cateva consideratii privind procesul de suprafinisare

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV
Catedra Design de Produs /i Robotic0
Simpozionul na,ional cu participare interna,ional
PRoiectarea ASIstat de Calculator
P R A S I C ' 02
Vol. I – Mecanisme /i Tribologie
7-8 Noiembrie Braov, România
ISBN 973-635-064-9
CÂTEVA CONSIDERAII PRIVIND PROCESUL DE SUPRAFINISARE
Gabriela NETIAN, Ionel SÂRBU, Ioan-Iulian SOLOMON, Lauren"iu NIU
Universitatea Tehnic “Gh.Asachi" din Iai
Abstract: Finishing is an abrading operation employed for the removal or smoothing-out of grinding lines,
scratches, parting lines, pits, tool marks and other surface defects that adversely affect the apperance or
function of a part.
In this paper are presented some considerations about the factors that may influence the finishing
operation and, also, the quality of surface . To complete this paper there were used experimental results
obtained in The Machine Manufacturing Departament.
Cuvinte cheie: Suprafinisare, bar$ abraziv$, dispozitiv de suprafinisat, calitate de suprafa&$.
1. Introducere
Supranetezirea, cunoscut i sub numele de
superfinisare sau vibronetezire, este un procedeu
tehnologic de prelucrare prin achiere a pieselor
metalice, mai mult, de finisare fin (în limba engleza
“fine finishing”[1]) cu abrazivi. Conform
Dic,ionarului enciclopedic român, defini,ia este
urmtoarea ”Opera,ie de netezire foarte fin a
suprafe,elor (suprafa, oglind) unor obiecte
metalice, realizat prin micarea rectiliniealternativ
ale unor bare abrazive, combinat cu
micarea de avans a obiectului prelucrat.” Defini,ia
din STAS 5456-80 adaug faptul c barele abrazive
efectueaz micri cu frecven, mare i amplitudine
mic. Defini,ia citat clarific unele aspecte: este un
procedeu de prelucrarea foarte fin, concretizat de
parametrii tehnologici specifici, de utilaje i scule
specifice, de aplica,ii diverse.
Dat fiind calitatea superioar a
suprafe,elor superfinisate, stpânirea procesului din
punct de vedere tehnologic a constituit preocuparea
în timp a multor cercettori din întreaga lume.
Superfinisarea a fost folosit pentru prima data în
anul 1934 de ctre tehnicienii firmei Crysler – SUA,
procedeul fiind permanent perfec,ionat[3]. Calitatea
de suprafa, este un parametru al organelor de
maini care contribuie în mare msur la realizarea
unei bune func,ionri, precum i la creterea
durabilit,ii acestora.
În general, superfinisarea realizat prin
procedeul de vibronetezire se asigur cu ajutorul
dispozitivelor de vibronetezire, i numai în cazul
prelucrrii în serie mare se utilizeaz maini de
vibronetezire. Vibronetezirea const în suprapunerea
unei micri rectilinii oscilatorii a sculei abrazive,
având o granula,ie foarte fin, cu o micare de
rota,ie i avans a piesei, prelucrarea fcându-se în
prezen,a unui lubrifiant. Prin supranetezire se pot
ob,ine rugozit,i de suprafa, pentru parametrul R a
de pân la 0.01µm [2]. Micrile capului portscul i
ale piesei se stabilesc pentru fiecare caz de
prelucrare în parte în func,ie de maina unealt pe
care se face prelucrarea, în func,ie de forma
geometric a suprafe,ei de prelucrat i în func,ie de
dispozitivul de vibronetezire de care dispunem.
2. Observa"ii experimentale
Prelucrarea prin vibronetezire are loc în
trei faze. În prima faz are loc contactul dintre bara
abraziv (3) i piesa (2), pe vârful microasperit,ilor
piesei de prelucrat i pe vârful granulelor abrazive
(1) (figura 1). Urmeaz faza când contactul dintre

ara abraziv i pies are loc numai pe vârful
granulelor fr ca ele s se întreptrund cu
microasperit,ile piesei. În ultima faz,
microasperita,ile sunt toate aproape complet
prelucrate, suprafa,a de contact este destul de mare,
astfel c produsul dintre mrimea suprafa,ei de
contact i presiunea agentului de lubrifiere (4) d o
for, portant care tinde s echilibreze for,a de
apsare exercitat de bara abraziv.
- lichidul de rcire-ungere este un
amestec de petrol (80-90%) cu ulei
mineral (10-20%);
Rezultatele unor cercetri experimentale
efectuate în cadrul catedrei au fost reprezentate
grafic în figurile 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Ra [m]
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8
P [Mpa]
Fig. 2 - Dependen,a dintre presiunea
specific de apsare a pietrei i R a .
Fig. 1 Contactul dintre bara abraziv i
pies
Calitatea de suprafa, i precizia de form
sunt influen,ate de regimul de achiere, abaterile de
form rezultate din prelucrrile anterioare i
parametrii regimului de lucru:
R a = f(V a ; P; ¸0 E; ; N B ; HB; S B ) (1)
în care: - V a reprezint viteza de achiere i este o
sum vectorial a vitezelor micrii sculei în lungul
generatoarei suprafe,ei de prelucrat V b i a vitezei
periferice a piesei de prelucrat V p ;
- P - presiune specific de apsarea a
pietrei pe pies;
-
0 E - vâscozitatea lichidului de rcireungere;
- - timpul de lucru;
- N B - granula,ia barei abrazive;
- HB- duritatea barei abrazive;
- S B - structura barei abrazive.
Literatura de specialitate recomand pentru
alegerea principalilor parametri ai procesului,
urmtoarele valori:
- P = 0,5 – 6 daN/cm 2 ;
- V b =5-7 m/min;
- A = 600-2000 cd/min;
- V p =10-30m/min, valori maxime ctre
sfâritul ciclului de lucru;
- R a0 = 1,2-3 µm;
- M28-M20, M14-M10, granula,ia barei
abrazive;
- IK sau KL, duritatea barei abrazive;
Ra [m]
0,3
0,2
0,1
0
0 200 400 600
v [m/s]
Fig. 3- Dependen,a dintre viteza de rota,ie
a piesei i R a .
Ra [m]
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0 0,5 1 1,5
Ra init [m]
Fig.4 - Dependen,a dintre rugozitatea
ini,ial a piesei i R a .
Ra [m]
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0 2 4 6 8
vâscozitate [cSt]
Fig.5 Dependen,a dintre vâscozitatea
lichidului de rcire-ungere i R a.

Ra [m]
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0 20 40 60 80
timp [s]
Ra [m]
i R a :
Fig.6 - Dependen,a dintre timpul de lucru
Fig.7 - Dependen,a dintre duritatea
materialului piesei i a abrazivului sculei i R a :
O sintez a constatrilor noastre referitoare
la factorii ce exercit influen, asupra parametrului
de rugozitate în timpul procesului de suprafinisare
este prezentat în figura 8.
Mediul abraziv
Abrazivi Lichid rcireungere
Regim de lucru
electrocorindon, petrol 80-90% viteza de rota,ie a piesei v p = 400 m/s
carbur de siliciu, ulei mineral 10-20% frecven,a micrii oscilatorii 600-2500 cd/min
nitrur cubic de bor presiunea specific de apsare P = 0,5-6 daN/cm 2
diamant
Granula,ie 500-1200
M14-M5
Materialul piesei
dimensiuni PROCES rigiditate
compozi,ie DE felul ac,ionrii
Maina unealt, dispozitiv
propriet,i fizico-mecanice SUPRAFINISARE parametii geometrici
rugozitatea R a
Viteza de rotatie a piesei / Ra
Presiunea de apasare / Ra
Ra init / Ra
0,3
0,3
0,3
Ra [m]
Ra [m]
Ra [m]
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0 20 40 60 80
duritate [HRC]
0
0 500
v [m/s]
0
0 0,8
P [Mpa]
0
0 1,5
Ra init [m]
Fig. 8 Influen,a diferi,ilor factori asupra procesului de suprafinisare

3. Concluzii
Procedeul de suprafinisare este un
procedeu complex, calitatea pieselor ob,inute
depinzând de foarte mul,i factori. Productivitatea
procedeului i consumul de scule abrazive, adic
doi dintre parametrii tehnico-economici ai
opera,iei de suprafinisare, pot fi influen,a,i prin
modificarea parametrilor regimului de lucru.
Cunoaterea evolu,iei fiecruia dintre aceti
parametri duce la ob,inerea rezultatelor urmrite
în condi,ii optime i cu un consum redus de
energie, materiale i for, de munc.
Bibliografie
1. Farago, Fr. Abrasive Methods Engineering,
vol. 2. Industrial Press, S.U.A., 1980.
2. Vlase, A. Tehnologia Construc&iilor de
Ma+ini.. Editura Tehnic, Bucureti, 1996.
3. Henry, F. Pouret, H. Le travail des métaux
par abrasion. Editura Eyrolles, Paris, 1960.
4. ***, Metals Handbook vol 2: Heat Treating,
Cleaning and Finishing. ASM International,
Ohio, 1994.
5. Sârbu, I. Considera&ii privind suprafinisarea
inelelor de rulmen&i. Tez de doctorat, Iai,
1999.