Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Суперфиниширование поверхности — метод сверхчистовой абразивной обработки, при котором колеблющиеся бруски снимают тончайший дефектный слой, оставшийся после шлифования. Результат — шероховатость Ra 0,016–0,1 мкм и поверхность с высокой несущей способностью. Технология незаменима в производстве подшипников, коленчатых валов и прецизионных деталей с жёсткими требованиями к качеству контактных поверхностей.
Суперфиниширование — отделочный метод абразивной обработки наружных цилиндрических, конических и плоских поверхностей. Его основная цель — не исправление макрогеометрии детали, а удаление тонкого дефектного слоя, образующегося при предшествующем шлифовании: прижогов, направленных рисок, следов абразива.
Метод и его разновидности определяются ГОСТ 23505-79 «Обработка абразивная. Термины и определения». Шероховатость оценивается по ГОСТ 2789-73 и международному стандарту ISO 4287:1997. Требования к брускам регламентирует ГОСТ 2456-82 «Бруски шлифовальные. Технические условия». Процесс относится к группе отделочных методов наряду с хонингованием и полированием, однако имеет принципиально иные кинематику и назначение.
После суперфиниширования относительная опорная длина профиля поверхности возрастает с 20 до 90%, что существенно увеличивает площадь фактического контакта сопрягаемых деталей и снижает удельное давление в узлах трения. В поверхностном слое формируются остаточные напряжения сжатия 700–900 МПа без фазовых изменений в металле — это повышает усталостную прочность детали.
Принцип суперфиниширования основан на сочетании трёх одновременных движений. Деталь вращается с окружной скоростью 8–40 м/мин (в режиме высокоскоростной обработки дорожек качения подшипников — до 150 м/мин). Абразивный брусок, прижатый к поверхности, совершает короткие осциллирующие (возвратно-поступательные) колебания вдоль оси детали с частотой 400–1200 мин⁻¹ и амплитудой 1,5–6 мм. Одновременно выполняется продольная подача бруска вдоль образующей детали — 0,10–0,15 мм/об.
Сочетание трёх движений формирует характерный перекрещивающийся сетчатый микрорельеф. Каждое зерно бруска проходит по поверхности по петлеобразной траектории, что исключает повторное резание по одним и тем же канавкам. Съём металла при суперфинишировании составляет 5–20 мкм на сторону. Стружка, снимаемая каждым зерном, имеет толщину 0,1–0,5 мкм.
Суперфиниширование обладает свойством самоостановки: по мере выглаживания поверхности площадь контакта бруска и детали возрастает, удельное давление снижается, режущая способность зёрен падает — процесс переходит из режима резания в режим трения-полирования. Это исключает переобработку и обеспечивает стабильность результата без жёсткого контроля времени цикла.
Для суперфиниширования стальных деталей применяют бруски из белого электрокорунда (марка 25А по ГОСТ 2456-82). Для деталей из чугуна и цветных металлов — из зелёного карбида кремния (64С). Зернистость брусков — М5–М28 на керамической или бакелитовой связке. При обработке в несколько переходов зернистость последовательно уменьшают: для исходной шероховатости Ra 1,0–0,63 мкм применяют бруски М28–М14, для Ra 0,63–0,32 мкм — М14–М10. Для получения поверхности с Ra 0,020–0,040 мкм используют бруски на бакелитовой связке с графитовым наполнителем.
Для деталей из закалённых сталей и твёрдых сплавов применяют бруски из эльбора (КНБ) и синтетического алмаза. Применение эльбора на операциях суперфиниширования расширяет возможности отделочных процессов и повышает их эффективность по сравнению с традиционными абразивами.
Подшипниковая промышленность — крупнейший потребитель технологии суперфиниширования. Дорожки качения внутренних и наружных колец, а также поверхности роликов обрабатываются суперфинишированием для достижения минимального коэффициента трения и увеличения ресурса. Шероховатость рабочих поверхностей после суперфиниширования — Ra 0,025–0,050 мкм. На современных станках-автоматах этот режим реализуется при окружной скорости детали 50–150 м/мин и давлении бруска 0,5–1,5 МПа.
Шатунные и коренные шейки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания суперфинишируются для обеспечения гидродинамического режима смазки и снижения износа в паре с вкладышами. Для этих деталей применяют преимущественно ленточное суперфиниширование, позволяющее одновременно обрабатывать шейку вместе с прилегающими галтелями. Поверхность кулачков распределительного вала также подвергается суперфинишированию для стабилизации геометрии профиля в условиях контактных нагрузок.
Плунжеры и штоки гидроцилиндров, поршневые пальцы, шейки роторных машин — все эти детали требуют шероховатости Ra 0,04–0,1 мкм. Суперфиниширование позволяет гарантировать герметичность уплотнений и минимальные потери на трение в прецизионных сопряжениях.
Хонингование применяется для внутренних цилиндрических поверхностей — отверстий цилиндров, корпусов гидроагрегатов; хон вращается внутри детали. Суперфиниширование предназначено преимущественно для наружных поверхностей — брусок охватывает деталь снаружи. Оба метода используют абразивные бруски и осциллирующее движение, однако кинематика, съём металла и назначение принципиально различаются.
Выпускаются специализированные суперфинишные станки — одно-, двух- и многопозиционные полуавтоматы для обработки в центрах, бесцентровые, а также станки для обработки торцовых поверхностей. Ведущие мировые производители — Supfina Grieshaber (Германия) и Thielenhaus Technologies (Германия). Станки оснащаются пневматическими или гидравлическими прижимными головками для поддержания постоянного давления бруска. Суперфиниширование также выполняется на универсальных токарных и шлифовальных станках с применением специальных суперфинишных головок.
При суперфинишировании обязательно применяются СОЖ на основе смеси керосина (80–90%) с маслом (10–20%). Также применяют маловязкие масла типа РЖ-8 с добавлением олеиновой кислоты (3–5%). СОЖ охлаждает зону обработки, вымывает абразивный шлам и обеспечивает смазывание в зоне контакта бруска с деталью. Применение водных эмульсий при суперфинишировании не рекомендуется из-за риска коррозии прецизионных поверхностей.
Суперфиниширование поверхности — высокоточная отделочная операция, обеспечивающая шероховатость Ra 0,016–0,1 мкм за счёт осцилляции абразивных брусков с частотой 400–1200 мин⁻¹ и амплитудой 1,5–6 мм при одновременном вращении детали. Суммарный съём металла — 5–20 мкм на сторону. Технология применяется преимущественно для наружных цилиндрических, конических и плоских поверхностей в подшипниковой и моторостроительной промышленности.
Принципиальное отличие от хонингования — обработка наружных поверхностей, минимальный съём металла и механизм самоостановки процесса. Суперфиниширование не исправляет погрешности макрогеометрии, но эффективно удаляет дефектный слой после шлифования, формирует сетчатый микрорельеф с высокой опорной длиной профиля и создаёт в поверхностном слое сжимающие остаточные напряжения.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.