Спосіб утворення мікрорельєфу
Номер патенту: 10734
Опубліковано: 15.11.2005
Автори: Хмілярчук Ольга Іларіонівна, Киричок Петро Олексійович
Формула / Реферат
Спосіб утворення мікрорельєфу переважно на поверхнях металів та сплавів поверхнево-пластичним деформуванням, який полягає в тому, що циліндричну заготовку обертають з постійною швидкістю навколо її осі й обробку виконують в два переходи, який відрізняється тим, що на першому переході на поверхні виконують частково-регулярний мікрорельєф синусоїдального типу ввігнутої форми індентором з радіусом наконечника R=0,5-4 мм при подачі s=0,7-4,0 мм/об і частоті обертання деталі n3=100-400 об/хв, після чого на другому переході зменшують зусилля вдавлювання на 50-75 %, подачу до s=0,02-0,1 мм/об та кількість обертів заготовки n3=50-200 об/хв, залишають при цьому постійним кількість осциляцій й утворюють на поверхні повністю регулярний мікрорельєф тетрагонального або гексагонального типу на ділянках, що не були оброблені на першому переході, при цьому змінені внаслідок повторного переходу деформуючого елемента параметри частково-регулярного мікрорельєфу розраховують за формулою:
,
де - відносна площа, що займають нерівності, %;
- сила вдавлювання індентора на першому переході, Н;
- сила вдавлювання індентора на другому переході, Н;
- радіус індентора, мм;
- твердість матеріалу, Н/мм2;
- діаметр деталі, мм;
- подача інструмента на першому переході, мм;
- амплітуда осциляції інструмента, мм;
- відношення частоти осциляції інструмента nподв.х до частоти обертання деталі n3 на першому переході;
- площа нерівностей, що перетинаються на довжині хвилі осциляції внаслідок першого переходу, розраховується за спеціально розробленою програмою.
Текст
Спосіб утворення мікрорельєфу переважно на поверхнях металів та сплавів поверхневопластичним деформуванням, який полягає в тому, що циліндричну заготовку обертають з постійною швидкістю навколо її осі й обробку виконують в два переходи, який відрізняється тим, що на першому переході на поверхні виконують частково-регулярний мікрорельєф синусоїдального типу ввігнутої форми індентором з радіусом наконечника R=0,5-4 мм при подачі s=0,7-4,0 мм/об і частоті обертання деталі Пз=100-400 об/хв, після чого на другому переході зменшують зусилля вдавлювання на 50-75 %, подачу до s=0,02-0,1 мм/об та кількість обертів заготовки Пз=50-200 об/хв, залишають при цьому постійним кількість осциляцій й утворюють на поверхні повністю регулярний мікрорельєф тетрагонального або гексагонального типу на ділянках, що не були оброблені на першому переході, при цьому змінені внаслідок повтор Корисна модель належить до машинобудування, а саме поверхневого пластичного деформування металів та сплавів, і може бути використаний для утворення регулярного мікрорельєфу на циліндричних поверхнях деталей для зміцнення поверхонь тертя і покращення їх експлуатаційних властивостей. Відомий спосіб утворення мікрорельєфу на поверхнях металів та сплавів пластичним деформуванням [а.с. СССР №242700 МКИ В24В39/00, опубл. 05.07.78, бюл. №25]. Спосіб полягає в тому, що заготовку обертають з постійною швидкістю навколо її осі, а до неї з певним зусиллям притискують деформуючий елемент з заокругленою робочою частиною, наприклад, кулька або вигладжу ного переходу деформуючого елемента параметри частково-регулярного мікрорельєфу розраховують за формулою: FH J Ті HV D HV-Р, + Р2) ( п-—v, 4e — - \ V( Hf „ 100% H (З3 S-i де FH - відносна площа, що займають нерівності, %; Р1 - сила вдавлювання індентора на першому переході, Н; Р2 - сила вдавлювання індентора на другому переході, Н; R - радіус індентора, мм; HV - твердість матеріалу, Н/мм2; d 3 - діаметр деталі, мм; s-| - подача інструмента на першому переході, мм; є - амплітуда осциляції інструмента, мм; і 1 - відношення частоти осциляції інструмента Пподвх до частоти обертання деталі пз на першому переході; k - площа нерівностей, що перетинаються на довжині хвилі осциляції внаслідок першого переходу, розраховується за спеціально розробленою програмою. ео CO вач. Задаючи параметри процесу обробки, отримують заданий мікрорельєф на поверхні деталі. Необхідність суттєвого зміцнення поверхневого шару вимагає проведення обробки зі значними силами деформування, що призводить до утворення значних напливів. Напливи негативно впливають на параметр шорсткості поверхні, знижують її якість. Відомий також спосіб поверхневого пластичного деформування, при якому на поверхні спочатку формуються канавки, з подальшим деформуванням її країв інструментами з прямолінійною формою твірної [а.с. СССР №1243934 МКИ В24В39/00, опубл. 25.02.85]. При формуванні канавки відбувається зміцнення поверхні. Однак о> 10734 величина зусилля, як наслідок, і поширення пластичної деформації на значну глибину, що характеризує зміцнений шар, обмежена Це пояснюється тим, що висота напливів, які утворюються при обробці, тим більша, чим більше зусилля вдавлювання деформуючого інструмента При великих зусиллях, наприклад, при необхідності отримання великої глибини зміцненого шару, висота напливів може досягати таких величин, при яких подальше формування канавки може стати неможливим Наступне деформування країв канавки в цьому випадку буде супроводжуватися зростанням інтенсивності наклепу, збільшить вірогідність перенаклепу поверхневих шарів металу В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу утворення регулярного мікрорельєфу на поверхнях деталей із заданою величиною відносної опорної площі поверхні, величиною зміцнення поверхневого шару, дотриманням необхідної шорсткості поверхні з достатньою її маслоємнютю й використанні одного деформуючого інструмента як вигладжувача на обох переходах Поставлена задача вирішується тим, що в способі утворення мікрорельєфу на циліндричний поверхнях металів і сплавів поверхневопластичним деформуванням, обробку виконують в два переходи На першому переході на поверхні виконують частково-регулярний мікрорельєф синусоїдального типу ввігнутої форми індентором з радіусом наконечника R=0,5 4мм при подачі s=0,7 4,0мм/об і частоті обертання деталі п3=100 400об/хв Після ЧОГО, на другому переході зменшують зусилля вдавлювання на 50-75%, подачу до s=0,02 0,1 мм/об та КІЛЬКІСТЬ обертів заготовки Пз=50 200об/хв, залишають при цьому постійним КІЛЬКІСТЬ осциляцій й утворюють на поверхні повністю регулярний мікрорельєф тетрагонального або гексагонального типу на ділянках, що не були оброблені на першому переході При цьому змінені, внаслідок повторного переходу деформуючого елемента, параметри частковорегулярного мікрорельєфу розраховують за формулою г FH = vr HV R U3 100% де Fj-| - відносна площа, що займають нерівності, %, Р1 - сила вдавлювання індентора на першому переході, Н, Р2 - сила вдавлювання індентора на другому переході, Н, R - радіус індентора, мм, HV- твердість матеріалу, Н/мм2, d 3 - діаметр деталі, мм, s 1 - подача інструмента на першому переході, мм, є - амплітуда осциляції інструмента, мм, її - відношення частоти осциляції інструмента Пподв х до частоти обертання деталі пз на першому переході, k - площа нерівностей, що перетинаються на довжині хвилі осциляції внаслідок першого переходу, розраховується за спеціально розробленою програмою На Фіг 1-Фіг 3 показана поверхня ВІДПОВІДНО до виконання оздоблювально-зміцнюючої обробки поверхневим пластичним деформуванням, поверхня після виконання першого переходу, поверхня після виконання другого переходу Спосіб утворення мікрорельєфу відбувається наступним чином Обробка поверхні відбувається в два переходи, на кожному з яких зусилля прикладають деформуючим елементом з заокругленою робочою частиною, утворюючи в матеріалі деталі залишкові стискуючі напруження На першому переході утворюють частково-регулярний мікрорельєф 1 (Фіг 2) синусоїдального типу ввігнутої форми Утворення на першому переході на поверхні частково-регулярного мікрорельєфу дозволяє, за рахунок вибору значних сил вдавлювання деформуючого інструмента, середніх значень подачі і частоти обертання заготовки, отримувати оптимальне зміцнення поверхні, забезпечити високий рівень залишкових стискуючих напружень На другому переході зменшують зусилля деформування на 50-75%, подачу, частоту обертання деталі і на поверхні утворюють повністю регулярний мікрорельєф тетрагонального або гексагонального типу 2 (Фіг 3) на ділянках, що не були оброблені на першому переході Метою другого переходу є утворення повністю регулярного мікрорельєфу на ділянках, що не були оброблені на першому переході, згладжування напливів, утворених внаслідок першого переходу, та отримання гладкої поверхні з покращеним параметром шорсткості, з одночасним зміцненням ділянок, що не були оброблені на першому переході В результаті повторного переходу відбувається зміна параметрів частково-регулярного мікрорельєфу їх форма, розмір залежать від обраних параметрів режиму віброобробки на другому переході Приклад розрахунку Виконують обробку вала діаметром бз=30мм, виготовленого зі сталі 45 з вихідною твердістю H V = 1 2 0 0 H / M M 2 Утворення на першому переході на поверхні частково-регулярного мікрорельєфу відбувається радіусом індентора R=2MM З наступними режимами обробки подача S-I=2MM/O6, сила вдавлювання індентора Рі=275Н, частота обертання заготовки п3і=125об/хв, частота осциляції інструмента Пподв х=1 ЗООхв 1 , амплітуда осциляції е=1мм Згладжування нерівностей та зміцнення несучої поверхні, що не була оброблена, виконують тим самим інструментом, що і на першому переході, з наступними режимами обробки подача S2=0,07MM/O6, сила вдавлювання індентора Рг=75Н, частота обертання заготовки П32=50об/хв, частота осциляції інструмента пПОдв х=1 ЗООхв1, амплітуда осциляції е=1 мм Остаточна відносна площа, що займають нерівності, визначається за залежністю 10734 4л/(Рі - Р?)(2TCR V 1 2 " 2 HV - P. , ти HV R d 3 2 2 p 100% = ^ _ 4-y/(275-75)(2 3.14 2 2 1200-275+75) 3.142 1200 2 30 2 (4 1 10.4)2+(3.14 30) 2 +2 2 -10.4 1.2 I 100% = 31.28% Використання даного способу обробки поверхонь дозволяє за рахунок підвищення мікротвердості на ділянках 1 (Фіг.З) на 10-12% й на ділянках 2 (Фіг.З) на 4-7%, усунення напливів по краях нерівностей, утворених на першому переході, утворення мікрорельєфу на поверхні з визначеною відносною опорною площею, досягти зміцнення поверхні на 22-27% й 27-31% після першого та другого переходів ВІДПОВІДНО, що, в кінцевому результаті підвищує експлуатаційні властивості виробів і ДОВГОВІЧНІСТЬ поверхонь тертя деталей машин та механізмів. Фіг. 1 Фіг 2 1 2 Фіг.З Комп'ютерна верстка Д Шеверун Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for forming the micro-relief
Автори англійськоюKyrychok Petro Oleksiiovych
Назва патенту російськоюСпособ образования микрорельефа
Автори російськоюКиричок Петр Алексеевич
МПК / Мітки
МПК: B24B 39/00
Мітки: спосіб, утворення, мікрорельєфу
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-10734-sposib-utvorennya-mikrorelehfu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб утворення мікрорельєфу</a>
Попередній патент: Лінійний хвильовий п’єзоелектричний двигун
Наступний патент: Пальниковий пристрій
Випадковий патент: Спосіб великолоскутної краніотомії у ссавців із екстракорпоральним збереженням кісткового клаптя після видалення великого фрагменту склепіння черепу