Или абразивно-жидкостная отделка (АЖО)

Сущность СГАО в следующем: струя суспензии из воды и абразивных частиц направляется на обрабатываемую поверхность заготовки. При этом частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности, создавая эффект полирования, без направленных рисок. Одновременно с получением необходимого микрорельефа этот способ создаёт полезное поверхностное упрочнение.

Производительность процесса, шероховатость и физико-механические свойства поверхностного слоя зависят от следующих факторов: материал заготовки, продолжительность сборки, концентрация абразива в суспензии, свойства и зернистость абразивного материала, угол атаки ά, скорость струи Vc, свойств СОЖ…

Действие режущих кромок абразивных частиц на обрабатываемую поверхность носит импульсный (ударный) характер и является непродолжительным. Жидкостная пленка на поверхности заготовки играет очень важную роль. При попадании зерен на выступы микрорельефа, они легко преодолевают ее сопротивление и удаляют металл. Если же зерна попадают на впадины, они встречают большое сопротивление жидкости, и съем материала замедляется, что уменьшает шероховатость поверхности.

СГАО применяют в авиационной, автомобильной, инструментальной и некоторых других отраслях машиностроения. С его помощью выполняют следующие виды работ: - шлифование и полирование деталей особо сложной конфигурации (штампы, пресс-формы, лопасти насосов центробежных, фасонное литьё...);

- получение поверхностей без напрвленных следоав обработки;

- повышение усталостной прочности пружин, зубьев шестерён;

- увеличение стойкости режущего инструмента;

- получение поверхностей с высокой каппилярностью и повышение их износостойкости, коррозионной стойкости и лучшего сцепления с покрытием;

- удаление окалины, ржавчины, снятие заусенцев после механической обработки.

Основные достоинства СГАО – доступность, простота, дешевизна, обеспечение высокой износостойкости обработанных поверхностей.

При обработке отивок с исходной шероховатостью Ra=80…40мкм можно получить Ra=20…10(до 2,5) мкм. Съём металла при СГАО не превышает 0,1…0,2 мм. С увеличением длительности обработки равномерность обработки снижается.

Если скругление кромок недопустимо, то СГАО предусматривают перед чистовыми механическими оперциями, если допустимо – после них.

Существует большое количество схем реализации СГАО, но все они содержат следующие основные элементы конструкции:

1. устройство для поддержания абразива во взвешенном состоянии в жидкости;
2. бак, где находится суспензия;
3. электродвигатель привода устройства 1;
4. трубопровод подачи суспензии;
5. трубопровод подачи сжатого воздуха;
6. рабочая камера;
7. заготовка, совершающая вращательное или возвратно-поступательное движение;
8. струйный пистолет или форунка (может быть несколько).

Суспензия из рабочей камеры самотёком после отработки поступает по трубопроводу в бак 2.

В качестве абразивных материалов при СГАО применяют зеленый и черный карбиды кремния, электрокорунд, кварцевый песок. Стойкость этих материалов находится в соотношении 8:4:1. Прочность абразивных зерен зависит от их формы: зерна в виде октаэдра и куба во много раз прочнее игольчатых и пластинчатых зерен. Интенсивность обработки значительно снижается при сглаживании острых ребер зерен. Зернистость абразивных материалов принимают 80…160 мкм. Чем больше зернистость, тем выше производительность СГАО те же, что и при ЦАО.

Основными факторами, определяющими производительность, является: скорость и количество подавемой в еденицу времени суспензии, концентрация и зернистость абразива, длина струи и угол ее встречи с обрабатываемой поверхностью.

Оптимальная скорость струи обеспечивается подбором диаметра сопла d_c и жиклера d_ж для подачи воздуха: d=(1…1.35)d_c; а также давление воздуха для подъема эжектирования суспензии p_c≈ p_э=40…60 МПа. С уменьшением d_c расход суспензии уменьшается, но при слишком малом d_c прекращается подача суспензии. Диаметр сопла назначают в пределах d_ж=d_c=6…10 мм. Расход воздуха при этом составляет 1…2 м³/ мин.Оптимальный съем металла достигают при d _с=8 мм и давлении суспензии 60 МПа.

Содержание концентрации суспензии должно быть 30…35%. Оптимальная концентрация суспензии в струе определяется соотношением 1:11. Но вследствии неполного барботирования суспензии в баке фактическая концентрация ее на выходе форсунки примерно в 2 раза меньше.

На стабильность процесса СГАО влияет постоянство зернистости абразива, т.к. измельчение абразивных зерен резко снижает интенсивность обработки. Помимо измельчения зерен в ходе обработки происходит сглаживание режущих кромок и вершин с потерей способности резания. Поэтому для поддержания стабильности процесса необходимо 1…2 раза в смену добавлять в установку примерно 10% свежего абразива.

Оптимальная длина струи: 50…100 мм. Для эжекционной СГАО оптимальный угол встречи струи с поверхностью: ά=45˚. Для безэжекционной наибольшая производительность достигается при ά=30…35˚. Время обработки для мелких и средних заготовок из чугуна и алюминия – 3…8 мин., для чугунных – 15…20 мин., для стальных – 20…30 мин.