Спосіб розмірної обробки деталей машин із зносостійким струмопровідним покриттям

Реферат: Спосіб розмірної обробки деталей машин із зносостійким струмопровідним покриттям включає механічну обробку деталі з покриттям. Одночасно з механічною обробкою піддають розмірному електростимульованому поверхневому пластичному деформуванню ділянку деталі, з якою взаємодіє інструмент, шляхом пропускання через неї та інструмент серії електричних імпульсів. Напрямок кожної з серій суміщають з напрямком механічних напружень у деталі, створених інструментом. Рівень навантаження інструмента на деталь фіксують на час пропускання серій імпульсів, а обробку здійснюють до отримання необхідних форми та чистоти поверхні деталі. UA 103380 U (12) UA 103380 U UA 103380 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, а саме - до способів, переважно, відновлення зношених деталей машин з напиленим зносостійким струмопровідним покриттям і може бути застосоване в умовах серійного і масового виробництва для відновлення і поверхневого зміцнення металевих виробів. Традиційне зносостійке покриття виконують газополуменевим, електродуговим, плазмовим та детонаційним методами. Технологія наплавлення та напилення обов'язково включає таку фінішну технологічну операцію, як розмірна механічна обробка - лезвійна або абразивна. Цим забезпечується необхідна форма та розміри деталі, а також чистота поверхні. Тому обов'язково передбачається створення необхідних припусків на товщину покриття під фінішну механічну обробку. Найбільш близьким до пропонованого за кількістю суттєвих ознак є спосіб розмірної обробки деталі із зносостійким струмопровідним покриттям, при якому виконують механічну обробку деталі з покриттям [Клименко С.Α., Муковоз Ю.А., Полонский Л.Г. и др. Точение износостойких защитных покрытий // Киев: Техника, 1997. - 146 с.]. При цьому для розмірної обробки деталі з таким покриттям використовують дорогий алмазний лезвійний та абразивний інструмент, що суттєво підвищує вартість і деталі, і її обробки. Характерними ознаками наплавлення та газотермічного напилення є суттєва невизначеність технологічного процесу, непередбачуваність і неконтрольованість динаміки нанесення покриттів, що обумовлено залежністю від значної кількості факторів впливу на процес. Ця невизначеність відчутно впливає на розвиток і застосування у промисловості. Невизначеність значень технологічних припусків з фінішною механічною обробкою покриттів є, по суті, гальмом у ланцюзі комплексного розвитку ремонтних технологій наплавлення і напилення. Механічна обробка матеріалів з твердістю до HRC30, практично не створює технологічних проблем і виконується традиційним металорізальним інструментом. Наплавлені ж та напилені високотверді покриття з твердістю HRC 42-62 і більше є проблемними для їх фінішної механічної обробки. Такі покриття, на відмінність від монолітних матеріалів мають високу крихкість, суттєво різні значення твердості на поверхні та на глибині, неоднорідний хімічний склад по товщині, велику кількість складових мікроструктури різної твердості та велику поруватість. Всі ці фактори, практично унеможливлюють отримання виробів з необхідною точністю та чистотою поверхні покриття при застосуванні для механічної обробки деталей з таким покриттям традиційного лезвійного інструменту. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу розмірної обробки деталей із зносостійким покриттям, який би дозволив, отримувати вироби з передбачуваною точністю та чистотою поверхні покриття з використанням при цьому для їх механічної обробки традиційного інструментом. Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для зменшення поверхневої твердості деталі із зносостійким струмопровідним покриттям лише на час її контактування з інструментом для механічної розмірної обробки. Поставлена задача вирішується тим, що включає механічну обробку деталі з покриттям, згідно з корисною моделлю, одночасно з механічною обробкою піддають розмірному електростимульованому поверхневому пластичному деформуванню ділянку деталі, з якою взаємодіє інструмент, шляхом пропускання через неї та інструмент серії електричних імпульсів, напрямок кожної з серій суміщають з напрямком механічних напружень у деталі, створених інструментом, рівень навантаження інструмента на деталь фіксують на час пропускання серій імпульсів, а обробку здійснюють до отримання необхідних форми та чистоти поверхні деталі. Особливістю пропонованого способу є і те, що одночасне механічне та розмірне електростимульоване поверхневе пластичне деформування деталі, виготовленої у вигляді тіла обертання, виконують інструментом у вигляді пари роликів з тугоплавкого матеріалу, які розташовують у діаметрально протилежних ділянках деталі та встановлюють з можливістю їх одночасного перекочування по поверхні деталі. Ще однією особливістю пропонованого способу є те, що одночасне механічне та розмірне електростимульоване поверхневе пластичне деформування деталі, що має складну геометричну форму, виконують інструментом у вигляді пари роликів, осі яких перпендикулярні до визначеного напрямку механічних напружень у деталі і розташовують з протилежних боків деталі. Пропонований спосіб включає навантажування деталі машини з покриттям парою роликів, розташованих у діаметрально протилежних ділянках деталі до утворення у матеріалі покриття механічних напружень, значення яких близьке до значення границі міцності матеріалу і діють на деталь серією імпульсів електричного струму (ІЕС). При цьому напрямок вектора густини електричного струму та напрямок максимального значення електричного опору матеріалу суміщають. Згадані операції засновані на відомому способі електропластичної деформації 1 UA 103380 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 металів [Патент № 2086338 РФ, МПК6 B21J5/00, дата публікації патенту: 10.08.1997]. Під час навантажування деталі в ній реалізується складний напружений стан. А ефективність дії ІЕС на матеріал, що перебуває в умовах складного напруженого стану суттєво залежить від напрямку вектора густини електричного струму відносно напрямків головних напружень. Найбільшого ефекту досягають при їх колінеарності. Таким чином проходження серій ІЕС дозволяє підвищити пластичність матеріалу зносостійкого покриття при даному рівні навантажування і відповідно підвищити ступінь деформування матеріалу покриття інструментом - роликом, а комбінована дія на деталь з покриттям механічного навантажування і імпульсів електричного струму дозволяє суттєво зменшити опір матеріалу твердого покриття до дії навантажування і, завдяки цьому отримати деталь із заданими розмірами. Приклад 1. Металеву деталь циліндричної форми, що мала ділянку у вигляді кільця з надтвердим зносостійким струмопровідним покриттям з твердістю HRC 60-62, ізолювали і закріплювали у патроні токарного верстату. На двох діаметрально протилежних ділянках згаданого покриття закріплювали з можливістю їх одночасного перекочування по поверхні деталі пари роликів з тугоплавкого матеріалу. При цьому ролики притискували до поверхні деталі з зусиллям 3000 Н. Ролики підключали до генератора ІЕС. Надавали деталі з покриттям обертального осьового руху із швидкістю 8-10 обертів за хвилину і пропускали через ролики і -2 деталь серії ІЕС тривалістю 10 с та амплітудою 2800 А. При цьому твердість поверхні деталі суттєво зменшувалась, а зносостійке покриття зазнавало деформування під дією роликів, що дозволило отримати деталь із заданими значеннями точності та чистоти поверхні і твердістю покриття HRC 60-62. Приклад 2. Металеву деталь у вигляді прямокутного паралелепіпеду, одна з кутових ділянок якої мала надтверде зносостійке струмопровідне покриттям з твердістю HRC 60-62, ізолювали і закріплювали одною з вільних граней на столі фрезерного верстату таким чином, що ділянка з покриттям була перпендикулярною до стола. Інструмент у вигляді пари роликів, осі яких паралельні столу, розташовували з протилежних боків деталі. При цьому один з роликів притискували до грані з покриттям, а другий розташовували на протилежній грані. При цьому ролики притискували до поверхні деталі з зусиллям 3000 Н. Ролики підключали до генератора ІЕС. Надавали роликам синхронного руху у вертикальній площині із швидкістю 0,05-0,08 м за -2 хвилину і пропускали через деталь і ролики серії ІЕС тривалістю 10 с та амплітудою 2800 А. При цьому твердість поверхні деталі суттєво зменшувалась, а зносостійке покриття зазнавало деформування під дією роликів, що дозволило отримати деталь із заданими значеннями точності та чистоти поверхні і твердістю покриття HRC 60-62. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб розмірної обробки деталей машин із зносостійким струмопровідним покриттям, що включає механічну обробку деталі з покриттям, який відрізняється тим, що одночасно з механічною обробкою піддають розмірному електростимульованому поверхневому пластичному деформуванню ділянку деталі, з якою взаємодіє інструмент, шляхом пропускання через неї та інструмент серії електричних імпульсів, напрямок кожної з серій суміщають з напрямком механічних напружень у деталі, створених інструментом, рівень навантаження інструмента на деталь фіксують на час пропускання серій імпульсів, а обробку здійснюють до отримання необхідних форми та чистоти поверхні деталі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що одночасне механічне та розмірне електростимульоване поверхневе пластичне деформування деталі, виготовленої у вигляді тіла обертання, виконують інструментом у вигляді пари роликів з тугоплавкого матеріалу, які розташовують у діаметрально протилежних ділянках деталі та встановлюють з можливістю їх одночасного перекочування по поверхні деталі. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що одночасне механічне та розмірне електростимульоване поверхневе пластичне деформування деталі, що має складну геометричну форму, виконують інструментом у вигляді пари роликів, осі яких перпендикулярні до визначеного напрямку механічних напружень у деталі і розташовують з протилежних боків деталі. 55 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2