Струйная, экструзионная и турбоабразивная обработки

Струйная очистка поверхностей с применением абразивов

Одним из наиболее эффективных методов подготовки поверхностей яв­ляется струйная очистка с применением абразивов. Поэтому струйная очистка и

окраска проводятся не только на металлических, но и на бетонных и каменных поверхностях (памятники, фасады домов и т. д.), поверхностях из синтетиче­ских и других материалов. В некоторых случаях струйная обработка проводит­ся в декоративных целях, например, на поверхностях из стекла, хрусталя, не­ржавеющей стали и т. д.

Во время струйной очистки абразив (обычно твердый, гранулированный материал) с большой силой выдувается (обработка под прямой струей) или вы­брасывается (дробемётая обработка) на обрабатываемую поверхность. Крупное зерно абразива очень хорошо снимает тяжелую коррозию, но часто является слишком грубым для того, чтобы тщательно очистить все углубления и поры. Во многих случаях для того, чтобы достичь лучшего результата, как в отноше­нии скорости работ и расхода материала, так и в отношении степени очистки и получаемого профиля, используют смесь, состоящую из крупных и мелких зе­рен. На рисунке 12.46 приведена схема струйно-абразивной установки. Насос 6 подает абразивно-жидкостную смесь из бака 1 по трубопроводу 2 к струйному аппарату 3, который направляет струю смеси на заготовку 4.

Обработка происходит в герметичной камере 5, откуда смесь стекает в бак 1. Для размешивания смеси имеется устройство 7 с отдельным приводом. Основным элементом струйно-абразивной установки является струйный аппа­рат, который формирует и направляет струю абразивно-жидкостной смеси. На рисунке 12.47 приведена конструкция такого аппарата.

Рабочая смесь подается с помощью насоса в центральный канал. В кана­лы 2 подается сжатый воздух. В аппарате имеются промежуточное 3 и выход­ное сопла 6. Расстояние между соплами регулируется с помощью резьбовой втулки 4. Гайка 5 служит для соединения выходного сопла с втулкой 4.

Рисунок 12.47 — Струйный аппарат

Установки для струйно-абразивной обработки работают как при низком (0,5…0,8 МПа), так и при высоком (4…10 МПа) давлении; последние использу­ются для интенсификации обработки более грубых поверхностей заготовок. Создан ряд установок-полуавтоматов, имеющих многопозиционные поворот­ные рабочие столы и несколько (до 16) одновременно работающих струйных аппаратов.

Экструзионно-абразивная обработка

Физическая сущность этого способа отделочной абразивной обработки заключается в продавливании через обрабатываемую поверхность специальной абразивной пасты, имеющей высокую вязкость. При перемещении абразивной пасты относительно обрабатываемой поверхности абразивные зерна под дей­ствием гидростатического давления внедряются в обрабатываемую поверх­ность и осуществляют микрорезание и пластическое оттеснение металла. Дав­ление при этом способе обработки составляет от 4-5 МПа при обработке отно­сительно мягких сплавов алюминия, меди и до 10-14 МПа — при обработке ста­ли. Такое давление уплотняет слой пасты, и процесс обработки приближается к способам обработки инструментом с закрепленным в эластичной связке абра­зивным зерном.

Схема экструзионно-абразивной обработки представлена на рисунке 12.48. На пасту 1, находящуюся в верхнем цилиндре 2, давит пуансон 3, кото­рый передает давление масла, создаваемое гидростанцией 8. Паста перемеща­ется через обрабатываемое отверстие заготовки 4 в нижний цилиндр 5.

После того, как весь объем пасты переместится в нижний цилиндр, пода­ча масла в верхний цилиндр прекращается с помощью крана 7, и масло подает­ся к пуансону 6 нижнего цилиндра, что вызывает перемещение пасты в обрат­ном направлении. Такое циклическое возвратно-поступательное движение аб­разивной вязкой пасты (своеобразного эластичного инструмента) аналогично движению брусков в процессе хонингования, поэтому этот способ называют также «экструзионным хонингованием».

Паста для экструзионно-абразивной обработки представляет смесь абра­зивных зерен с вязким связующим, состоящим из эластичного полимера, сма­зочного вещества и поверхностно-активных добавок. Вязкость пасты должна повышаться с увеличением диаметра обрабатываемого отверстия. В качестве абразивного материала используются порошки электрокорунда, карбида крем­ния, алмаза. Размер зерен составляет 20-500 мкм; в ряде случаев используют смесь порошков различной зернистости. Содержание абразива в пасте находит­ся в пределах 25-75% (мае).

Создан ряд установок, в том числе автоматизированных, для экструзион­но-абразивной обработки. Экструэионно-абраэивный способ используют для финишной обработки отверстий малых (менее 6-8 мм) диаметров, некруглых и сложнопрофильных отверстий, окон, пазов в матрицах штампов и пресс-форм, а также в других деталях. Особенно эффективен этот способ для снятия заусен­цев и округления кромок в пересекающихся отверстиях. Машинное время об­работки составляет от 2 до 20 мин. Обеспечивается получение параметра шеро­ховатости поверхности Ra = 0,08 — 0,12 мкм при исходном параметре Ra = 1 — 1,5 мкм.

Можно одновременно обрабатывать несколько отверстий.