Когда по условиям чертежа требуется получить гладкую и блестящую зеркальную поверхность детали, но точность размеров может быть грубой, применяют полирование этой поверхности; если же, помимо чистоты и блеска, требуется получить точные размеры детали, применяют доводку или притирку.
1. Полирование
Полирование производится на токарных станках при помощи наждачной шкурки. В зависимости от размера зерен наждака различают следующие номера шкурки: № 6, 5 и 4 — с крупными зернами наждака № 3 и 2 — со средними, № 1, 0, 00 и 000 — с мелкими. Самое чистое полирование дает шкурка № 00 и 000. Наждачную шкурку нужно держать так, как показано на рис. 232, а, иначе она может намотаться на деталь и защемить пальцы.
Полирование производится значительно быстрее при помощи простого приспособления, называемого жимками (рис. 232, б). Жимки состоят из двух деревянных брусков, соединенных с одного конца кожаным или металлическим шарниром и имеющих углубления по форме детали. В жимки закладывают наждачную шкурку или засыпают наждачный порошок. Рекомендуется смазать полируемую поверхность машинным маслом или смешать с маслом порошок, тогда поверхность получается более блестящей.
Применение жимков устраняет опасность повреждения рук токаря и захвата рукава вращающейся деталью, хомутиком или патроном.
Полирование ведут при легком нажиме жимков и больших числах оборотов обрабатываемой детали.
2. Доводка или притирка
Доводка или притирка применяется для окончательной обработки наружных и внутренних цилиндрических и конических, фасонных и плоских поверхностей деталей с целью получить точные размеры и высокое качество (чистоту) поверхности или герметичность соединения.
Этот метод обработки получил широкое распространение в инструментальном производстве (доводка режущих кромок твердосплавных резцов и разверток; доводка калибров цилиндрических, конических, резьбовых; доводка измерительных плиток).
Этот метод обработки широко применяется также и в машиностроении, например, доводка шеек коленчатых валов, плунжеров форсунок, зубьев колес и т. д. Чистоту поверности после доводки можно получить от 
10 до 14.
Доводка наружных цилиндрических поверхностей производится чугунными, медными, бронзовыми или свинцовыми втулками (притирами), выточенными по размеру обрабатываемой детали. С одной стороны втулка разрезана, как показано на рис. 233.
Втулку 1 смазывают изнутри ровным тонким слоем корундового микропорошка с маслом или доводочной пастой. Затем ее вставляют в металлический жимок 2 и надевают на деталь. Слегка подтягивая жимок болтом 3, равномерно водят притир вдоль вращающейся детали. При доводке полезно смазывать деталь жидким машинным маслом или керосином.
Припуск на доводку оставляют порядка 5—20 мк (0,005— 0,020 мм) на диаметр.
Скорость вращения детали при доводке — от 10 до 20 м/мин; чем чище должна быть обработанная поверхность, тем ниже должна быть скорость.
Доводка отверстий производится чугунными или медными втулками (притирами), также разрезанными с одной стороны. Втулки устанавливают на точный размер при помощи пологих конических оправок, на которые они насаживаются. На рис. 234 показана втулка 1, насаженная на коническую оправку 2, закрепленную в самоцентрирующем патроне. Для доводки деталь надевают на втулку 1, которая во время доводки вращается с оправкой 2; при этом детали сообщают медленное прямолинейно-возвратное движение по втулке.
Доводку наружных и внутренних поверхностей производят корундовым микропорошком, смешанным с маслом, или специальными доводочными пастами ГОИ. Эти пасты дают лучшие результаты как по качеству поверхности, так и по производительности. Они оказывают на металл не только механическое, но и химическое действие. Последнее состоит в том, что благодаря пасте на поверхности детали образуется тончайшая пленка окислов, которая легко затем снимается.
3. Накатывание
Цилиндрические рукоятки различных измерительных инструментов, рукоятки калибров, головки микрометрических винтов и круглые гайки делают не гладкими, а рифлеными, чтобы удобнее было пользоваться ими. Такая рифленая поверхность называется накаткой, а процесс ее получения — накатыванием. Накатка бывает прямой и перекрестной.
Для накатывания в резцедержателе суппорта станка закрепляют особую державку 1 (рис. 235), в которой установлены для простой накатки один, а для перекрестной — два ролика 2 и 3 из инструментальной закаленной стали с нанесенными на них зубчиками.
Зубчики на роликах имеют различные размеры и по-разному направлены (рис. 236), что позволяет получить накатку различных узоров.
При накатывании державку прижимают к вращающейся детали. Ролики вращаются и, вдавливаясь в материал детали, образуют на ее поверхности накатку. Она может быть крупной, средней или мелкой в зависимости от размеров зубчиков на роликах.
При накатывании производят подачу в двух направлениях — перпендикулярно к оси детали и вдоль оси. Для получения достаточной глубины накатки можно вести накатывание в 2—4 прохода.
Правила накатывания : 1) начиная накатывание, следует дать сразу сильный нажим и проерить, попадают ли зубчики ролика при следующих оборотах в сделанные ими насечки;
2) ролики должны соответствовать требуемому узору детали;
3) двойные ролики должны быть точно расположены один под другим;
4) перед работой ролики нужно тщательно очистить проволочной щеткой от остатков материала;
5) во время накатывания рабочие поверхности роликов следует хорошо смазывать веретенным или машинным маслом.
Режимы накатывания . В табл. 10 и 11 указаны окружные скорости и продольные подачи при накатывании на токарных станках.
Проверку правильности накатки производят на глаз.
4. Обкатывание поверхности роликом
Для упрочнения поверхностного слоя детали, предварительно обработанной, например, чистовым точением применяют обкатывание цилиндрической поверхности закаленным роликом с полированной поверхностью.
Обкатываемой детали сообщают вращательное движение со скоростью 25—50 м/мин, а державке с роликом — движение продольной подачи. Величина подачи 0,2—0,5 мм/об — в зависимости от требуемой чистоты поверхности. Обкатывание ведут с небольшим нажимом ролика на обкатываемую поверхность. Число проходов ролика 2—3. Для уменьшения износа ролика применяют обильную смазку поверхностей ролика и детали веретенным или машинным маслом, смешанным в равных количествах с керосином.
Обработка дерева и металла
Полированием на токарном станке получают малую шероховатость поверхности (12-й класс). Полирование осуществляют образивной шкуркой, которая представляет собой полотно с наклеенным на него слоем абразивных зерен. В зависимости от размера зерен различают шкурки грубые (№ 6, 5, 4), средние (№ 3, 2), мелкие ( № 1, 0) и отделочные (№ 00, 000).
Полирование на токарном станке выполняют при помощи жимков — двух шарнирно связанных деревянных колодок, между которыми вкладывают абразивную шкурку (рис. 1). Токарь удерживает жимки за ручки левой рукой, создавая необходимый прижим шкурки к заготовке (детали), а правой рукой поддерживает шарнир и осуществляет продольную подачу. Можно закреплять шкурку в резцедержателе при помощи деревянной колодки с обхватом заготовки (детали ) шкуркой или с прижимом шкурки к заготовке. Не допускается прижим шкурки к заготовке (детали) вручную.
При внутреннем полировании шкурку наматывают на деревянную оправку, закрепив конец шкурки в прорези оправки. Не допускается полирование отверстия с прижимом шкурки рукой или пальцем.
Окружная скорость при полировании шкуркой 60—70 м/мин. При полировании для предохранения от попадания абразивной пыли отверстие в патроне закрывают заглушкой из пенопласта, а направляющие станины прикрывают брезентовой тканью.
Полирование применяют для придания поверхностям деталей декоративного вида, зеркального блеска на отдельных частях деталей и уменьшения шероховатости поверхностей до Rа = 0,63…0,08 мкм. Полирование производят мягкими абразивными материалами (венская известь, крокус, окись хрома), которые наносят на упругие круги из дерева, кожи, войлока, фетра, тканей и капрона. В качестве абразивного материала при полировании заготовок из стали применяют порошки из электрокорунда и окиси железа, при полировании заготовок из чугуна – из карбида кремния и окиси железа, а при полировании заготовок из алюминия и медных сплавов – окись хрома. Порошок абразивного материала смешивают со смазкой (связующим материалом), которая состоит из смеси воска, парафина и керосина. Помимо смазочных функций, они активизируют также процесс полирования за счет создания химических и адсорбционных явлений.
Рис. 6.109. Схемы полирования поверхностей.
олученные полировальные пасты наносят на быстровращающиеся эластичные круги или щетки (рис. 6.109, а и б). Заготовка –1подводится к носителю пасты или абразива –2. Носитель –2перемещается так, чтобы поверхность во всех частях подвергалась обработке. При полировании фасонных поверхностей заготовки, как правило, перемещают вручную. Для полирования плоских, цилиндрических, конических поверхностей используют полировальные станки. В процессе полирования заготовка поджимается к кругу с силойPи совершает движения подачи –Sпрв соответствии с профилем обрабатываемой поверхности (рис. 6.109, б).
Скорость вращения круга при полировании зависит от обрабатываемого материала: для сталей, чугунов, никеля, хрома она равна – 30…35м/с, для цветных металлов и их сплавов – 18…30 м/с.
О
собое место при полировании занимает использование абразивной ленты (рис. 6.110, а, б, в, г). Обработка абразивными лентами широко применяется для шлифования сложных поверхностей деталей с достигаемой шероховатостью –Rа = 0,02…0,03 мкм. Абразивная лента изготовляется из бумаги, ткани и кожи; на нее наносят абразивные зерна электрокорунда, алмаза синтетического, эльбора – для обработки стали или карбида кремния – для обработки чугуна и цветных металлов. При полировании лентами (рис. 6.109, в) рабочая поверхность ленты значительно превышает рабочую поверхность круга, благодаря чему происходит большое рассеяние теплоты. Эластичная лента может огибать всю шлифуемую поверхность, поэтому движение подачи может отсутствовать.
При полировании абразивными лентами (рис. 6.109, г) главное движение может совершать и заготовка – 1, имеющая форму кольца с фасонной внутренней поверхностью. Абразивная лента –3поджимается через прижим –2к обрабатываемой поверхности и периодически перемещается. Полирование абразивными лентами осуществляется со скоростью до 30 м/с. при этом обрабатываемая деталь или лента поджимаются друг к другу – давление поджима не более 0,04 МПа (при обработке цветных металлов и сплавов) и 0,2 МПа (при обработке чугуна и сталей).
6.11.6. Доводка
Абразивная доводка или притирка является окончательным методом обработки деталей, обеспечивающим высокое качество поверхностного слоя (параметр шероховатости до Rа = 0,1…0,012 мкм, отклонение формы обработанных поверхностей до 0,05…0,3 мкм). Детали, обработанные на металлорежущих станках, всегда имеют отклонения от правильных геометрических форм и заданных размеров. Эти отклонения (волнистость, неплоскостность, нецилиндричность и другие) могут быть уменьшены с помощью доводки. Процесс доводки осуществляют с помощью притиров, которые должны иметь соответствующую геометрическую форму. Доводку выполняют на специальных станках или вручную притирами следующими методами: 1) с намазкой доводочных дисков и притиров абразивной смесью; 2) с непрерывной подачей абразивной смеси на рабочие поверхности дисков или плиток; 3) абразивными кругами из карбида кремния и электрокорунда, зернистостью – 220…500, или брусками. Для притиров применяют материал более мягкий, чем обрабатываемый; их изготовляют из цветных металлов и сплавов (медь, бронза, свинец) или пористых материалов (чугун). Рабочая поверхность мягких притиров шаржируется (насыщается) зернами абразива непосредственно в процессе притирки или предварительно твердыми плитками или скалками. Мягкие притиры лучше удерживают более крупные частицы абразива и поэтому применяются для предварительного притирания; пористые притиры (из чугуна) шаржируются мягким абразивом и используются для тонкой притирки.
В качестве абразивов при притирке используют тонко размолотые порошки электрокорунда, карборунда, карбида бора, окиси хрома, окиси железа, синтетического алмаза и др. процесс притирки ведут в условиях обильной смазки керосином, бензином или машинным маслом. Механизированная притирка и доводка осуществляется при скоростях V= 5…180 м/мин и давленияхр=0,05…0.2 МПа. Притир можно рассматривать как очень точный абразивный инструмент, зерна которого производят обработку всей или части поверхности заготовки одновременно. Для доводки плоских и цилиндрических поверхностей деталей применяют плоскодоводочные станки: однодисковые – 3803…3809, двухдисковые – 3813, 381Б, 3Б814, 3Е814 и др. При обработке наружной цилиндрической поверхности (рис. 6.111, а) притир2представляет собой втулку, имеющую ряд прорезей, которые необходимы для того, чтобы обеспечить под действием силыРполное его прилегание к обрабатываемой поверхности. Притиру одновременно сообщают возвратно-поступательные движения со скоростямиV1 и V2 . Возможно также равномерное вращательное движение заготовки1с наложение6м движения со скоростью V2. Аналогичные движения осуществляются при притирке отверстий (рис. 6.111, б), однако притир должен равномерно разжиматься под действием силыР. Приведенные схемы притирки осуществляются как вручную, так и на металлорежущих станках, например, токарных. Притирку плоских поверхностей можно производить также вручную (рис. 6.111, в) или на специальных д
оводочных станках (рис. 6.111, г). Заготовки2располагают между двумя чугунными дисками1в окнах сепаратора3. Диски играют роль притиров и имеют плоские торцовые поверхности. Вращение дисков производится в противоположных направлениях и с разной частотой. Сепаратор располагают с эксцентриситетоме, поэтому при вращении дисков притираемые детали совершают сложные движения со скольжением, и снятие металла происходит одновременно с их параллельных торцов. Станок может быть использован и для доводки коротких цилиндрических деталей с отверстиями, с помощью которых они ориентируются в сепараторе.
Разновидностью притирки является доведение двух сопрягающихся в собранной машине деталей до нужной плотности контакта (в частности, для герметизации). Это осуществляется трением одной детали о поверхность другой при наличии в стыке абразивного порошка со связующей жидкостью.
6.11.6.1. АБРАЗИВНО-ЖИДКОСТНАЯ ДОВОДКА
А
бразивно-жидкостная доводка применяется для обработки сложных фасонных поверхностей – лопаток турбин, лопастей винтов, отверстий любой формы. Сущность процесса заключается в воздействии на обрабатываемую поверхность под определенным углом мощной струи антикоррозийной жидкости со взвешенными частицами абразивного порошка, распыляемой сжатым воздухом (рис. 6.112, а). Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности, создавая эффект полирования. Интенсивность съема материала обрабатываемой заготовки регулируют зернистость порошка, давлением струи и углом.Изменяя скорость полета и размер абразивных свободных зерен, можно также увеличить или уменьшить степень пластической деформации и шероховатость поверхности. Одновременно с получением необходимого микрорельефа этот способ обработки создает полезное поверхностное упрочнение на глубину до 50 мкм. Суспензию, состоящую из жидкости и абразива, в весовом соотношении 1:1, непрерывно размешиваемую в мешалке, под действием сжатого воздуха, поступающего в форсунку, подают на обрабатываемую поверхность. Получаемая поверхность (Rа = 0,1…0,4 мкм), вследствие более равномерного, чем при доводке, распределения микроскопических впадин, лучше удерживает смазку. При абразивно-жидкостной доводке обрабатываемая заготовка –3сложного профиля перемещается в камере –4так, чтобы все ее участки подверглись обработке (рис. 6.112, б). Абразивная суспензия –1, помещенная в баке –2, подается насосом –6 в рабочую камеру –4через твердосплавное сопло –5. Отработанная суспензия падает обратно в бак –2и может быть использована многократно.
Метод абразивно-жидкостной доводки может быть особенно успешно применен при обработке глубоких отверстий и фасонных внутренних поверхностей. В этом случае абразивную суспензию подают и сопла, имеющего вращательное и поступательное движение относительно заготовки. Этим методом можно резать без трещин и осколков тонкое стекло, рубин, сапфир, слюду и даже алмаз. Точность резки достигает до 2 мкм.