Что такое притирка и доводка

Содержание

В обиходе термины «притирка» и «доводка» уже давно используются как синонимы, хотя их значение точно регламентируется ГОСТ 23505-79. Согласно данному нормативному документу доводка — это одна из разновидностей шлифования абразивным инструментом, при котором он одновременно совершает вращательные и возвратно-поступательные движения. А притирка — это доводка с применением конкретного типа технологического инструмента, называемого притиром. В ГОСТ также указывается, что замена этих терминов в технической литературе недопустима.

Притиркой производят окончательную (финишную) обработку деталей, поверхность которых должна соответствовать классам шероховатостей от 8 до 14, т. е. иметь среднее арифметическое значений поверхностных впадин и выступов (Ra) от 0.8 до 0.01 мкм. При такой шероховатости их сопряжение непроницаемо для жидкостей и газов. Поэтому притирку деталей используют для обработки плунжеров пневмо— и гидроцилиндров, затворов пробковых кранов, клапанов двигателей внутреннего сгорания, плоскостей измерительного инструмента и пр. В профессионально-технических учебных заведениях основы притирочной технологии преподают в составе курса «Слесарное дело», поэтому раньше эта рабочая специальность называлась «слесарь-притирщик». Не так давно Минтруда был утвержден новый профессиональный стандарт, и теперь она носит название «доводчик-притирщик».

Суть технологии и описание процесса

В основе притирочной технологии лежит процесс механического или химико-механического удаления микровыступов с поверхности обрабатываемой детали посредством применения твердых, порошковых и пастообразных абразивных материалов. При обработке плоских и криволинейных поверхностей притиранием должны обеспечиваться не только параметры шероховатости, но и заданные показатели по линейным размерам. Поэтому точность результирующей поверхности во многом зависит от точности и жесткости применяемого притира, а также вида и размера абразивных зерен.

Самый распространенный вид притиров — это изготовленная с высокой точностью чугунная притирочная плита с пазами, которые служат для отвода излишков абразива и срезанных частиц металла. Перед началом притирки на нее наносят абразивный порошок, смешанный со смазочно-охлаждающей жидкостью. Твердость притирочной плиты всегда выше, чем у обрабатываемого металла. Поэтому тонкий слой абразива, которым деталь и плита отделены друг от друга, при определенном давлении на деталь во время ее возвратно-поступательного движения будет срезать микровыступы более мягкого металла (см. рис. ниже).

По технологической классификации такие способы доводки делятся на два вида притирок: непосредственно с использованием притира и взаимная притирка двух сопрягаемых деталей между собой. Первый вид также делят на подвиды по типу обрабатываемой поверхности: наружная, внутренняя, круглая, плоская. В отдельный подвид обычно выделяют взаимную притирку боковых поверхностей зубьев шестерен.

От траектории движения детали в процессе притирки зависит равномерность распределения по ее поверхности заданной шероховатости. В зависимости от технологических особенностей такие перемещения могут быть круговыми, спиральными, по восьмерке и т. п. Соответственно, чугунные плиты, на которых предполагается доводить разнообразные по своим характеристикам детали, выпускаются с различными конфигурациями пазов. Чаще всего это сетка из прямоугольников или многоугольников, но также популярны и другие (иногда весьма замысловатые) варианты (см. фото ниже).

Используемые материалы

Все притирочные материалы вне зависимости от их консистенции состоят из двух компонентов: абразивные зерна и связующие вещества. Основные характеристики первых:

  • зернистость (размер зерна в микронах);
  • форма (многогранные, округлые, иглообразные, пластинчатые и пр.);
  • минеральный состав (основные компоненты, добавки, примеси);
  • абразивная способность.

По своей твердости абразивные материалы делятся на три группы:

  1. Сверхтвердые. Сюда относят алмазы природные и искусственные, эльбор, а также электрокорунд белый и нормальный. Они предназначены для притирочных работ по сверхтвердым материалам, металлокерамике, особым видам стали и сплавов цветных металлов.
  2. Твердые. В эту группу входят карбид бора и карбид кремния. Их применяют при притирке деталей из закаленной стали, твердых сталей, чугуна и сплавов цветных металлов.
  3. Мягкие. К ним относятся электрокорунд титанистый, окиси хрома, алюминия и железа, а также известь венская. Эти абразивы подходят для обработки отдельных металлов, а также пластика, стекла и мягких керамических материалов.

Среди мягких абразивных материалов, пожалуй, самым известным является зеленая паста ГОИ, которая есть, наверное, у каждого домашнего мастера. Она изготовлена на базе оксида хрома, а ее название — это аббревиатура места, где она была разработана: Государственный оптический институт.

Состав связующих смесей (связок) выбирается в соответствии с физическими свойствами материала обрабатываемой поверхности и классом необходимой шероховатости. Выделяют три основные группы связок: твердые, пасты и суспензии. На основе твердых связующих и сверхтвердых абразивов производятся монолитные притиры-бруски. К этой группе относят металло-силикатные, бакелитовые, электролитические и бронзовые связки. При выборе притира на основе таких связующих необходимо учитывать их твердость. Если притирочный брусок чересчур мягкий, то он подвержен быстрому износу. Если же слишком твердый — не будет происходить самозаточки абразива, и он будет быстро забиваться. К примеру, при притирке стали рекомендуют применять бруски, твердость которых в полтора-два раза ниже обрабатываемого материала.

Читайте также:  Сталь 30 хгса характеристики

В состав паст и суспензий входит довольно ограниченное количество видов связующих материалов. В первую очередь сюда относятся стеарин, силикагель, технический жир, парафин, керосин, а также технические масла (веретенное, вазелиновое). Жидкая составляющая в притирочных суспензиях — это, как правило, вода и керосин (иногда в смеси с олеиновой кислотой). Состав абразива в этих видах материалов в зависимости от их назначения может составлять от 15 до 50%. Промывку изделий после притирки обычно производят керосином или водой.

Оборудование и инструменты для притирки и доводки металла

В зависимости от конфигурации и размеров обрабатываемых поверхностей, а также задач производства, притирочные операции выполняют вручную или с использованием станочного оборудования. При этом, кроме самих притиров, могут использоваться различные приспособления и оснастка. Конструкция притирочного инструмента зависит от формы обрабатываемой поверхности и технологических особенностей конкретного вида притирки. Как правило, выделяют следующие типы притиров:

  • плоские (плиты, бруски, диски);
  • цилиндрические с наружной рабочей поверхностью (гладкие и с канавками);
  • цилиндрические охватывающие (в т. ч. регулируемые);
  • фасонные (угловые, с пазами, с направляющими и т. п.);
  • специальные (раздвижные, двусторонние и другие).

Машинная притирка используется в качестве операции доводки при серийном производстве. Ее выполняют на специализированных станках или же на сверлильном, токарном и фрезерном оборудовании, оснащенном специальным притирочном инструментом и оснасткой, которые чаще всего предназначены только для определенных видов притирок. Притирочный станок, как правило, передает вращательное или возвратно-поступательное движение одному или нескольким притирам, а деталь крепится в специальной оснастке. При массовом производстве большое количество одинаковых деталей (клапана, втулки и прочих) фиксируются в специальных приспособлениях, которые называются сепараторами, и притир обрабатывает их все одновременно.

Ручную притирку, в основном, применяют при единичном изготовлении деталей и ремонте различного оборудования (запорной арматуры, блоков двигателей, измерительного инструмента и пр.), когда к шероховатостям обрабатываемых поверхностей предъявляются не слишком высокие требования. В этих случаях также используют ручные притирочные машинки и специальные насадки на пневмо— и электроинструмент. Если судить по видеороликам на YouTube, то самая распространенная операция с использованием таких насадок — это притирка клапанов автомобильного двигателя.

В технической литературе встречается такой термин, как «притирочный молоток». Несмотря на созвучие, к финишной обработке поверхностей по высшим классам шероховатости этот инструмент не имеет никакого отношения — он применяется только при работе с деревянным шпоном.

По результатам поиска в Интернете создается впечатление, что домашние мастера используют притирку исключительно при ремонте автомобильных двигателей (клапанов, головки, блока цилиндров). Если кто-то знает о других случаях применения притирочных технологий при самостоятельном выполнении ремонта оборудования, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.

§ 84. Сущность процесса. Притирочные материалы

Притиркой называется доводка деталей, работающих в паре, для обеспечения наилучшего контакта рабочих поверхностей.

В машиностроении притирка применяется для уплотнения арматуры, пробки и корпуса кранов, пробок, золотников и других деталей для получения плотных, герметичных (непроницаемых) разъемных и подвижных соединений.

Для получения высокого качества и высокой производительности припуск на предварительную притирку должен составлять 0,02 – 0,05 мм, на окончательную – 0,003 – 0,005 мм.

Притиркой достигается точность обработки до 0,0001 мм при высоте неровностей на поверхности до 0,025 мкм.

Притирка является более точной, чем шабрение, чистовой отделочной операцией и применяется главным образом для обеспечения плотных, герметичных (непроницаемых) разъемных и подвижных соединений.

Доводка является чистовой обработкой отшлифованных деталей с целью получения точных размеров (5 – 6 квалитетов) и малой шероховатости поверхности (10 – 14-го классов).

Доводку выполняют на поверхностях, предварительно обработанных шлифованием с оставленным припуском на доводку от 0,01 до 0,02 мм.

Обработанные доводкой поверхности хорошо сопротивляются износу и коррозии, что является решающим фактором в эксплуатации измерительных и поверочных инструментов и очень точных деталей.

Полирование (полировка) – обработка (отделка) материалов до получения зеркального блеска и красивого вида поверхности без соблюдения точности и размеров. Полирование металлов выполняют на полировальных станках быстро-вращающимися мягкими кругами из фетра или сукна или быстро-вращающимися лентами, на поверхности которых нанесена полировальная паста или мелкие абразивные зерна. В ряде случаев применяется электролитическое полирование.

Абразивные и смазочные материалы для притирки и доводки

Абразивные материалы (абразивы) – это мелкозернистые кристаллические порошкообразные, а также и массивные твердые тела, применяемые в технике для механической обработки различных металлов.

Абразивные материалы (минералы) делятся на естественные (природные) и искусственные.

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 относят минералы: содержащие окись алюминия – корунд естественный и наждак; содержащие окись кремния – кварц и кремень; алмаз.

Искусственные твердые абразивные материалы, получаемые в электропечах, характеризуются высокой твердостью, большой однородностью состава и свойств. К искусственным абразивным материалам относят: электрокорунд нормальный (обозначается 1А), электрокорунд белый (2А), электрокорунд хромистый (ЗА), монокорунд (4А), карбид кремния (карбокорунд) зеленый (6С), карбид кремния черный (5С), карбид бора (КБ), кубический нитрид бора (КБН), эльбор (Л), алмаз синтетический (АС).

Для притирки стали применяют порошки электрокорунда нормального, белого и хромистого, монокорунда; для обработки чугуна и хрупких материалов – карбид кремния; для обработки твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов – порошки карбида бора, синтетических алмазов.

Мягкими абразивными материалами притирают отожженную сталь, чугун, медные и алюминиевые сплавы.

Читайте также:  Что заливают в домкрат гидравлический бутылочный 5т

Для грубой притирки используют абразивные шлифующие порошки зернистостью 5 – 3; для предварительной притирки – микропорошки М28, М20 и М14, для окончательной притирки – М10, М7, М5.

Из мягких абразивных материалов наиболее широко применяют пасты ГОИ.

Пасты Госу дарственного оптического института (ГОИ) выпускают в виде тюбиков цилиндрической формы диаметром 36 мм и высотой 50 мм или в кусках. Паста широко применяется для окончательных доводочных работ, когда кроме высокой точности и малой шероховатости требуется получение блестящей поверхности.

Применение паст обеспечивает также повышение износоустойчивости обработанных деталей, так как на поверхности не остается включения твердых абразивных материалов, способствующих изнашиванию поверхностей.

Различают три сорта пасты ГОИ: грубую, среднюю и тонкую.

Грубую пасту (крупная) (цвет светло- зеленый) применяют для снятия слоя металла толщиной в несколько десятых долей миллиметра, например для удаления следов обработки опиливанием, грубым шабрением, строганием, шлифованием. Детали после притирки этой пастой получают матовую поверхность.

Средняя паста (мелкая) (цвет зеленый) снимает слой металла, измеряемый сотыми долями миллиметра, дает более чистую поверхность без штрихов.

Тонкая паста (микромелкая) (черного цвета с зеленоватым оттенком) служит для окончательной притирки, придает поверхности зеркальный блеск.

Тонкая паста снимает припуски в тысячные доли миллиметра. Каждому виду пасты присваивается номер, соответствующий ее абразивной способности. Например: грубая паста № 50, 40, 35, 30, 25, 20; средняя № 15 и 10; тонкая №7, 4, 1. Размеры зерен грубой пасты – 40 – 17 мкм, средней – 16 – 8 мкм и тонкой менее 8 мкм.

Алмазные пасты. Пасты из природных и синтетических алмазных порошков получили широкое распространение.

Алмазные пасты Института сверхтвердых сплавов, выпускаемые двенадцати зернистостей, условно делят на четыре группы: крупная, средняя, мелкая и тонкая.

Каждая группа паст имеет свой цвет: крупная – красный (АП100, АП80, АП60); средняя – зеленый (АП40, АП28, АП20); мелкая – голубой (АП14, АП10, АП7); тонкая – желтый (АП5, АПЗ и АП1).

Кроме этого, внутри каждой группы самая крупная зернистость имеет черную полоску, средняя – серую и мелкая – белую. Этими цветами окрашивают тюбики и упаковку пасты.

Алмазные пасты выпускают светлого цвета для того, чтобы по изменению цвета пасты можно было судить о съеме обрабатываемого материала. При правильном выборе притира и пасты после непродолжительной работы алмазная паста приобретает темный цвет. Это является признаком непрерывного съема материала.

Буква А означает, что порошок изготовлен из алмаза, П – паста, рядом стоящие цифры – размер зерна в микронах. Например, АП 100 – размер зерен 100 – 80; АП80 – размер зерен 80 – 60; АПЗ – размер зерен 3 – 1; АП1 – размер зерен 1 и менее.

Алмазные пасты применяют для притирки, доводки и полирования изделий из твердых сплавов, сталей различных марок и неметаллических материалов: стекла, рубина,

керамики. Выпускают пасты различных характеристик из природных и синтетических алмазов с размером зерна от 60 до 1 мкм. Процентное содержание порошка в пасте по массе составляет 1 -23% . В состав паст входят высокомолекулярные поверхностноактивные вещества, хорошо смачивающие зерна алмаза. По консистенции алмазные пасты делят на твердые, мазеобразные и жидкие. Обычно крупнозернистые пасты изготовляют твердой и мазеобразной (густой) консистенции. Мелкозернистые пасты изготовляют всех указанных консистенций.

Наиболее широко применяют при обработке изделий пасту жидкой консистенции, которая, будучи нанесена тонким слоем на притир, обеспечивает высокое качество поверхности и точность обработки до шестого квалитета.

Для повышения производительности при доводке сначала применяют крупнозернистые пасты, постепенно переходя на мелкозернистые.

Применение алмазных паст обеспечивает получение шероховатости обрабатываемой поверхности 12 -14-го классов и повышение производительности труда по сравнению с применением других абразивных паст.

Смазывающие материалы для притирки и доводки способствуют ускорению процесса притирки и доводки, сохраняют остроту зерен, повышают точность и класс шероховатости поверхности. Они охлаждают также поверхность детали. Наиболее часто употребляют следующие смазочно-охлаждающие жидкости: керосин, бензин, легкие минеральные масла, содовую воду. Для притирки стали и чугуна чаще применяют керосин с добавкой 2,5% олеиновой кислоты и 7% канифоли, что значительно повышает производительность.

Доводка-притирка является одним из самых точных методов обработки поверхности. Она выполняется свободными абразивными зернами, которые в смеси со связующей жидкостью наносятся на рабочую поверхность притира, производящего обработку поверхности.

Доводка-притирка поверхности детали, абразивная и химико-механическая, составы притирочных паст и суспензий для доводки-притирки поверхностей деталей.

Доводка-притирка наиболее трудоемкая технологическая отделочная операция и позволяет получить шероховатость обработанной поверхности Ra 0,01-0,05 мкм. Точность по 5-му квалитету и точнее. Отклонение формы 0,05-0,30 мкм.

Припуски, снимаемые при доводке-притирке незначительны. Поэтому поверхность детали должна быть предварительно обработана по 6-му квалитету точности, с шероховатостью не грубее Ra 1,25-0,32 мкм. Притирке свойственна высокая исправляющая способность погрешностей предшествующей обработки, а при соответствующем подборе абразивных зерен она снижает шероховатость поверхности на 2—4 класса.

Доводкой-притиркой можно обрабатывать цилиндрические, конические, плоские и фасонные поверхности. Различают два основных вида доводки — ручную и полумеханическую. Во втором случае для выполнения операции используются токарные универсальные станки, электрические пневматические доводочные приспособления. При этом главное движение (вращение детали) совершается станком или приспособлением, а движение подачи сообщается от руки. Точность и качество обработки во многом зависят от квалификации рабочего.

В зависимости от величины снимаемого припуска доводка-притирка выполняется за одну, две или три операции. При предварительной притирке снимают припуск в пределах 0,020-0,005 мм на две стороны. При окончательной — припуск менее 0,005 мм. Для повышения производительности предварительная обработка выполняется абразивом с более крупным зерном, окончательная обработка — более тонким. Это обеспечивает качество и точность поверхности.

Читайте также:  Краскопульт для латексной краски

Доводка-притирка выполняется на малых скоростях:

— При ручной притирке 2,6 м/мин.
— Полумеханической — 10-30 м/мин.

При высоких требованиях к обработке необходимо снижать скорость. Давление также оказывает значительное влияние на эффективность обработки. При увеличении давления от 0,25 МПа и выше производительность снижается. Наиболее рациональное давление в пределах 0,1-0,2 МПа при предварительной обработке, 0,05-0,10 МПа и ниже при окончательной. Доводка-притирка может быть абразивной и химико-механической.

Абразивная доводка-притирка поверхности детали.

Абразивная доводка-притирка выполняется с использованием абразивных паст и суспензий на основе абразивного материала, твердость которого значительно выше твердости обрабатываемого материала. При взаимном перемещении детали и притира абразивные зерна, закрепившись в поверхностном слое притира, снимают тончайшую стружку с поверхности детали.

Химико-механическая доводка-притирка поверхности детали.

Сущность химико-механической доводки-притирки заключается в том, что химическое воздействие кислой среды пасты сочетается с механическим воздействием.

Схема доводки-притирки и притирка наружной, и внутренней цилиндрической поверхности.

Абразивные зерна 4, находящиеся в составе связующей жидкости 5 между обрабатываемой поверхностью детали 1 и притиром 3, вдавливаются в поверхность притира, выполненного из более мягкого материала, чем деталь, и шаржируются в нем. Под воздействием кислот, входящих в состав паст, на поверхности детали образуется пленка из химических соединений, которая удаляется абразивными зернами при перемещении притира.

Одновременно эти зерна снимают тончайшую стружку 2. Вначале микронеровности соприкасаются с притиром по малой контактной площади. Срезаются окисные пленки с выступов микронеровностей. Этот этап характеризуется большими удельными давлениями и пластическим деформированием выступов микронеровностей.

С увеличением контактной площади давление уменьшается, снижается толщина, снимается более тонкий слой. При этом снимаются только окисные пленки. Значительную роль в этом случае играет вязкость жидкости. Толщина слоя жидкости между притиром и деталью должна быть меньше величины выступающих из притира режущих зерен.

В качестве связующей жидкости используют машинное масло, керосин, стеарин, вазелин. Как абразив — порошки, микропорошки или субпорошки электрокорунда, карбида кремния, карбида бора, оксида хрома, оксида железа и других. В состав притирочных паст входят химически активные вещества: олеиновая или стеариновая кислота.

Составы притирочных паст и суспензий для доводки-притирки поверхностей деталей из не закаленных и закаленных конструкционных сталей.

Различают следующие разновидности доводки-притирки:

— Доводка-притирка твердыми абразивными зернами, шаржирующимися в поверхность притира.
— Доводка-притирка мягкими нешаржирующимися абразивными зернами.
— А также доводка-притирка с помощью химически активных паст.

При использовании твердых абразивных зерен (электрокорунд, наждак, карбид кремния и др.) материал притира должен быть мягче материала обрабатываемой детали, чтобы обеспечить внедрение зерен в притир. Доводка-притирка мягкими абразивными зернами (крокус, трепел, окись хрома и др.) осуществляется за счет истирания обрабатываемой поверхности этими зернами. В этом случае материал притира должен быть тверже материала детали.

Притиры как обрабатывающий инструмент оказывают существенное влияние на результаты доводочных операций. При обработке твердыми абразивными зернами применяются притиры (из чугуна, бронзы, красной меди, мягкой стали, свинца, сурьмы и других материалов), на поверхности которых могут шаржироваться абразивные зерна. При обработке мягкими абразивными зернами применяются притиры из закаленной стали и других твердых материалов.

Изготовляются также составные притиры, набранные из материалов разной твердости. Различают притиры для черновой и чистовой обработки. Первые имеют углубления для размещения пасты и снятия материала, вторые их не имеют.

Доводка-притирка наружной цилиндрической поверхности.

Доводка-притирка наружной цилиндрической поверхности детали 1 осуществляется притиром 3 в виде кольца с прорезями. Притиру сообщается возвратно-вращательное движение Dj и возвратно-поступательное движение D2. Возможно равномерное дополнительное вращение детали. Доводка-притирка осуществляется вручную или на токарном универсальном станке. Аналогичные схема и движения применяются при притирке внутренних цилиндрических поверхностей.

Регулируемые и нерегулируемые притиры.

В производстве применяются регулируемые и нерегулируемые притиры. Нерегулируемые притиры с постоянным наружным диаметром, применяются для доводки отверстий малых диаметров, конических и резьбовых поверхностей. Регулируемые притиры для ручной доводки имеют втулку (собственно притир) или притирочные планки 5 с конической частью и разжимное устройство, которое при осевом перемещении увеличивает или уменьшает диаметр притира.

На токарных станках обрабатываемая деталь 3 обычно закрепляется в цанге или патроне 4 станка, а возвратно-поступательное движение втулке 1 сообщается вручную. Для создания необходимого натяга между обрабатываемой поверхностью детали и рабочей поверхностью втулки имеется обойма 2, перемещаемая по наружной конической поверхности втулки. Для лучшего удержания втулки в руке на поверхности обоймы имеется накатка.

Притиры для ручной доводки наружных поверхностей, отверстий и притирочные плиты.

В процессе обработки втулку плавно перемещают вдоль вращающейся детали. При этом между ними создается небольшой натяг. При таком способе обработки обеспечивается точность поверхности детали в пределах 0,5-2,0 мкм с шероховатостью Ra 0,02-0,04 мкм. Плоские поверхности притираются вручную с использованием притирочных плит из серого перлитного чугуна твердостью 170-230 НВ.

Размеры плит выбираются в зависимости от габаритных размеров детали. Их рабочая поверхность выполняется с высокой геометрической точностью. Например, допуск неплоскостности плит размером 250х250×400 мм составляет 1-4 мкм.

Рабочая поверхность плиты разбита на три участка:

I — для предварительной доводки.
II — для чистовой доводки.
III — для окончательной доводки.

С целью обеспечения равномерного износа рабочих поверхностей плит в процессе работы плита должна перемещаться круговыми движениями.

По материалам книги «Технологические процессы ремонта автомобилей».
Виноградов В. М.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector