Спосіб прецизійної кубонітової обробки отворів підшипників ковзання зі зносостійких алюмінієвих композитів для поліграфічних машин

Реферат: Спосіб прецизійної кубонітової обробки отворів підшипників ковзання зі зносостійких композитів на основі алюмінію для поліграфічних машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР). Для оброблення як шліфувальний інструмент використовують круги на основі кубічного нітриду бору (КНБ) - кубоніту зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр.1). Обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 35-50 м/хв, швидкість обертання кубонітового круга - 40-55 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструменту вздовж осі отвору поверхні оброблення - 2,0-3,7 м/хв, глибина різання - 5-20 мкм. UA 104506 U (12) UA 104506 U UA 104506 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема, до способів прецизійних оздоблювальних методів обробки поверхонь отворів деталей тертя зі зносостійких композитних матеріалів на основі відходів алюмінієвих сплавів, що належать до класу важкооброблюваних сплавів зі спеціальними властивостями, наприклад деталей аерокосмічної техніки, газотурбінних систем, компресорних станцій магістральних трансєвропейських газогонів та деталей тертя (підшипники ковзання, вкладні, сегменти) високошвидкісних поліграфічних машин офсетного друку, що працюють в умовах тертя при жорстких режимах експлуатації (температура до 100-150 °C, тиск 1,5-5,0 МПа або швидкості обертання до 500 об/хв, тиск 1,04,0 МПа). Відомим аналогом є спосіб тонкого абразивного шліфування важкооброблюваних високолегованих матеріалів пермалоєвого (типу 81НМТ) та алфенолового (типу 16ЮИХ) класів, при застосуванні якого використовують дрібнозернисті абразивні інструменти з карбіду кремнію зеленого (63С), зернистістю 10-14 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а оброблення поверхонь здійснюють, призначаючи надтонкі оздоблювальні режими різання [1]. Недоліком аналога є те, що при зрізанні тонких стружок з невеликим їх перерізом при обробці в'язких матеріалів з підвищеною твердістю і ударною в'язкістю, якими є композиційні матеріали на основі алюмінієвих типу AК12MMгH+5 % CaF2, АК8МЗч та інші, відбувається миттєве окиснення субмікронних часток елементів стружки, налипання їх до ріжучої кромки абразивного зерна з карбіду кремнію зеленого (63С), що змінює умови різання у зоні оброблення, зокрема, веде до суттєвого збільшення радіусу заокруглення та кута різання при вершині поодинокого зерна, що обумовлює передчасну втрату ріжучої здатності абразивного круга, веде до інтенсифікації його засалювання, передчасної втрати ріжучої здатності абразивного круга і стає причиною суттєвого зниження параметрів якості поверхні оброблення деталі з відповідним зниженням показників її зносостійкості. У відомому аналога поверхні композиційних деталей обробляються абразивними інструментами з карбіду кремнію зеленого 63СМ14СМ2Гл з застосуванням тонких режимів різання та інтенсивним застосуванням для обробки мастильно-охолоджуючих рідин (МОР) [2]. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб фінішної прецизійної оздоблювальної обробки отворів деталей оброблення з високолегованих композитів [2]. Недоліком найближчого аналога є те, що при його застосуванні не досягають параметрів шорсткості поверхні оброблення R a, які менші за значення 0,600-0,650 мкм та глибини наклепу (дефектного шару деталі), меншого ніж 8-10 мкм, що не забезпечує підвищення зносостійкості та довговічності деталей тертя поліграфічних машин [2]. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості поверхонь обробки отворів підшипників ковзання зі зносостійких композитних матеріалів на основі алюмінію шляхом зрізання тонких стружок ріжучими зернами інструменту за рахунок зниження складових сил різання у зоні обробки та завдяки зменшенню тертя зерен інструменту по поверхні оброблення. При цьому застосовується мастильно-охолоджуюча рідина (МОР). Поставлена задача вирішується тим, що спосіб обробки отворів підшипників ковзання зі зносостійких композитів на базі алюмінію для поліграфічних машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами оброблювальна деталь обертається навколо своєї осі зі зрізанням стружок з поверхні отвору інструментом, при одночасному обертанні інструменту навколо осі, паралельній осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструменту з поверхнею обертання, при цьому його переміщенням відбувається вздовж осі деталі при застосуванні мастильно-охолоджуючої рідини, а для оброблення як шліфувальний інструмент використовують круги на основі кубічного нітриду бору (КНБ) - кубоніту зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр.1), а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 35-50 м/хв, швидкість обертання кубонітового круга 40-55 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструменту вздовж осі отвору поверхні оброблення - 2,0-3,7 м/хв, глибина різання - 5-20 мкм. Корисна модель пояснюється кресленнями, де представлена схема реалізації способу. Деталь 1 з отвором затискають у пристрої 3 верстата прецизійної точності і обертають зі швидкістю Vд. Шліфувальний круг 2 з відповідною оправкою розташовують в отворі деталі і обертають зі швидкістю Vi. Шліфувальний круг 2 за рахунок відповідної кінематики верстату здійснює переміщення вздовж осі оброблення зі швидкістю Vn. Круг 2 має жорсткий контакт з деталлю 1, внаслідок чого знімає припуск на оброблення t. В процесі зрізання стружок з поверхні оброблення у ріжучу зону за допомогою трубопроводу 4 подають мастильно-охолоджуючу рідину 5. 1 UA 104506 U 5 10 15 20 Спосіб здійснюють наступним чином. Підшипник ковзання з оброблюваним отвором затискають у пристрої верстату. Інструмент у вигляді шліфувального круга з кубаніту (КНБ) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці розміщують у отворі деталі так, щоб вісь обертання круга була паралельна осі обертання деталі. Одночасно кубонітові зерна входять у робочий контакт з поверхнею оброблення, а інструменту надають переміщення вздовж осі деталі, при цьому в зону зняття стружки подають мастильно-охолоджуючу рідину (МОР). Завдяки тому, що кубонітові зерна у складі шліфувального круга мають достатньо гострішу форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) у порівнянні з іншими абразивними матеріалами та завдяки застосуванню еластичної бакелітногумової зв'язки, коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) кубонітові зерна демфують у матеріал зв'язки, зменшуючи фактичну глибину різання, досягається суттєве зниження складових сил різання, які виникають при стружкоутворенні. Ці фактори, в свою чергу, впливають на фактичну глибину різання та переріз стружки, що призводить до покращення якості поверхні оброблення, зокрема, суттєво (~ 100 %) зменшуються параметри шорсткості, спотворення поверхневих шарів (напруження II-го роду, a ) як основної характеристики a наклепу, при цьому одночасно відбувається зменшення (~ 20-25 %) глибини проникнення наклепу у поверхневий шар деталі. Це безпосередньо впливає на параметри довговічності та зносостійкості готових виробів. Крім того, досягненню найвищих параметрів якості поверхонь оброблення сприяє призначення таких режимів тонкого кубонітового шліфування, які були всебічно дослідженні з метою забезпечення найвищих параметрів якості обробки. При використанні традиційних технологій оброблення отворів деталей параметри якості поверхонь оброблення знижуються (табл. 1, 2). Таблиця 1 Вплив шліфувального інструменту на параметри якості поверхні при обробці отворів підшипників ковзання з композитного матеріалу на основі відходів алюмінієвих сплавів типу АК12ММгН+5 % Обробка згідно з найближчим аналогом [1] Обробка згідно з запропонованим способом кругом з карбіду кремнію зеленого алмазним кругом кубонітовим на бакелітно63СМ28СМ21Гл на гліфталевій зв'язці гумовій зв'язці (Бр1) Спотворення II-го Спотворення II-го Параметр Глибина Параметр Глибина шорсткості Ra, наклепу h, шорсткості Ra, наклепу h, a роду роду a  10  4  10  4 мкм мкм мкм мкм a a 0,650 8-10 17-20 0,320 6,6-7,6 13,5-15,0 25 Таблиця 2 Вплив швидкості обертання деталі оброблення на якість поверхні при обробці отворів підшипників ковзання з композитного матеріалу з відходів алюмінієвих сплавів типу АК12ММгН+5 % CaF2 кругом КНБМ28Бр1 на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1) Параметри якості поверхні Спотворення II-го роду Швидкість обертання Параметр шорсткості деталі оброблення м/хв. Глибина наклепу h, мкм a Ra, мкм  10  4 a 35 0,320 6,6-7,6 13,5-15,0 40 0,340 7,2-7,7 13,6-16,1 45 0,360 7,8-9,2 14,6-16,8 50 0,380 10,2-10,8 15,6-17,1 30 Корисна модель може використовуватись при обробці спеціальних деталей для аерокосмічних систем, деталей тертя газотурбінних і компресорних станцій магістральних газогонів, машинних комплексів легкої та харчової галузей промисловості та високообертових підшипників ковзання поліграфічних машин офсетного друку. Джерело інформації: 2 UA 104506 U 5 1. Гавриш А.П. Финишная алмазно-абразивная обработка магнитных материалов / А.П. Гавриш. - К.: изд. "Вища школа", 1983. - 172 с. 2. Патент України № 77356, МПК В21D 37/16 (2006. 01) Спосіб фінішної прецезійної оздоблювальної обробки отворів деталей обертання з високолегованих композитів / А.П. Гавриш, Т.А. Роїк, О.О. Мельник, Ю.Ю. Віцюк; опубл. 11.02.2013, Бюл. № 3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб прецизійної кубонітової обробки отворів підшипників ковзання зі зносостійких композитів на основі алюмінію для поліграфічних машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР), який відрізняється тим, що для оброблення як шліфувальний інструмент використовують круги на основі кубічного нітриду бору (КНБ) - кубоніту зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр.1), а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 35-50 м/хв, швидкість обертання кубонітового круга - 40-55 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструменту вздовж осі отвору поверхні оброблення - 2,0-3,7 м/хв, глибина різання - 5-20 мкм. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 3