Финишная неабразивная обработка изделий из металла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

Финишная неабразивная обработка изделий из металла

Пучков Павел Владимирович, кандидат наук, преподаватель

Аннотация

В данной статье пойдет речь о финишной неабразивной обработке изделий из металла в среде магнитной жидкости. Также в статье описана конструкция и принцип работы устройства для предложенного способа обработки изделий.

В 21 веке металлы и сплавы занимают лидирующие позиции среди всех материалов, применяемых в производстве. Металлы и сплавы нашли широкое применение во всех отраслях промышленности и во многих из них являются незаменимыми. Для придания изделиям декоративного блеска, высокого качества поверхности и при подготовке поверхности изделий для нанесения гальванических покрытий их поверхности подвергают механической обработке. К абразивной финишной обработке материалов относят: шлифование, хонингование, полирование, магнитно-абразивная обработка, суперфиниширование.

Отделочная абразивная финишная обработка изделий заключается в сглаживании микронеровностей на обрабатываемой поверхности. При всех перечисленных видах финишной обработки высота микронеровностей на обрабатываемой поверхности уменьшается за счёт срезания их вершин. Срезанные вершины микронеровностей переносятся в шлам и безвозвратно теряются. При обработке драгоценных или дефицитных металлов такие безвозвратные их потери крайне нежелательны и недопустимы. При обработке изделий из таких металлов предпочтительно вести процесс обработки поверхностей без срезания микронеровностей (безобразивный способ), путём их пластического деформирования твердыми гладкими телами из инертных материалов -- т.е. поверхностным пластическим деформированием, что позволит значительно снизить потери металла при обработке изделий. алмазный металл магнитный

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) - это обработка деталей давлением (без снятия стружки), при которой пластически деформируется только их поверхностный слой. ППД осуществляется инструментом, деформирующие элементы которого (шарики, ролики или тела иной конфигурации) взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью по схемам качения, скольжения или внедрения.

К методам ППД, в которых деформирующие элементы работают по схеме скольжения, относятся выглаживание и дорнование. Для этих процессов деформирующие элементы должны изготавливаться из материалов, имеющих высокую твердость (алмаз, твердый сплав и т.п.) и несклонных к адгезионному схватыванию с обрабатываемым материалом.

Выглаживание применяется для ППД закаленных сталей и маложестких деталей, (см. рис. 1.).

Рисунок 1. Схема деформации поверхностного слоя детали при алмазном выглаживании: 1 -- микронеровности исходной поверхности; 2 -- наплыв; 3 -- выглаживатель; 4 -- поверхность после выглаживания

Недостатком выглаживания является низкая производительность и невысокая стойкость инструмента.

К достоинствам неабразивной обработки материалов можно отнести: повышение плотности дислокаций в упрочненном слое металла; измельчение исходной кристаллической структуры; повышение величины твердости поверхности; уменьшение величины шероховатости поверхности; повышение износостойкости деталей пожарной техники и сопротивление схватыванию; увеличение предела выносливости.

Учитывая положительные стороны ППД предлагается неабразивная технология обработки металлических деталей в среде магнитовосприимчивой технологической композиции с деформирующим наполнителем в виде стеклянных шариков диаметром 0,5-0,6мм. Магнитовосприимчивая композиция содержит магнитную жидкость на основе воды с концентрацией магнетита 10 -- 12%, поверхностно-активное вещество - триэтаноламиновую соль олеиновой кислоты 10-12%, остальное вода.

В магнитную жидкость дополнительно введено шаровидное стекло в виде шариков диаметром 0,5- 0,6мм. Оптимальное объёмное соотношение стеклянных шариков указанного размера и магнитной жидкости составляет 2:1, что обеспечивает на поверхности шариков образование пленки из магнитной жидкости толщиной 100-130 мкм, что делает их магнитовосприимчивыми.

Применение магнитной жидкости на основе воды обеспечивает низкую стоимость композиции, высокую её подвижность в силу низкой вязкости, пластифицирующее действие, хорошую смешиваемость с другими компонентами композиции и легкую смываемость их с поверхности обрабатываемых изделий.

Предполагаемый способ неабразивной обработки металлических изделий может осуществляться с помощью показанного на рисунке 2 устройства, состоящего из ёмкости 1 из немагнитного материала, наполненной магнитной жидкостью 2 и введенными в её объём стеклянными шариками 3 и обрабатываемыми деталями 4, генераторов магнитного поля 5, установленных в одну линию поочередно, «Пр»- генераторы продольного магнитного поля А, чередующихся с «Вр»-генераторами кругового вращения магнитного поля Б, управляющего механизма 6.

Рисунок 2. Схема установки для финишной неабразивной обработки изделий из металлов: 1 -- емкость из немагнитного материала; 2 -- генераторы магнитного поля; 3 -- управляющее устройство; 4 -- магнитная жидкость; 5 -- деформирующие тела; 6 -отделившиеся вершины микронеровностей; 7 -- обрабатываемое изделие

При работе устройства управляющее устройство 6 обеспечивает круговое и линейное возвратно-поступательное перемещение магнитной жидкости 2 вместе со стеклянными шариками 3 или иными деформирующими телами. Под действием магнитного поля магнитная жидкость перемещается в зону наибольшей его напряжённости и увлекает за собой стеклянные или иные шарики, которые при своём движении в объёме магнитной жидкости ударяют по обрабатываемой поверхности, пластически деформируют вершины встречающихся на их пути микронеровностей и таким образом выглаживают обрабатываемую поверхность.

При таком способе обработки изделий из металлов эффективно используется уникальное свойство «кажущейся плотности» магнитной жидкости, под действием которого отделившиеся вершины 7 микронеровностей немагнитного металла всплывают на поверхность магнитной жидкости с которой легко собираются и отправляются на переработку. В момент выключения генераторов магнитного поля немагнитные стеклянные шарики, опускаясь на дно емкости перемешивают магнитную жидкость и дополнительно выглаживают поверхность обрабатываемых изделий 7 в вертикальном направлении.

Перемешивание магнитной жидкости необходимо для наиболее полного освобождения частиц металла из её объёма.

Достоинством устройства является отсутствие в нем элементов механической передачи движения, а наличие управляющего устройства позволяет создавать и регулировать форму, скорость и частоту изменения движения магнитной жидкости и находящихся в ней деформирующих рабочих тел.

Список литературы

1. Магнитные жидкости в машиностроении /Д.В. Орлов, Ю.О. Михалёв, Н.К. Мышкин и др.: Под общ. ред. Д.В. Орлов и В.В. Подгоркова. - М.: Машиностроение. 1993.-272с.;

2. Магнитовосприимчивая смазочная композиция для приготовления смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей и способ её получения. Патент РФ № 2215776, МКИ7C10М 169/04, 177/00//(С10М 169/04, 125:02) - Прототип.

3. Подгорков В.В., Полетаев В.А., Фалеев М.В., Киселев А.А., Пучков П.В Магнитовосприимчивая технологическая композиция для финишной отделочной обработки изделий из драгоценных металлов и устройство для её использования/ Патент РФ на изобретение № 2296148, МПК С09G 1/02, С09G 1/. Опубликовано 27.03.2007 г. Бюл. №9.

Размещено на Allbest.ru