очень сильным и равномерным, иначе быстро затупятся зерна. При окончательной притирке нажимать следует слабее, чем при предварительной. Чтобы избежать появления завалов, вертикальное давление на деталь должно быть перпендикулярно к Рис. 193. Основные приемы притирки. поверхности притира, а точка его приложения — ближе к работающему (рис. 193, а). Горизонтальное усилие, перемещающее деталь, необходимо прилагать по возможности ниже.
При больших размерах детали притир накладывают на изделие.
В процессе притирки по одному и тому же месту шаржированного притира делают около 15 движений, при работе свободными абразивными зернами— 10 движений, после чего заменяют абразивный материал. Притирать следует постепенно, переходя от грубых порошков к более тонким, от грубой пасты к средней и, наконец, тонкой. Если для притирки используется один и тот же притир, то при смене абразивного материала его промывают и насухо протирают, чтобы удалить следы абразива, оставшегося от предыдущей притирки. Следует учитывать нагрев изделия в процессе обработки. Если температура превысит 50° С, может появиться коробление поверхностного слоя и потеря точности. Поэтому деталь необходимо время от времени охлаждать. Притирка плоскостей. Небольшие плоскости притирают на неподвижных притирах. Для предварительной обработки берут плиты с канавками. Изделие удерживают всеми пальцами (рис. 193, б) и перемещают возвратно-поступательными и круговыми движениями, используя всю поверхность притира. Мелкие детали удерживают только большими и указательными пальцами (рис. 193, в). Окончательная притирка производится на гладких притирах без канавок. Предварительную обработку больших плоскостей лучше выполнять на вращающихся дисках. При этом деталь правой рукой перемещается в радиальном направлении с легким нажимом, для того чтобы использовать всю поверхность диска. Поскольку окружные скорости у диска изменяются от периферии к центру, участки детали, лежащие дальше от центра, будут притираться быстрее. Поэтому изделие нужно время от времени поворачивать. Окончательная притирка этих деталей ведется на неподвижных плоских притирах. При обработке узких деталей к ним для увеличения опорной поверхности приставляют кубики или призмы (рис. 193, г). Изделие к кубику следует прижимать несильно, чтобы основное давление приходилось на деталь, а не на кубик. Иначе будет притираться кубик, его основание быстро износится и кубик перекосится вместе с деталью. Узкие детали часто обрабатывают пакетом (рис. 193, д), для чего их соединяют струбцинами или заклепками. Углы и узкие пазы доводят на притирах, имеющих форму пластинок со скосами (рис. 193, д). Чтобы располагающееся сбоку изделие не перекашивалось, на противоположную его сторону надевают противовес. Для притирки тонких изделий с широкими плоскостями их прикрепляют гвоздиками к деревянной плитке и перемещают по притиру вместе с ней (рис. 193, е). Притирка цилиндрических и конических деталей. В случае применения в качестве притира разрезной втулки с жимком, его надевают на изделие. Изделию дают медленное вращение (для этой цели можно использовать токарный станок), притир перемещают вдоль его оси. В процессе обработки втулку поджимают. Плоским притиром работают, как напильником, равномерно перемещая его по поверхности вращающегося изделия. Для доводки отверстий медленное вращение сообщают притиру. Притираемая втулка перемещается по нему (рис. 193, ж) вперед и назад. Если притир регулируемый, то по мере обработки его размер увеличивается, Конусные отверстия притирают конусными чугунными притирами. Для предварительной притирки их делают со спиральными канавками, имеющими направление спирали, противоположное направлению вращения (иначе абразивый материал будет смещаться к основанию). Притиры для окончательной обработки гладкие. Притир вращают рукояткой попеременно по и против часовой стрелки несколько больше половины оборота и периодически приподнимают, чтобы не прирабатывались одни и те же места, что может привести к появлению кольцевых рисок. Получение зеркального блеска. Доводка поверхности до зеркального блеска может быть выполнена: тонкой пастой ГОИ; притиркой остатками отработанного абразивного материала, разведенными на масле или керосине; крокусом или алюминиевой пудрой, разведенных бензином. Вопросы к § 15.4 1. Приведите примеры деталей, для которых необходима притирка. 2. Какие детали подвергаются доводке? 3. Особенности и техника притирки плоскостей, криволинейных поверхностей, деталей с фасонными поверхностями. Задание к § 15.4 Необходимо довести рабочие стороны угольника размером 100Х60Х Х4 мм. Допускаемое отклонение от плоскостности 0,004 мм, шероховатость поверхности не грубее Ri =0,16 мкм. Подобрать необходимые притиры, абразивные и смазочные материалы. Указать последовательность и приемы обработки. § 15.5. Притирка деталей одна по другой Этим способом притирают обычно клапаны, краны, пробки, т. е. сопряженные детали, от которых требуется герметичность. Притираемые детали протирают начисто. Их поверхности покрывают смесью абразивного порошка с керосином или с машинным маслом, или пастой. Обработку ведут, перемещая одну деталь по другой. Абразивный порошок сменяют каждые 1...2 мин, удаляя отработанный слой ветошью, смоченной в керосине. Пасту ГОИ удаляют, как только она примет темно-бурый оттенок. Притирку начинают более грубыми порошками (пастами), по Рис 194. Притирка крана. мере обработки перех0ДЯТ к более тонким. При притирке тел вращения одной из детали сообщают вращение попеременно в разные стороны (рис. 194). § 15.6. Контроль при притирке Плоскостность при притирке проверяют лекальными линейками, что обеспечивает получение точности до 0,002 мм. Когда требуется более высокая точность, контроль ведут интерференционным методом. Параллельность плоскостей проверяется микрометром, индикатором и другими рычажно-механическими приборами. Размеры контролируют микрометрами, рычажными микрометрами, измерительными головками, на инструментальных микроскопах. Получение заданного профиля можно проверить шаблонами, лекалами по методу световой щели, а также проекторами по совмещению увеличенного контура детали с соответственно приготовленным чертежом-графическим эталоном (точность до 0, 001 мм). Углы проверяют угольниками, угломерами, шаблонами, угловыми плитками, синусными линейками. Выбор того или иного измерительного средства обусловливается требуемой точностью обработки. Поскольку при нагреве изделия изменение его размеров соизмеримо с требующейся точностью обработки, то, чтобы избежать появления ошибок при контроле, все измерения должны производиться при температуре 20°С. Поэтому, прежде чем начинать измерение, необходимо охладить контролируемую поверхность до этой температуры. § 15.7. Механизация притирки Притирка относится к числу дорогих и малопроизводительных операций, поскольку в процессе ее за каждый проход снимается тйнчайший слой металла. Для ускорения процесса притирки ее механизируют.
Вращающиеся диски, применяемые для черновой притирки, являются простейшим средством механизации. Они изготовляются из меди или чугуна, имеют радиальные канавки шириной и глубиной 1...2 мм. Диски с горизонтальной осью вращения напоминают обычное точило. Приспособления с горизонтально расположенным диском (рис. 195,а) более удобны в работе. В них притир получает вращение от электродвигателя с помощью ременной передачи. Рис. 195. Средства механизации притирки. Для притирки широко используются ручные дрели и коловороты, а также механизированный ручной инструмент. Коловороты можно использовать для притирки клапанов при ремонте двигателей внутреннего сгорания. Клапан вращается коловоротом попеременно на пол-оборота в одну и другую сторону и время от времени приподнимается. Для механизации притирочных работ широкое распространение получили притирочные головки и приспособления к электрическим и пневматическим сверлильным машинам. Приспособление дл я притирки плоских сторон колец (рис. 195,6), устанавливаемое в конусное отверстие сверлильной машины, состоит из конуса 1, обоймы 4, четырех прижимных планок 3 с винтами 2. Притираемая деталь 5 устанавливается в обойму и прижимается к ней планками. При работе машины 7 кольцо получает вращательное движение и, соприкасаясь с притиром 6, доводится до заданных размеров. Вращение детали сочетается с небольшим поступательным перемещением ее относительно притира. Притирочная головка (рис. 195, в) к электрической сверлильной машине устанавливается в конусное отверстие шпинделя 1. Она состоит из пары зубчатых колес 2 и 3, пальца 6 с сухарем 5, кулисы 7, смонтированных в корпусе 4. При вращении шпинделя палец получает вращательное движение. Надетый на него сухарь перемещается при этом в пазу кулисы и сообщает ей колебательное движение. Кулиса закреплена на валу 8, к нему муфтой 9 подсоединяется притир 10. Он также получает колебательное движение. Имеются также специальные станки для притирки. Вопросы к § 15.7 1. Принцип действия притирочных приспособлений. 2. Какие электрические и пневматические ручные машины могут быть приспособлены для притирки? § 15.8. Меры по предупреждению брака Основными видами брака при притирке являются: негладкая и нечистая поверхность, искажение геометрической формы, неточность размеров, коробление поверхности. Негладкая и нечистая поверхность является результатом применения абразивных материалов с крупным зерном и несоответствующей смазки. Она получается также в случае добавления абразивного материала в ходе обработки и недостаточно тщательной очистки поверхности притира при переходе к работе с более мелкими абразивными материалами. При слишком большом давлении на деталь в процессе притирки на ее поверхности могут появиться задиры. Для получения качественной поверхности давление должно лежать в пределах 1...3 кГ/см2. При применении слишком мягких притиров в их поверхность вдавятся крупные зерна. Это приведет к понижению чистоты обработки. Слишком твердые притиры понижают производительность обработки. Неточные размеры у притираемой детали получаются при применении неточных притиров и несвоевременном контроле их в процессе обработки. Причинами погрешностей геометрической формы могут быть: неправильная форма притира, неточная установка детали относительно его, недостаточная опорная поверхность детали. Чрезмерные припуски на притирку увеличивают продолжительность обработки, утомляют рабочего и понижают его внимательность. Следствием этого может явиться получение неточных размеров и некачественной поверхности. Вопросы к § 15.8 1. Какие виды брака зависят от дефектов притира и неправильной подготовки его к работе? 2. Какие виды брака являются следствием неправильного выбора абразивного материала? § 15.9. Организация рабочего места. Техника безопасности Порошки и пасты хранятся в соответствующей таре с хорошо видными четкими надписями, указывающими их материал и номер зернистости. То же относится и к смазывающим материалам. Притиры необходимо оберегать от ударов; их хранят на соответствующих стеллажах и закрывают. Рабочее место по притирке должно быть хорошо освещено. Притиры должны устанавливаться устойчиво, иначе они могут упасть и нанести травму. В процессе сухой доводки образуется большое количество мельчайшей металлической и абразивной пыли, поэтому рабочие места по притирке необходимо оборудовать хорошо функционирующей вентиляцией, рабочим рекомендуется пользоваться защитными очками. В состав паст входят кислоты, поэтому пасты не следует брать руками, касаться поверхности притира, протирать его руками. При обработке вращающимися притирами одежда должна быть аккуратно застегнута. Чтобы рука не соскользнула на притир, деталь прижимают к вращающемуся диску несильно. При работе механизированным инструментом следует соблюдать соответствующие правила техники безопастности. Вопросы и задания к главе 15 1. Из указанных абразивных материалов марок 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5 выбрать материалы: а) для предварительной притирки; б) для окончательной притирки. 2. Из перечисленных материалов — закаленная сталь, чугун, антифрикционный чугун, бронза, латунь, зеркальное стекло — подобрать материал для изготовления притира, предназначенного для: а) предварительной притирки; б) окончательной притирки. 3. Имеются следующие абразивные порошки: 1А, 6С, ЗА, 5С, КБ, АС. Выбрать материал для притирки: а) стали; б) чугуна. 271
4. Чем отличаются пасты, применяемые для притирки и доводки, от абразивных порошков? Какие пасты применяются для грубой, предварительной и окончательной притирки? 5. Необходимо обработать шаблон и контршаблон к нему для контроля заточки резцов (см. рис. 179, е). Описать последовательность обработки, указать требуемые инструменты, материалы и приспособления.