18,5. Хонингование.

Хонингование применяют для того, чтобы получить отверстия с малым отклонением размера и па­раметром шероховатости, а также для создания микропро­филя обработанной поверхности в виде сетки. Такой профиль необходим для удержания на стенках отверстия смазочного материала при работе машины, например, двигателя внутреннего сгорания. Чаще всего обрабатывают сквозные и реже - ступенчатые отверстия, как,правило, неподвижно закрепленных заготовок.

Поверхность заготовки обрабатывают мелкозернистыми абразивными брусками, которые закрепляют в хонинговальной головке — хоне, являющейся режущим ин­струментом. Инструмент вращается и одновременно возвратно-поступательно перемещается вдоль оси, обрабатываемого отверстия (рис.82, а). Отношение скоростей указанных движений составляет 1—10 и опреде­ляет условия резания; скорость вращения хона для загото­вок из стали равна 45—60 м/мин, а из чугуна и бронзы — 60—75 м/мин.

.Сочетание движений инструмента приводит к тому, что на обрабатываемой поверхности появляется сетка микроскопических винтовых царапин — следов переме­щения абразивных зерен. Угол пересечения этих следов зависит от отношения скоростей, поэтому необходимый вид сетки на поверхности отверстия можно получать

Рис.82 Схема хонингования.

в ходе хонингования. На рис. 82, б дана развертка внутренней цилиндрической поверхности заготовки и схема образования сетки.

Крайние нижнее 1 и верхнее 2 положения абразивных брусков устанавливают так, что создается перебег n. Перебег необходим для того, чтобы образующие отверстия были прямолинейными и отверстие имело правильную геометрическую форму. Совершая вращательное движе­ние, абразивные бруски при каждом двойном ходе начи­нают резание с нового положения 3 хона с учетом смеще­ния по шагу t, поэтому исключается наложение траекто­рий абразивных зерен.

Абразивные бруски всегда контактируют с обрабаты­ваемой поверхностью, так как они раздвигаются в ради­альных направлениях механическими, гидравлическими или пневматическими устройствами. Давление брусков следует контролировать. Минимальное давление получают при хонинговании с наложением ультразвуковых колеба­ний.

18.6. Суперфиниш

Отделку поверхностей суперфиниширова­нием проводят в основном для того, чтобы уменьшить шероховатость, оставшуюся от предыдущей обработки. При этом меняется высота и вид микровыступов. Обрабо­танная поверхность имеет сетчатый рельеф, а каждый ми­кровыступ скругляется. Фактическая поверхность кон­такта с другими деталями увеличивается, чем обеспечиваются более благоприятные условия взаимодействия тру­щихся поверхностей. Суперфинишированием обрабаты­вают плоские, цилиндрические (наружные и внутренние), конические и сферические поверхности заготовок из за­каленной стали, реже — из чугуна и бронзы.

Обработку поверхностей производят абразивными брусками, которые устанавливают в специальной головке. Характерным для суперфиниширования является колебательное движение брусков одновременно с движением заготовки. Резание производится при давлении брусков I - 3 МПа, смазочный материал — малой вязкости.

При обработке наружной цилиндрической поверхности (рис. 83, а) плотная сетка микронеровностей создается сочетанием вращательного движения заготовки, возвратно-поступательного ее перемещения , колебательного движения брусков вдоль оси заготовки. Амплитуда колебаний брусков составляет 1,5—6 мм, а частота колебаний 400—1200 в минуту. Колебательное движение головки ускоряет съем металла и улучшает

ородность поверхности. Отношение скоростей движе­ний вращательного и возвратно-поступательного в начале обработки составляет 2—4, а в конце 8—16. Процесс характеризуют сравнительно ма­лые скорости движения резания, которые составляют 5—7 м/мин. Бруски самоустанзвлнваготся по обрабаты­ваемой поверхности.

Важную роль при обработке играет смазывающее-охлаждающая жидкость. Масляная пленка покрывает обрабатываемую поверхность, но наиболее крупные микро­выступы

(рис. 83, б) прорывают ее и в первую очередь срезаются бруском. Давление брусков на выступы ока­зывается большим. По мере дальнейшей обработки давление снижается,так как

Рис., 83. Схема суперфиниширования

Классификация чугунов и их обозначение.

Чугунами называются железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2,12 % С и затверде­вающие с образованием эвтектики.

Белыми называются чугуны, в которых весь углерод находится в связанном со­стоянии в виде цементита Fe3C . Из-за боль­шого количества цементита они твердые (450 ... 550 НВ), хрупкие и для изготовле­ния деталей машин не используются. Ог­раниченное применение имеют отбелен­ные чугуны - отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности.

Серыми называются чугуны с пластин­чатой формой графита. По химическому составу серые чугуны разделяют на обыч­ные (нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны - сплавы сложно­го состава, содержащие основные элемен­ты: Fe, С, Si - и постоянные примеси

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную фор­му. Их получают модифицированием маг­нием, который вводят в жидкий чугун в количестве 0,02 ... 0,08 %.

Таблица 1.1. Свойства промышленных чугунов

Марка							8,%		НВ
чугуна			МПа
	Серые чугуны (ГОСТ 1412-85)
СЧ10	100					-	-	490
СЧ15	150					-	-	163...210
СЧ25	250					-	-	180...245
СЧ35	350					-	-	220...275
Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85)
ВЧ35		350			220		22	140...170
ВЧ45		450			310		10	140…225
ВЧ60		600			370		3	192...227
ВЧ80		800			490		2	248...351
ВЧ100		1000			700		2	270...360
Чугуны с вермикулярным графитом (ГОСТ 28384-89)
ЧВГЗ0		300			240		3	130...180
ЧВГ35		350			260		2	140...190
ЧВГ40		400			320		1,5	170...220
ЧВГ45		450			380		0,8	190...250
Ковкие чугуны (ГОСТ 1215-79)
КЧЗО-6		300			-		6	100...163
КЧ 35-8		350			-		8	100...163
КЧ 37-12		370			-		12	110...163
КЧ 45-7		450			-		7	150...207
КЧ 60-3		600			-		3	200...269
КЧ 80-1,5		800			-		1,5	270...320

Шаровидный графит - менее сильный концентратор напряжений, чем пластин­чатый, поэтому он меньше снижает механические свойства металлической основы и обладает более высокой прочностью и некотрой пластичностью. Марка высокопрочного чугуна обозначается буквами ВЧ и числа, означающего его временное сопротивление ( предел прочности), уменьшенное в 10 раз (табл. 1.1.).

В чугунах с вермикулярным графитом структура формируется под действием комплексного модификатора, содержаще­го магний и редкоземельные металлы. Графит приобретает шаровидную (до 40 %) и вермикулярную - в виде мелких тонких прожилок - форму.После модифицирования эти чугуны содержат в %: 3,1 ... 3,8 С; 2,0 ... 3,0 Si; : ... 1,0 Мп; до 0,025 S; 0,08 Р.Чугуны с вермикулярным графитом производят четырех марок: ЧВГ 30; ЧВГ 35; ЧВГ 40; ЧВГ 45 (табл. 1.1;). Число в марке обозначает уменьшенное в 10 раз значение временного сопротивления.

По механическим свойствам чугуны с вермикулярным графитом занимают про­межуточное положение между серыми и высокопрочными чугунами. Они прочнее серых чугунов, особенно при циклических нагрузках. Механические свойства этих чу­гунов в меньшей степени зависят от массы отливок. Они отличаются хорошей теплопроводностью ,что обеспечивает их стойкость Ковкими называются чугуны, в кото­рых графит имеет хлопьевидную форму. Их получают отжигом белых доэвтектических чугунов. По этой причине графит ковких чугунов называют углеродом от­жига. Такой графит в отличие от пластин­чатого меньше снижает механические свойства металлической основы, вследст­вие чего ковкие чугуны по сравнению с серыми обладают более высокими проч­ностью и пластичностью.

Легированные чугуны. Свойства чугунов можно улучшить легированием, т.е. введением в его состав специальных элементов, такими же, какие используются при легировании стали. Легирующие элементы влияют на металлическую основу чугуна, а также на характер и размеры графитных включений, способствуют измельчению структуры. Назначение легированных чугунов самое различное. Чугуны применяют износостойкие, жаростойкие, жаропрочные, коррозионностойкие, антифрикционные.

Износостойкие чугуны. Для работы в условиях абразивного износа применяют чугун, содержащий 3,5—5% Ni; 0,8% Сг, обладающий удовлетворительной износостойкостью при легких условиях работы (рабочие органы насосов и др.). Чугуны для работы в уеловиях сухого трения в основном легированы хромом (до 0,6%) и никелем (до 2,5%) с добавками таких элементов, как титан, медь вольфрам, молибден. Из таких чугунов изготовляют тормозныеI барабаны автомобилей, диски сцепления, суппорты токарных станков, гильзы цилиндров и др. Высокой износостойкостью обладает высокохромистый чугун, например, марки ИЧХ12ГЗМ (12—14%Сг; I 2,8—3,8% Мп; 0,4—0,8% Мо), применяемый для дробильных вальцов, шаров шаровых мельниц и др.

Жаростойкие чугуны. К ним относится хромистый чугун с содержанием хрома от 0,5 до 30%; например: чугун марки ЖЧХ-30 (28—32% Сг), применяемый для деталей печей и вагранок, фурм и других деталей, работающих при высоких температурах (до 900°С); кремнистый чугун марки ЖЧС-5,5 (5—6% Si), применяемый для изготовления деталей, работающих при температурах до 800°С, для рам дверок мартеновских печей, деталей котлов и др.; алюминиевый чугун марки ЖЧЮ-22 (19—25% А1), обладающий наиболее высокой жаростойкостью и применяемый для деталей, работающих при тем­пературах до 1150°С (шлаковые фурмы доменных печей, плавильные тигли и др.).

Жаропрочные чугуны. К ним относится, например, чугун с шаро­видным графитом марки ЧН11Г7Х2Ш (10—12% Ni; 5—8% Мп; 1—2,5% Сг), обладающий высокими жаропрочными свойствами и применяемый для деталей дизелей, компрессоров по сжижению газов и др.

Классификация сталей.

Стали классифицируют по следующим признакам: химическому составу, способу производства, качеству, структуре, применению.

По химическому составу различают стали углеро­дистые и легированные.

Углеродистые стали в зависимости от содержания углерода делят на низкоуглеродистые (от 0,08 до 0,25% С), среднеуглеродистые (от0,25 до 0,45%С) и высокоуглеродистые (более 0,45%С).

Легированные стали в зависимости от содержания легирующих элементов делят на низколегированные (до 2,5%), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (более 10%).

В зависимости от наличия в легированных сталях тех или иных легирующих элементов стали называют хромистыми, кремнистыми, хромоникелевыми, хромомарганцеванадиевыми и т. п.

По способу производства различают стали кон­верторные, мартеновские, электросталь и сталь особых методов выплавки.:

По качеству различают стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. При этом учитывается ,главным образом, содержание в сталях вредных примесей — серы и фосфора, а также способ выплавки .

Стали обыкновенного качества — углеродистые стали с содержанием углерода до 0,5%

содержание фосфора до 0,07% и серы до 0,06%, выплавляют в конверторах (с применением кисло­рода) и в мартеновских печах.

Стали качественные — углеродистые и низколегированные стали; содержание серы и фосфора до 0,035—0,040% каждого. выплавляются преимущественно в основных мартеновских печах;

Стали высококачественные — главным образом среднелегированные стали; содержание серы и фосфора до 0,025% каждого.выплавляются преимущественно в электропечах, а также в кислых мартеновских печах;

Стали особо высококачественные — высоколегированные стали,содержание серы и фосфора до 0,015% каждого, выплавляются в электропечах, электрошлаковым переплавом и другими совершенными методами;

По структуре подразделяют стали в отожженном и в нормализованном состояниях.

Стали в отожженном состоянии делят на классы: доэвтектоидный, эвтектоидный и заэвтектоидный, обычно объединяемые в один класс - перлитный (для углеродистых и легированных сталей) класс — перлитный (для углеродистых и легированных сталей), ледебуритный или карбидный, ферритный, полуферритный, аустенитный и полуаустенитный

Стали в нормализованном состоянии по структуре делят на перлитный , мартенситный и аустенитный классы . Образование стали этих классов характеризуется диа­граммой изотермического превращения с нанесением на нее кривой нормализации (охлаждения на воздухе).

К перлитному классу относят углеродистые и легированные стали с низким содержанием легирующего элемента, кривая норма­лизации которых пересекает кривую изотермического превращения в зоне образования феррито-цементитной смеси с образованием пер­лита, сорбита или троостита.

К мартенситному классу относят легированные стали с более высоким содержанием легирующего элемента, кривая изотермиче­ского превращения которых располагается правее (большая устойчивость аустенита).

К аустенитному классу относят легированные стали с высоким содержанием легирующего элемента, в которых не только кривая изотермического превращения сдвинута вправо, но также понижена точка начала мартенситного превращения Ма; она расположена при температуре ниже комнатной. В этом случае кривая нормализации не пересекает С-образную кривую.

По применению стали подразделяют на следующие груп­пы и подгруппы:

Конструкционные стали: строительные; машиностроительные общего назначения (стали, используемые без термической обработки, упрочняемые в поверхностном слое и упрочняемые по всему сече­нию); машиностроительные специализированного назначения (стали пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные, жаропрочные и др.).

Инструментальные стали;

Стали с особыми свойствами: с особыми химическими свойст­вами (нержавеющие стали); с особыми физическими свойствами (магнитные, с малым и заданным коэффициентом расширения и др.).