Спосіб фінішної обробки поверхонь циліндричних отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів

Спосіб фінішної обробки поверхонь циліндричних отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів, який включає розміщення робочого інструменту в циліндричному отворі з утворенням робочого зазору між поверхнями інструменту і отвору, створення у робочому зазорі 3 траєкторії зі швидкістю 1-5 м/хв. та одночасними додатковими поздовжньо-зворотними рухами вздовж осі циліндричного отвору деталі зі швидкістю 200-350 мм/хв., новим є те, що разом з поздовжньо-зворотними рухами робочому інструменту надають додаткові високочастотні ультразвукові коливання в діапазоні 16-40 кГц. Спосіб здійснюється наступним чином. Робочий інструмент розміщують в циліндричному отворі, причому вісь робочого інструменту зміщена на відстані від поверхні отвору, що складає суму величин робочого зазору та радіуса робочого інструменту, а розмір робочого зазору складає 0,05-0,20 мм, У робочому зазорі створюють магнітне поле та розміщують в ньому феромагнітний абразивний порошок, розмір зерен якого складає 5-50 мкм. Робочому інструменту надають також обертання навколо своєї осі зі швидкістю 1015 м/с, переміщують його вздовж поверхні отвору за круговою траєкторією руху зі швидкістю 1-5 м/хв. та додатково переміщують його поздовжньозворотними рухами вздовж осі циліндричного отвору деталі зі швидкістю 200-350 мм/хв. При цьому разом з поздовжньо-зворотними рухами робочому інструменту надають додаткові високочастотні ультразвукові коливання V в діапазоні 1640 кГц. Внаслідок встановлення співвідношення робочого зазору та розміру магнітно-абразивного порошку, а також співвідношення траєкторії руху магнітно-абразивного порошку та його швидкості вздовж поверхні деталей з високолегованих композитів за способом, що заявляється, зменшується величина наклепу поверхні та залишкових напружень в робочій зоні обробки, а якість поверхні оброблення підвищується. Спосіб може бути здійснено за допомогою пристрою, схема якого показано на кресленні. Деталь 1, внутрішній отвір Dд якої обробляється, відповідним чином жорстко закріплюється, наприклад, у технологічному пристрої на столі верстата для оброблення. 60525 4 Робочий інструмент 2 з зовнішнім діаметром Dм виконано з магнітного матеріалу або є індуктором, завдяки чому навкруги інструменту утворюється магнітне поле із заданими параметрами щодо магнітної індукції та напруженості магнітного поля (величина яких взаємопов'язана із типом матеріалу робочого інструменту та магнітноабразивного порошку). Робочий інструмент 2 розташовують у пристрої та додатково переміщують за круговою траєкторією, причому траєкторія осі робочого інструменту зміщена на відстані від поверхні отвору, що складає суму величин робочого зазору та радіуса робочого інструменту е, таким чином, щоб робочий зазор δ між поверхнями робочого інструмента та отвору складав 0,05-0,20 мм. В утвореному робочому зазорі δ магнітним полем фіксуються феромагнітні абразивні зерна 3 розміром 5-50 мкм. У залежності від матеріалу, що оброблюється, робочому інструменту надають обертання навколо своєї осі зі швидкістю Vм від 10 до 15 м/с і переміщують його вздовж поверхні отвору за круговою траєкторією 4 руху зі швидкістю Vі 1-5 м/хв., а інструмент 2 додатково переміщують поздовжньозворотними рухами вздовж осі циліндричного отвору деталі зі швидкістю Vпозд 200-350 мм/хв. При цьому разом з поздовжньо-зворотними рухами робочому інструменту надають високочастотні ультразвукові коливання v в діапазоні 16-40 кГц. Запропоновані режими оброблення забезпечують підвищення параметрів якості поверхонь на 30-40% в порівнянні зі способом, здійсненим за найближчим аналогом. При використанні технологічних режимів, що виходять за межі запропонованих діапазонів, технологічні параметри якості поверхонь знижуються (табл.1, 2). Висока якість фінішної обробки поверхні забезпечується як для литих, так і для композиційних високолегованих композитів. При фінішній абразивній обробці отворів деталей за технологічними режимами, що виходять за межі запропонованих діапазонів, технологічні параметри якості поверхонь знижуються. Таблиця 1 Параметри якості поверхні оброблення отвору підшипника ковзання з композиту на основі нікелю Обробка згідно з запропоноваОбробка отвору згідно з найним способом ближчим аналогом Параметри обробПараметри обробки Параметр Глибина Спотворення Параметр Глибина Спотворення ки шорсткості наклепу II роду шорсткості наклепу II роду -4 -4 Ra, мкм h, мкм Δа/а·10 Ra, мкм h, мкм Δа/а·10 7-9 0,05 0,90 0,77 Vм, 10-15 0,03 0,70 0,65 Vм=8-12 м/с м/с 17-20 0,04 1,00 0,70 0,4-0,7 0,06 0,90 0,72 Vі, 1-5 0,03 0,70 0,59 Vi=0,8-3 м/хв. м/хв. 0,906-8 0,04 0,80 0,80 0,07-0,08 1,00-0,75 1,20 150-180 0,05 1,10 0,74 Vпозд, Vпозд=160-280 200-350 0,03 0,65 0,61 мм/хв. мм/хв. 370-400 0,04 0,75 0,71 е, мм Dм/2+(0,05±0,20) е=Dм/2+(0,05±0,20), 0,03 0,75 0,73 мм v, кГц 16-40 5 60525 6 Таблиця 2 Параметри якості поверхні оброблення отвору підшипника ковзання з композиту на основі заліза Обробка згідно з запропоноваОбробка отвору згідно з найним способом ближчим аналогом Параметри обробПараметри обробки Параметр Глибина Спотворення Параметр Глибина Спотворення ки шорсткості наклепу II роду шорсткості наклепу II роду -44 -4 Ra, мкм h, мкм Δа/а·10 Ra, мкм h, мкм Δа/а·10 7-9 0,071 1,50 1,40 Vм, 10-15 0,06 1,30 1,20 Vм=8-12 м/с м/с 17-20 0,08 1,70 1,30 0,4-0,7 0,07 1,51 1,35 Vi, 1-5 0,05 1,31 1,20 Vi=0,8-3 м/хв. м/хв. 6-8 0,06 1,63 1,65 0,100 1,90 1,70 150-180 0,081 1,81 1,42 Vпозд, Vпозд=160-280 200-350 0,061 1,37 1,12 мм/хв мм/хв 370-400 0,091 1,65 1,41 е, мм Dм/2+(0,05±0,20) е=Dм/2+(0,05±0,20), 0,062 1,41 1,11 мм v, кГц 16-40 Спосіб фінішної магнітно-абразивної обробки поверхонь отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів може використовуватись при виготовленні деталей турбінних двигунів аерокосмічних систем, підшипників ковзання компресорних станцій магістральних газогонів, а також при виготовленні високошвидкісних підшипників ковзання відцентрового обладнання, зокрема, швидкісних пар тертя поліграфічних машин. Література: 1. Патент України №48385, G11В 5/127, 10.03.2010, Бюл. №5. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 60525 8 Підписне Тираж 24 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 – 42, 01601