Rectificarea - Pietrele abrazive - Masini de rectificat

Rectificarea - Pietrele abrazive - Masini de rectificat

Rectificarea urmeaza dupa alte procedee de prelucrare: strunjire, frezare, rabotare, tratament termic etc. cand datorita preciziei dimensio­nale, netezimii suprafetei sau duritatii ridicate pe care o prezinta piesa, nu mai este posibila aplicarea corespunzatoare a altor procedee.

Evolutia rectificarii este strans legata de utilizarea otelurilor foarte dure si de perfectionarea fabricatiei pietrelor abrazive.

1. Pietrele abrazive

Pietrele abrazive sunt constituite din doua categorii de materiale: abraziv si liant. La fabricarea pietrelor abrazive se folosesc abrazivi naturali si sin­tetici. Acestia sunt:

• smirghelul – este o roca formata din A1₂O₃, SiO₂ si Fe₃O₄ care prezinta o duritate de 7,17,9 pe scara Mohs;
• corindonul natural – este format din alumina cu impuritati de cuart si altele, are duritatea 9 pe scara Mohs. Sub forma de pulbere este folosit pentru operatii de finisare;
• electrocorundul – are un continut mare de alumina cristalina, se foloseste pentru rectificarea pieselor cu duritate ridicata;
• carborundul – este o carbura de siliciu, verde-neagra, de duritate 9,15, folosit la rectificarea sculelor;
• carbura de bor – de duritate 9,6 pe scara Mohs, serveste la rec­tificarea materialelor foarte dure;
• diamantul – este folosit la rectificari, ascutiri si lustruiri deose­bit de pretentioase.

Liantii sunt materialele in care se afla inglobate granulele abrazive. Rolul acestora cel mai important este acela de a mentine granulele abra­zive pana  la tocirea lor.

Dupa natura lor, liantii sunt: organici si anorganici. Cei organici sunt pe baza de bachelita, cauciuc etc, iar cei anorganici sunt ceramici si mi­nerali. Functie de rezistenta pe care liantii o prezinta la solicitari meca­nice, pietrele abrazive pot fi utilizate numai pana la anumite limite ale vitezei periferice. Astfel, pietrele confectionate cu liant ceramic pot primi cel mult o viteza periferica de 35 m/s, cele cu liant pe baza de magneziu pana la 20 m/s si cele bachelitice pana la 6075 m/s.

Structura pietrelor abrazive este determinata de cantitatea granulelor pe unitate de volum si de repartitia lor in masa liantului. O importanta deosebita prezinta marimea porilor de care depinde capacitatea de acumu­lare a aschiilor. Duritatea pietrelor abrazive, pentru aceleasi materiale, se schimba atunci cand se mareste sau se micsoreaza marimea porilor. In conditii normale, volumul porilor din cel al pietrei este sub 50%, iar ma­rimea unui por nu depaseste pe cel al granulei.

Liantul trebuie sa retina granula pina in momentul tocirii ei. Atunci cand proprietatile aschietoare ale granulei s-au consumat, liantul trebuie sa permita indepartarea acestuia din piatra sub actiunea fortei de aschiere care este mai mare. In locul granulelor tocite si indepartate, pe suprafata activa a pietrei apar noi granule cu muchii intacte, ascutite.

Pietrele abrazive dure se folosesc la rectificarea materialelor moi, iar pietrele moi, la rectificarea materialelor dure.

Marimea granulelor abrazive determina si marimea rugozitatii supra­fetei rectificate. Astfel, pentru a obtine o rugozitate a suprafetei R_z = 6,3 μm este necesara o granulatie de 4050 (in sutimi de milime­tru) in cazul rectificarii rotunde exterioare si 2540 pentru rectificare interioara. Pentru o rugozitate R_z = 3,2 μm granulatia pietrei trebuie sa fie de 2540 si 1625 pentru rectificari rotunde exterioare, respec­tiv interioare.

Din punctul de vedere al formei se deosebesc urmatoarele tipuri de pietre abrazive (fig. 2.65):

pietre cilindrice plane (a) care servesc la rectificarea cilindrica exterioara, interioara, plana si la ascutirea sculelor;

pietre conice plane (b, c si d) folosite la rectificarea danturilor si altor profile;

pietre cilindrice cu degajare (e, f, g si h) utile la rectificarea supra­fetelor circulare si frontale;

pietre inelare (i) folosite la rectificarea plana cu partea frontala a pietrei;

pietre tip oala (j si k) pentru prelucrarea suprafetelor plane cu partea frontala;

pietrele taler (1) servesc la ascutirea sculelor pentru prelucrarea rotilor dintate.

Fig. 2.65. Tipuri de pietre abrazive

2. Masini de rectificat

Precizia ridicata ceruta procesului de rectificare impune masinilor-unelte din aceasta categorie cateva conditii: reglarea continua a miscarilor de lucru, protejarea suprafetelor fata de pulberi, functionarea linistita fara trepidatii, rigiditate ridicata etc.

In figura 2.66 se prezinta o masina de rectificat rotund cu masa mobila. Aceasta se compune din urmatoarele parti importante: 1 ba­tiu; 2 – masa de lucru; 3 papusa port-piesa; 4 papusa port-pia­tra; 5 – papusa mobila. Aceasta masina permite rectificarea exterioara cilindrica si conica. Piesa de rectificat se fixeaza in papusa 3 si se reazema pe varful papusii 5. Piesa realizeaza miscarea principala M_p2. Avansul longitudinal M_s1 este asigurat de deplasarea mesei 2, iar cel transversal M_s este asigurat de papusa 4.

Fig. 2.66. Masina de rectificat rotund

Caracteristica principala a masinii de rectificat prezentata in figura 2.67 este lipsa varfurilor pentru fixarea piesei. In schimb, aceasta ma­sina utilizeaza doua pietre abrazive, una pentru rectificare 8 si cea de a doua pentru conducerea si avansarea piesei 9. Partile care compun o ase­menea masina de rectificat fara varfuri sunt: 1 batiul; 2 papusa pie­trei de rectificare; 3 papusa pietrei de antrenare; 4 dispozitiv pen­tru sustinerea piesei; 5 si 6 dispozitive pentru corectarea suprafetelor circulare ale pietrelor abrazive; 7 – motor de antrenare. Cele doua pie­tre abrazive primesc de obicei miscarea de rotatie de la motoare di­ferite.

Pentru ca acest ansamblu masina sa functioneze, piatra de antrenare trebuie sa aiba proprietati de aschiere mai reduse decat piatra de rectifi­care. Deci, forta de frecare care ia nastere intre piesa si piatra de antre­nare trebuie sa fie mai mare decat forta de aschiere ce se formeaza intre piesa si piatra de rectificat. Latimea riglei 4 trebuie sa fie mai mare decat latimea pietrelor, iar unghiul de inclinare de 2030°.

Fig. 2.67. Masina de rectificat rotund fara varf

Aceste masini prezinta o productivitate ridicata, piesa poate avea un adaos mic deoarece se autocentreaza, se pot rectifica piese de diametru mic si nu solicita piesa la incovoiere.

Masinile de rectificat plan se folosesc la rectificarea suprafetelor plane rezultate in urma prelucrarii prin rabotare, frezare etc, sau pentru rectificarea directa a unor piese de duritate ridicata. Aceste masini pot lucra cu periferia pietrei abrazive sau cu partea frontala a acestora.

O asemenea masina (fig. 2.68) se compune din urmatoarele parti: 1 batiu cu coloana; 2 papusa port-piatra; 3 masa port-piesa; 4 sania mesei. Piesa de rectificat se fixeaza pe masa masinii care efec­tueaza miscarea de avans M_s rectilinie alternativa. Miscarea principala M_p de aschiere este efectuata de piatra abraziva, iar miscarile M_s2 si M_s3 sunt efectuate pentru avansarea pietrei pe adancimea aschiei si de avans trans­versal.

Fig. 2.68. Masina de rectificat plan

3. Prelucrari prin rectificare

Pentru intelegerea mai usoara a modului de lucru la rectificare, in figura 2.69 se prezinta cateva scheme de prelucrare.

Fig. 2.69. Prelucrari prin rectificare

Rectificarea cilindrica exterioara a unei piese poate fi efectuata lon­gitudinal sau prin patrundere. La rectificarea longitudinala avansul pie­trei este de circa (0,80,9)B, in care B este latimea discului abraziv (a). La rectificarea prin patrundere, piatra va lucra avansand numai trans­versal pe piesa (b).

Rectificarea cilindrica fara varfuri se efectueaza conform pozitiei c din figura 2.69. Suprafata periferica a discului de antrenare are forma unui hiperboloid, astfel ca prin inclinarea lui cu unghiul α imprima pie­sei atat miscare de rotatie cat si de avans longitudinal. Discul de antre­nare este executat cu liant din cauciuc.

Rectificarea plana cu periferia discului se executa ca in pozitia d, iar rectificarea plana cu partea frontala ca in e. Rectificarea rotunda interioara se prezinta in pozitia f.

Pentru obtinerea unei precizii dimensionale si calitati superioare rectificarii se practica honuirea pieselor, vibronetezirea, lepuirea, rodarea, lustruirea fina etc.

Honuirea este o prelucrare de netezire fina a suprafetelor cilindrice care se realizeaza cu o scula numita hon. Honul contine 3 pana la 12 bare din piatra abraziva, care sunt apasate cu o anumita presiune pe suprafata de prelucrat. Prin miscarea capului de honuit in interiorul unui cilin­dru, barele abrazive corodeaza suprafata, reducand inaltimea asperitatilor.

Vibronetezirea este un procedeu asemanator honuirii, cu completa­rea ca, barele abrazive primesc si o miscare vibratorie.

Lepuirea este procedeul de prelucrare a suprafetelor pieselor cu gra­nule abrazive in suspensie, introduse intre piesa de prelucrat si dispozi­tivul de lepuire.

Rodarea este un procedeu asemanator lepuirii, in care insa pasta abraziva se introduce chiar intre suprafetele pieselor de rodat.

Lustruirea se face cu discuri moi si pasta abraziva, pentru obtinerea unei suprafete cat mai lucioase.