Arderea rigid-elastică (Rigid-elastic burnishing) este o metodă de prelucrare de finisare și întărire a pieselor prin deformare plastică la suprafață cu două unelte (sau un cap de lustruire) cu fixare rigidă a indentorului și fixare elastică a indentorului, care alunecă peste suprafața piesei de prelucrat, în timp ce indentatorul cu fixare elastică trece de-a lungul vârfurilor profilului de rugozitate a suprafeței format dintr-un indentor fixat rigid.
Proiectarea sculei de lustruire (design de lustruire) și tehnologia de lustruire depind în primul rând de geometria piesei de prelucrat și de proprietățile care trebuie obținute: întărire (microduritate, tensiuni de compresiune reziduale) și adâncimea stratului întărit, rugozitate.
În cursul netezirii rigid-elastice a suprafeței metalice se asigură parametrul de rugozitate a suprafeței Ra=0,02-0,1 μm; adâncimea stratului întărit până la 0,2 mm; tensiuni de compresiune reziduale de primul fel mai mari de 200 MPa; microduritatea stratului de suprafață este mai mare de 4000 MPa (la finisarea indentorului cu fixare elastică la Ra = 0,01 µm; acestea sunt mediate, valorile specifice depind de materialul prelucrat). Se formează un profil obișnuit de rugozitate a suprafeței cu o formă favorabilă tocită, se formează un strat superior întărit dens, omogen, pe un substrat al unui strat întărit neomogen, iar suprafața capătă o strălucire caracteristică în oglindă. Se efectuează netezirea metalelor, oțelurilor și aliajelor.
Lustruirea rigid-elastică se realizează prin următoarea tranziție după strunjirea fină. În primul rând, suprafața este netezită cu o unealtă cu o clemă de indentor rigidă (lustruire dură; la mașinile de uz general sau CNC, sunt preferate mașinile CNC). Acest lucru elimină ondulația care poate fi după întoarcere. Pentru reglarea fină a preîncărcării pe mașinile CNC, se folosește un senzor, semnalul discret de la care intră în controlerul de automatizare. Senzorul este fixat sau încorporat în instrument (sau un senzor tactil este utilizat pentru a măsura piesa și un senzor electronic de legare a sculei). Așa se determină momentul în care indentatorul atinge piesa (coordonată), adică „zero interferență”. Se folosește un indentor cu o rază de până la 3 mm (cu o rază mai mică, gradul de întărire este mai mare). În acest caz, stratul de suprafață al piesei este întărit și se formează o rugozitate preliminară. De obicei, formarea unui profil de rugozitate preliminar obișnuit nu provoacă dificultăți (regularitatea acestuia garantează regularitatea profilului final de rugozitate): motivele inconsecvențelor constă de obicei în neglijarea unor măsuri binecunoscute: verificarea acurateței tehnologice și geometrice a echipamentelor. ; controlul piesei originale pentru valoarea durității și absența „petarii” acesteia; cam plictisitor; controlul instrumentelor și echipamentelor; controlul parametrilor de calitate atinși înainte de netezire (ereditatea tehnologică are loc întotdeauna); setare mai fină. Apoi suprafața piesei este lustruită cu o unealtă cu strângere elastică a indentorului (lunire elastică), de exemplu, Cogsdill DB-3 Diamond Burnishing Tool, principala cerință este ca unealta de lustruire să ofere precizia de prelucrare necesară. De obicei, forța de preîncărcare a indentorului este reglată în afara mașinii (adesea unealta are un șurub pentru preîncărcarea arcului cu gradații pe suport, care vă permite să setați forța necesară). Apoi, se folosește un grafic de calibrare (valoarea de penetrare a indentorului - forța de lustruire) pentru a seta coordonatele pentru lustruire în programul de control. Netezitorul, care trece de-a lungul profilului preliminar de rugozitate (vârfurile acestuia, acest lucru se realizează prin configurarea mașinii CNC), minimizează parametrul preliminar de rugozitate Ra și formează în final microstructura stratului de suprafață al piesei. Se folosește un indentor cu o rază mai mare de 3 mm (cu o rază mai mare, parametrul de rugozitate al suprafeței netezite Ra este mai mic). Este recomandabil să se utilizeze șlefuitoare unice, rigide și elastice, pe o mașină CNC cu două glise, cu un pat înclinat al unui grup de strunjire a turelei (sau pe un HYPER QUADREX 250 MSY "Mazak" și echipamente similare). În acest caz, netezitorul elastic trebuie să fie deplasat față de netezitorul rigid cu un multiplu al jumătate din avansul longitudinal (numere impare), cu avansuri mai netede egale, pentru netezirea maximă a rugozității. Procesele de lustruire cu fixare rigidă a indentorului și lustruire cu fixare elastică a indentorului sunt bine studiate separat, sunt cunoscute diverse modele de scule și recomandări practice pentru implementarea acestor procese de lustruire (tehnologia de lustruire cu diamant).
Procesul de lustruire dur-elastică este destinat fabricării pieselor de precizie care funcționează în condiții de frecare. Este de dorit să o implementați imediat după întoarcere cu următoarea tranziție pe mașini CNC de precizie adecvată. În același timp, la netezirea centrelor de prelucrare de strunjire cu mișcare de-a lungul axei Y, devine posibilă utilizarea lustruitoarelor proiectate pentru echipamente universale.
Modurile de lustruire sunt următoarele (depinde de razele indentorului și sunt selectate în funcție de materialul piesei): primul indentor este o potrivire prin interferență de 50…150 µm (modul de netezire-călire, cu o duritate mai mică a piesei netezite , interferența este mai mare); al doilea indentor - forța de presare 40 ... 120 N (modul de netezire, cu o duritate mai mică a părții netezite, forța este mai mică); avans nu mai mult de 0,13 mm / turație (principiul construirii procesului, bazat pe trecerea celui de-al doilea indentor de-a lungul vârfurilor rugozității preliminare, vă permite să alegeți avansuri care sunt de două ori mai mari decât cele utilizate la netezirea cu o singură unealtă , din punctul de vedere al asigurării rugozității; cu cât avansul este mai mic, cu atât adâncimea stratului mai întărit și mai mică decât Ra); viteza nu mai mare de 70 m/min (la o viteza mai mica, uniformitatea microstructurii este mai buna).
Lustruirea rigid-elastică se realizează folosind LC. Alegerea COTS depinde de materialul prelucrat. Parametrul de rugozitate Ra realizat prin strunjire nu trebuie să depășească 0,8 µm. Nu ar trebui să existe duritate „petă” pe suprafața netezită. Piesa netezită nu trebuie să fie deformată (prelucrare pe mașini cu precizie și rigiditate corespunzătoare).
Ca urmare a lustruirii rigid-elastice, în stratul de suprafață se formează o microstructură cu un strat uniform dens întărit (se formează prin lustruire cu fixare elastică; deoarece deformarea plastică a materialului după lustruirea cu un indentor cu fixare tare va duce la o modificare a dimensiunii piesei, configurarea mașinii pentru a determina suprafața „0” pentru indentor cu fixare elastică este obligatorie; subtilitatea este că forța de preîncărcare este exact ceea ce este necesar pentru a forma un strat întărit omogen, astfel încât indentatorul cu fixare elastică netezește vârfurile rugozității preliminare și nu o „ara” complet, adică dacă depășim forța necesară - vom forma o „nouă” rugozitate, iar dacă forța este mai mică, nu vom formați o microstructură multistrat; în prima aproximare, atunci când neteziți un anumit material, trebuie să vă concentrați pe valoarea superioară a forței pentru modul de lustruire de netezire), care se transformă într-un neomogen întărit strat (format prin netezire cu fixare rigidă); se realizează parametrul de rugozitate a suprafeței piesei Ra<0,1 µm. Acest lucru asigură o rezistență sporită la uzură a stratului de suprafață al piesei și forma sa geometrică corectă.
La lustruire dur-elastică, pe centrele de prelucrare de strunjire-frezare, se poate folosi un suport cu cap în care se află două indentatoare (de obicei sferice diamantate, ambele indentatoare pe axa mașinii). Este indicat sa se realizeze suportul din oteluri aliate speciale, de exemplu cu wolfram, cu tratament termic, care creste decrementul de amortizare a vibratiilor. Suportul este montat într-un bloc de instrumente de antrenare (axa de rotație de-a lungul axei indentorului cu fixare elastică) și prin programarea unghiului de rotație și mișcare de-a lungul axei Y, indentatorul este abordat cu fixare elastică de suprafața piesei de prelucrat ( corp de revoluție) iar indentatorul este retras cu fixare rigidă după prelucrarea de către aceasta a suprafeței piesei (întoarcerea este suficientă). Alimentarea este atribuită în funcție de dimensiunea dintre axele primului și celui de-al doilea indentor, astfel încât al doilea indentor netezește vârfurile rugozității piesei obținute de primul. Cel mai adesea, lustruirea cu diamant este implementată (este posibil să se folosească fullerită ultradură, nitrură de bor wurtzită, nanopolicristale de diamant), dar deoarece sarcina pe al doilea indentor este mică, este permisă utilizarea altor materiale pentru scule.
Cap de netezire pentru centre de strunjire și frezare în varianta obișnuită: două indentatoare (vârfuri de diamant sferice); cadru; blocare cu indentor cu fixare rigidă în corp; un arc care presează indentatorul cu prindere elastică; o bucșă filetată cu o etanșare pentru indentor (un indentor cu fixare elastică și un arc este instalat în ea) - este înșurubat în corp; împingător pentru arc, instalat în orificiul carcasei (orificiul filetat pentru bucșa filetată intră în orificiul pentru împingător); un șurub de tip șurub care mișcă împingătorul (situat la un unghi de 90 ° față de acesta) și reglează forța elastică de lustruire. Inițial, proeminența indentorului montată elastic este mai mare decât proeminența indentorului montată rigid pentru a asigura forța de lustruire. Prin calibrarea arcului și folosind o indicație pe corpul capului (adică șurubul este înșurubat într-o anumită cantitate), atunci când indentatorul fixat elastic intră în funcțiune, se asigură forța de lustruire necesară.
Tot pe centrele de prelucrare moderne se pot folosi capete de lustruire, la care indentatorul cu fixare rigida este instalat sub axa piesei, iar indentatorul cu fixare elastica este deasupra axei. Din practica lustruirii, se știe că instalarea indentatorului sub axă (în limite rezonabile) stabilizează procesul de lustruire, zona de uzură își schimbă forma - indentatorul durează mai mult și poate fi răsucit de mai multe ori în unealtă înainte de a-și termina suprafața de lucru. . Și instalarea unui indentor cu fixare elastică deasupra axei facilitează procesul de „netezire” a rugozității primare.
Pentru piesele în care stratul de suprafață trebuie întărit la o adâncime de 1 mm, este posibilă utilizarea prelucrării combinate: pe centrele de prelucrare cu cap laser (de exemplu, Okuma Super Multi Tasking Machine LASER EX) - strunjire fină, călire cu laser (se zdrobesc boabele structurii materialului, dar se formează un microrelief ondulat), calibrarea suprafeței întărite cu un neted cu fixare rigidă a indentorului, netezirea profilului de rugozitate a suprafeței cu un neted cu fixare elastică a indentorului.
În prezent, există un număr mare de modele diferite de lustruire cu suport elastic pentru indentor care pot fi utilizate pentru lustruirea rigid-elastică, inclusiv modele de scule anti-vibrații pentru prelucrare de precizie.