Особенности способа магнитно-абразивной обработки

МАО осуществляется при движении относительно друг друга заготовки и абразивных частиц в магнитном поле (ГОСТ 23505-79). Впервые метод магнитно-абразивной обработки был предложен в 1938 году Н.И. Каргаловым, который получил авторское свидетельство на способ полирования деталей машин с использованием энергии магнитного поля.

Сущность и особенности способа МАО рассмотрим на примере обработки наружных цилиндрических поверхностей, получившей наиболее широкое практическое применение (рисунок 10.1).

Рисунок 10.1 – Схема МАО наружных цилиндрических поверхностей:

1– обрабатываемая заготовка; 2 – полюсные наконечники; 3 – электромагнитная система

Обрабатываемая деталь 1 помещается с зазором δ между полюсными наконечниками 2, установленными на электромагнитной системе 3. Зазоры заполняются ферроабразивным порошком 4. Частицы порошка под действием энергии магнитного поля, создаваемого катушками 3, удерживаются в зазоре и, ориентируясь наибольшей осью по направлению магнитных силовых линий, создают ферроабразивную щетку, которая прижимается к обрабатываемой поверхности 1. Детали сообщаются вращательное и возвратно-поступательное осциллирующее движения, что обеспечивает перемещение обрабатываемой поверхности относительно абразивного порошка и ее абразивную обработку. Для предотвращения засаливания ферроабразивной щетки в рабочие зазоры подается смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Поскольку каждая частица ФАП, ориентируясь по направлению магнитных силовых линий, то к обрабатываемой поверхности обращены наиболее острые режущие кромки. В процессе обработки режущие кромки притупляются, прежняя наибольшая ось элемента уменьшается. Появляются две новые наиболее удаленные точки, которые являются геометрическим местом новой наибольшей оси зерна. Происходит переориентация ферромагнитного элемента таким образом, что его новая наибольшая ось совпадает с направлением магнитных силовых линий, в результате чего обработка поверхности детали производится всегда острыми кромками. Данная особенность известна как процесс ориентированного абразивного резания.

Особенностями способа МАО являются:

- непрерывный контакт абразива с поверхностью изделия, что снижает циклические нагрузки на технологическую систему и способствует повышению точности геометрических размеров и формы обрабатываемой поверхности;

- отсутствие жесткого крепления абразивного зерна в связке, что способствует са­мопроизвольному нивелированию режущего инструмента от­носительно топографии (макрорельефа) обрабатываемой поверхности, устраняет вероятность появления в зоне резания критиче­ских давлений и температур, увеличивает стойкость зерна и обеспечивает стабильность физико-механических показателей качества поверхностного слоя детали;

- возможность управления жесткостью абразивного инструмента в осевом и про­дольном направлениях путем плавного регулирования величины тока в катушках электромагнита, что позволяет управлять величиной съема металла с обрабатываемой поверхности изделия;

- возможность совме­щения черновой, чистовой и финишной обработки без смены технологических баз и переустановки детали;

- отсутствие тре­ния связки о поверхность изделия, что обеспечивает абразивную обработку поверхности в условиях низких температур;

- возможность осуществлять как размерную, так и безразмерную обработку, обеспечивающую за 10 – 120 с съем ме­талла 0, 002 – 0, 5 мм на диаметр.

Установлено, что характеристики поверхностного слоя деталей после МАО, такие как количество остаточного аустенита, напряжения I и II рода, блоки когерентного рассеяния, имеют предпочтительные значения, чем после шлифования и хонингования.