Спосіб фінішного оброблення отворів композитних підшипників ковзання поліграфічних машин абразивними брусками

Реферат: Спосіб фінішного оброблення отворів композитних підшипників ковзання поліграфічних машин абразивними брусками, в якому оброблювана деталь фіксується на столі обробляючого верстата з вертикальним розташуванням осі підшипника ковзання, а інструменти у вигляді прямокутних абразивних брусків розміщуються у прецизійних пазах оправки для оброблення по її периферії. Разом з поздовжніми переміщеннями оправки з абразивними брусками вздовж осі підшипника ковзання оправці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. UA 85525 U (54) СПОСІБ ФІНІШНОГО ОБРОБЛЕННЯ ОТВОРІВ КОМПОЗИТНИХ ПІДШИПНИКІВ КОВЗАННЯ ПОЛІГРАФІЧНИХ МАШИН АБРАЗИВНИМИ БРУСКАМИ UA 85525 U UA 85525 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема до способів високоточних оздоблювальних методів обробки поверхонь отворів деталей з високолегованих композитних матеріалів на основі сплавів заліза, що належать до класу важкооброблювальних сплавів зі спеціальними властивостями, наприклад деталей тертя (підшипники ковзання, вкладні, сегменти) високошвидкісних поліграфічних машин офсетного друку, що працюють в умовах тертя при жорстких режимах експлуатації (температура до 700 °C та тиск 5,0-8,0 МПа або швидкості обертання до 1000 об./хв. та тиск 2,0-4,0 МПа). Високоточне фінішно-оздоблювальне оброблення вказаних важкооброблюваних 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 до корисної моделі по технічній суті та ефекту, що досягається, є остаточне оброблення дрібнозернистими абразивними брусками хонінгуванням прецизійних отворів деталей [1]. Недоліками відомого способу [1] є технічна неможливість забезпечення мінімізації параметрів наклепу та шорсткості поверхні в оброблювальній зоні та відсутність засобів керування процесом надтонкої абразивної обробки для підвищення параметрів якості поверхонь тертя. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості поверхонь обробки отворів деталей 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 az, що зрізається з поверхні оброблення композитного підшипника ковзання і, відповідно, зменшуючи складові сил різання, сприяє формуванню більш якісної поверхні (параметр шорсткості Ra, глибина та ступінь наклепу, знак, величина -4 залишкових напружень та спотворення II-го роду а/а·10 ). Поставлена задача вирішена тим, що у запропонованому способі фінішного оброблення отворів композитних підшипників ковзання поліграфічних машин абразивними брусками, в якому оброблювана деталь фіксується на столі оброблюючого верстату з вертикальним розташуванням осі підшипника ковзання, а інструменти у вигляді прямокутних абразивних брусків розміщують у прецизійних пазах оправки для оброблення по її периферії так, що вісь оправки співпадає з розташуванням осі підшипника, а бруски своєю поздовжньою площиною паралельні осі оправки і міцно притискують з заданою силою до поверхні оброблення, одночасно обертаючись з нормованою швидкістю навколо осі підшипника ковзання та виконуючи поздовжні плавні переміщення зі сталою швидкістю вздовж осі деталі оброблення, який відрізняється тим, що разом з поздовжніми переміщеннями оправки з абразивними брусками вздовж осі підшипника ковзання оправці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь композитного підшипника ковзання циліндричної форми з оброблюваним отвором затискається у пристрої верстата для обробки з вертикальним розташуванням осі підшипнику ковзання. Абразивні інструменти для обробки отворів підшипників у вигляді дрібнозернистих брусків з відповідного абразивного матеріалу (карбід кремнію зелений, монокорунд, електрокорунд, синтетичний алмаз) розміщуються у прецизійних пазах оправки для оброблення так, що вісь оправки співпадає з розташуванням осі підшипника, а бруски своєю поздовжньою площиною паралельні осі оправки і міцно притискуються з заданою силою до поверхні оброблення. Одночасно оброблююча оправка з абразивними брусками обертається з нормованою швидкістю навколо осі композитного підшипника ковзання та виконує плавні переміщення зі сталою швидкістю вздовж осі деталі оброблення, при цьому разом з поздовжніми переміщеннями оправки з абразивними брусками вздовж осі підшипника ковзання оправці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. Спосіб реалізується за схемою на кресленні. 1 UA 85525 U 5 10 15 20 Деталь 2 за допомогою технологічних пристроїв 5 закріплюють на столі верстата для оброблення. В отвір деталі для прецизійної фінішної обробки робочої поверхні тертя підшипника 4 заводять оправку 1, якій за допомогою механізмів верстата надається обертальний рух зі швидкістю Voп. навколо своєї осі, яка співпадає з вертикальною віссю деталі. Одночасно абразивні бруски 3, розташовані по периферії оправки 1, завдяки її конструктивним особливостям силою Р міцно притискуються до поверхні оброблення 4. Разом з обертанням оправка 1 плавно поздовжньо переміщується вздовж вертикальної осі деталі зі швидкістю V пв. При цьому одночасно з поздовжніми переміщеннями оправки з абразивними брусками їй додатково надаються поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань nч.к. у межах 2-5 кол./с. Особливою рисою даного способу оброблення підшипників ковзання поліграфічних машин є додаткове застосування частотних коливань абразивного інструмента. Це обумовлює суттєве ускладнення траєкторії переміщення ріжучого абразивного зерна по поверхні оброблення і, як наслідок, значне зменшення перерізу az стружки, яка зрізається з робочої поверхні отвору композитного підшипнику ковзання. Як наслідок, створюються позитивні умови для покращення якості поверхні оброблення, в першу чергу, параметра шорсткості поверхні R a, а також фізичних властивостей обробленого абразивними брусками поверхневого шару. Це безпосередньо впливає на параметри довговічності та зносостійкості готових виробів. При використанні традиційних технологій оброблення отворів підшипників ковзання поліграфічних машин параметри якості поверхонь знижуються (таблиця 1, 2). Таблиця 1 Вплив амплітуди поздовжньо-зворотних коливань абразивних брусків на параметри якості композитних підшипників на основі відходів інструментальної сталі 86Х6НФТ + 5 % CaF2 Обробка згідно з найближчим аналогом [1] Параметр Глибина Спотворення ІІ- Параметр Глибина Спотворення ІІшорсткості наклепу h, го роду а/а·10- шорсткості наклепу h, го роду а/а·104 4 Ra, мкм мкм Ra, мкм мкм 0,025 5-6 8,1 0,060 7-8 9,8 0,015 3-4 7,3 0,050 6-7 9,2 0,010 2-3 6,5 0,040 5-6 8,3 Обробка згідно з запропонованим способом Амплітуда коливань брусків, мм 2 3 5 Примітки: 1 - швидкість обертання оправки Voп.=80 м/хв.; 2 - швидкість поздовжнього переміщення Vпв.=5 м/хв.; 3 - частота коливань абразивних брусків nч.к.=5 м/с; 4 - матеріал брусків - карбід кремнію зелений зернистістю 14 мкм Таблиця 2 Вплив частоти поздовжньо-зворотних коливань абразивних брусків на параметри якості композитних підшипників на основі відходів інструментальної сталі 4ХМНФС + 5 % CaF2 Обробка згідно з запропонованим способом Частота Параметр Глибина Спотворення коливань ІІ-го роду шорсткості наклепу h, 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[1] Параметр шорсткості Ra, мкм 0,055 0,045 0,035 Глибина Спотворення ІІнаклепу h, го роду а/а·104 мкм 6-7 5-6 4-5 9,5 9,0 8,1 Примітки: 1 - швидкість обертання оправки Vоп.=80 м/хв.; 2 - швидкість поздовжнього переміщення Vпв.=5 м/хв.; 3 - амплітуда коливань абразивних брусків - 5 мм; 4 - матеріал брусків - карбід кремнію зелений зернистістю 14 мкм. 25 Спосіб фінішного абразивного оброблення отворів композитних підшипників ковзання поліграфічних машин з нових високолегованих композитних матеріалів може використовуватись 2 UA 85525 U 5 у вузлах швидкісних підшипників ковзання поліграфічних офсетних друкарських машин, а також при обробці спеціальних 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 20 Спосіб фінішного оброблення отворів композитних підшипників ковзання поліграфічних машин абразивними брусками, в якому оброблювана деталь фіксується на столі оброблювального верстата з вертикальним розташуванням осі підшипника ковзання, а інструменти у вигляді прямокутних абразивних брусків розміщуються у прецизійних пазах оправки для оброблення по її периферії так, що вісь оправки співпадає з розташуванням осі підшипника, а бруски своєю поздовжньою площиною паралельні осі оправки і міцно притискують з заданою силою до поверхні оброблення, одночасно обертаючись з нормованою швидкістю навколо осі підшипника ковзання та виконуючи поздовжні плавні переміщення зі сталою швидкістю вздовж осі деталі оброблення, який відрізняється тим, що разом з поздовжніми переміщеннями оправки з абразивними брусками вздовж осі підшипника ковзання оправці додатково надають поздовжньо-зворотні коливання з амплітудою 2-5 мм і частотою коливань у межах 2-5 кол./с. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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