Спосіб оброблення зовнішніх поверхонь деталей обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитів абразивними брусками

Реферат: Спосіб оброблення зовнішніх поверхонь деталей обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитів абразивними брусками, в якому оброблювану деталь фіксують у оброблюючому верстаті з горизонтальним розташуванням її осі, а інструмент у вигляді прямокутного абразивного бруска розміщують у прецизійному пазу інструментальної головки так, що вона своєю віссю перпендикулярно перетинається з віссю поверхні деталі і міцно притискується з заданою силою до поверхні оброблення, яка обертається навколо своєї осі з нормованою швидкістю та одночасно виконуючи плавні поздовжні переміщення вздовж осі деталі обертання з розрахованою швидкістю. Разом з поздовжніми переміщеннями інструментальної головки з абразивними брусками вздовж осі деталі оброблення головці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. UA 85154 U (12) UA 85154 U UA 85154 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема до способів високоточних оздоблювальних методів обробки поверхонь деталей обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитних матеріалів на основі сплавів заліза, що належать до класу важкооброблювальних сплавів зі спеціальними властивостями, наприклад високоточних зносостійких валів машин офсетного друку, що працюють в умовах тертя при жорстких режимах експлуатації (високі температури до 400 °C та тиски до 2,0-5 МПа або швидкості обертання до 800 об./хв. з тисками 1,5-4 МПа). Високоточне фінішно-оздоблювальне оброблення вказаних важкооброблювальних високолегованих сплавів відомими технологічними методами не забезпечує виконання необхідних технічних вимог до якості поверхонь таких деталей, які піддаються при роботі інтенсивним експлуатаційним навантаженням, що впливає на техніко-економічні показники спеціальної техніки, зокрема, на параметри надійності (зносостійкість, довговічність, ремонтоздатність). Ці показники залежать від параметрів якості поверхонь оброблення деталей вказаної техніки (шорсткість, величина та глибина наклепу, величина та знак залишкових напружень поверхневої зони). Найбільш близьким аналогом до корисної моделі за технічною суттю та ефектом, що досягається, є остаточне оброблення дрібнозернистими абразивними брусками суперфінішуванням прецизійних зовнішніх циліндричних поверхонь деталей [1]. Недоліками відомого способу [1] є технічна неможливість забезпечення мінімізації параметрів наклепу та шорсткості поверхні в оброблюваній зоні та відсутність засобів керування процесом надтонкої абразивної обробки для підвищення параметрів якості поверхонь тертя. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості поверхонь обробки отворів деталей тертя з високолегованих важкооброблюваних композитних матеріалів шляхом зрізання тонких стружок абразивними зернами інструменту за рахунок суттєвого зниження складових сил різання у зоні обробки та завдяки ускладненню траєкторії переміщення ріжучого абразивного зерна відносно оброблюваної поверхні отвору деталі. Це створює необхідні можливості для суттєвого зменшення перерізу стружки аz, що зрізується з зовнішньої поверхні оброблення деталі обертання з композитного сплаву і, відповідно, зменшуючи складові сил різання, сприяє формуванню більш якісної поверхні (параметр шорсткості Ra, величина залишкових напружень -4 та спотворення ІІ-го роду ∆а/а·10 ). Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі оброблення зовнішніх поверхонь деталей обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитів абразивними брусками, в якому оброблювану деталь фіксують у обробляючому верстаті з горизонтальним розташуванням її осі, а інструмент у вигляді прямокутного абразивного бруска розміщують у прецизійному пазу інструментальної головки так, що вона своєю віссю перпендикулярно перетинається з віссю поверхні деталі і міцно притискується з заданою силою до поверхні оброблення, яка обертається навколо своєї осі з нормованою швидкістю та одночасно виконуючи плавні поздовжні переміщення вздовж осі деталі обертання з розрахованою швидкістю, згідно з корисною моделлю, разом з поздовжніми переміщеннями інструментальної головки з абразивними брусками вздовж осі деталі оброблення головці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. Спосіб здійснюється наступним чином. Оброблювану деталь фіксують у обробляючому верстаті з горизонтальним розташуванням осі, а інструмент у вигляді прямокутного абразивного бруска розміщують у прецизійному пазу інструментальної головки так, що вона своєю віссю прямокутно перетинається з віссю поверхні деталі і міцно притискується з заданою силою до поверхні оброблення, яка обертається навколо своєї осі з нормованою швидкістю. Одночасно інструментальна головка з абразивними брусками виконує плавні поздовжні переміщення вздовж осі обертання з розрахованою швидкістю, при цьому разом з поздовжніми переміщеннями інструментальної головки додатково надаються поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 25 кол./с. Схему реалізації способу наведено на кресленні. Деталь 1 з діаметром D, поверхня якої оброблюється за допомогою пристроїв 2, фіксують у обробляючому верстаті. Інструментальна головка 4 розміщується таким чином, що її вісь орієнтована вертикально та перпендикулярно осі обертання деталі. Для цього використовують спеціальні пристрої 5 (на схемі наведено найпростіший варіант - планка). У прецизійному пазу інструментальної головки 4 розміщують і закріплюють абразивний брусок 3. Механізмами верстата деталі 1 надають обертання з нормованою швидкістю Vд. інструментальна головка з абразивним бруском (завдяки кінематичним властивостям верстата) виконує плавні 1 UA 85154 U 5 10 15 переміщення вздовж осі деталі 1 з розрахованою сталою швидкістю V п.з., а абразивний брусок 3 внаслідок навантаження інструментальної головки силою Р міцно притискується до поверхні оброблення деталі 1. Ця сила Р (в залежності від умов зони контакту абразивного бруска з поверхнею деталі) забезпечує утворення питомого тиску q0. Одночасно з плавними поздовжніми переміщеннями вздовж осі деталі 1 інструментальної головки 4 з абразивним бруском 3, головці додатково надаються поздовжньо-зворотні коливання nч.к.. з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. Особливою рисою даного способу оброблення зовнішніх поверхонь обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитних матеріалів є додаткове застосування частотних коливань nч.к. абразивного інструменту. Це обумовлює суттєве ускладнення траєкторії переміщення ріжучого абразивного зерна по поверхні оброблення і, як наслідок, значне зменшення перерізу az стружки, яка зрізується з робочої поверхні деталі. Як наслідок, створюються позитивні умови для покращення якості поверхні оброблення, в першу чергу, параметра шорсткості поверхні Ra, а також фізичних властивостей поверхневого шару, що обробляється абразивними брусками. Це безпосередньо впливає на параметри довговічності та зносостійкості готових виробів. При використанні традиційних технологій оброблення деталей обертання циліндричної форми поліграфічних машин параметри якості поверхонь знижуються (табл. 1, 2). Таблиця 1 Вплив амплітуди поздовжньо-зворотних коливань абразивних брусків на параметри якості поверхні при надтонкій обробці циліндричних поверхонь деталей з композитного сплаву 86X6HФT+5 %CaF2 Обробка згідно із запропонованим способом Обробка згідно з найближчим аналогом Амплітуда Параметр Глибина Спотворення Параметр Глибина Спотворення коливань шорсткості Ra, наклепу h, ІІ-го роду шорсткості Ra, наклепу h, ІІ-го роду брусків, -4 -4 мкм мкм ∆а/а·10 мкм мкм ∆а/а·10 мм 2 0,025 5-6 8,1 0,060 7-8 9,8 3 0,015 3-4 7,3 0,050 6-7 9,2 5 0,010 2-3 6,5 0,040 5-6 8,3 Примітки: 1 - швидкість обертання деталі Vд=80 м/хв.; 2 - швидкість поздовжнього переміщення Vп.з.=0,5 м/хв.; 3 - частота коливань абразивних брусків nч.к.=5 м/с; 4 - матеріал абразивного бруска карбід кремнію зелений 63СМ10Гл. 20 Таблиця 2 Вплив частоти поздовжньо-зворотних коливань абразивного бруска на параметри якості при надтонкій обробці деталей з зовнішньо-циліндричною формою з композитного сплаву на основі відходів інструментальної сталі 4XMHФC+5 %CaF2 Обробка згідно із запропонованим способом Частота Параметр Глибина Спотворення коливань шорсткості наклепу h, ІІ-го роду брусків, -4 Ra, мкм мкм ∆а/а·10 кол./с. 2 0,022 4-5 7,9 3 0,013 2-3 7,1 5 0,010 1,5-2 6,3 Обробка згідно з найближчим аналогом Параметр шорсткості Ra, мкм Глибина наклепу h, мкм Спотворення ІІ-го роду -4 ∆а/а·10 0,055 0,045 0,035 6-7 5-6 4-5 9,5 9,0 8,1 Примітки: 1 - швидкість обертання деталі Vд=80 м/хв.; 2 - швидкість поздовжнього переміщення Vпв=5 м/хв.; 3 - амплітуда коливань абразивних брусків 5 мм; 4 - матеріал абразивного бруска карбід кремнію зелений 63СМ10Гл. Спосіб оброблення зовнішніх поверхонь деталей обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитів абразивними брусками може використовуватись у вузлах швидкісних поліграфічних офсетних друкарських машин, а також при обробці спеціальних деталей для 2 UA 85154 U 5 аерокосмічних систем, деталей тертя газотурбінних і компресорних станцій магістральних газогонів та важливих деталей військової техніки. Джерела інформації: 1. Чеповецкий И.Х. Основы финишной алмазной обработки/ И.Х.Чеповецкий. - К.: Наукова думка, 1980. - 467 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб оброблення зовнішніх поверхонь деталей обертання поліграфічних машин зі зносостійких композитів абразивними брусками, в якому оброблювану деталь фіксують у оброблюючому верстаті з горизонтальним розташуванням її осі, а інструмент у вигляді прямокутного абразивного бруска розміщують у прецизійному пазу інструментальної головки так, що вона своєю віссю перпендикулярно перетинається з віссю поверхні деталі і міцно притискується з заданою силою до поверхні оброблення, яка обертається навколо своєї осі з нормованою швидкістю та одночасно виконуючи плавні поздовжні переміщення вздовж осі деталі обертання з розрахованою швидкістю, який відрізняється тим, що разом з поздовжніми переміщеннями інструментальної головки з абразивними брусками вздовж осі деталі оброблення головці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3