Спосіб оздоблювально-викінчувального оброблення отворів підшипників ковзання з високолегованих композитних сплавів для друкарських машин

Реферат: Спосіб оздоблювально-викінчувального оброблення отворів підшипників ковзання з високолегованих композитних сплавів для друкарських машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами, в якому оброблювана деталь обертається навколо своєї осі з одночасним зрізанням стружки з поверхні отвору інструментом при його обертанні навколо осі, паралельної осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструменту з поверхнею обертання, переміщенням його вздовж осі деталі та застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини. Як шліфувальний інструмент використовують круги з синтетичних алмазів АС на бакелітно-гумовій зв'язці та 100 %-ою концентрацією алмазу. UA 87131 U (54) СПОСІБ ОЗДОБЛЮВАЛЬНО-ВИКІНЧУВАЛЬНОГО ОБРОБЛЕННЯ ОТВОРІВ ПІДШИПНИКІВ КОВЗАННЯ З ВИСОКОЛЕГОВАНИХ КОМПОЗИТНИХ СПЛАВІВ ДЛЯ ДРУКАРСЬКИХ МАШИН UA 87131 U UA 87131 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 отворів деталей тертя з високолегованих композитних матеріалів на основі відходів швидкорізальних інструментальних сталей, 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 700 °C, тиск 5,0-8,0 МПа або швидкості обертання до 500 об/хв., тиск 2,0-4,0 МПа). Високоточне оздоблювально-викінчувальне оброблення вказаних важкооброблюваних композитних 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 по технічній суті та ефекту, що досягається, є надтонке внутрішнє шліфування отворів деталей на верстатах прецизійної точності за допомогою абразивних інструментів з карбіду кремнію зеленого зернистістю 10-14 мкм на гліфталевій зв'язці і застосуванням мастильно-охолоджуючих рідин [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 завдяки зменшенню тертя зерен інструменту по поверхні оброблення. При цьому застосовується мастильно-охолоджуюча рідина (МОР). Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі оздоблювальновикінчувального оброблення отворів підшипників ковзання з високолегованих композитних сплавів для друкарських машин оброблювана деталь обертається навколо своєї осі з одночасним зніманням стружок з поверхні отвору інструментом при його обертанні навколо осі, паралельної осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструменту з поверхнею обертання, переміщенням його вздовж осі деталі та застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини, для оброблення як шліфувальний інструмент використовують круги з синтетичних алмазів АС зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці та 100 %-ою концентрацією алмазу, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі 10-20 м/хв., швидкість обертання алмазного кругу - 25-35 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструменту вздовж осі отвору поверхні оброблення - 0,5-1,0 м/хв., глибина різання - 10-15 мкм. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь циліндричної форми з оброблюваним отвором затискається у пристрої верстата. Інструмент у вигляді алмазного круга з синтетичного алмазу АС зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці розміщується у отворі деталі так, щоб вісь обертання круга була паралельна осі обертання деталі. Одночасно алмазні зерна входять у робочий контакт з поверхнею оброблення і інструменту надається переміщення вздовж осі деталі, при цьому в зону зняття стружки подається мастильно-охолоджуюча рідина (МОР). Спосіб реалізується за схемою, наведеною на кресленні. Деталь 1 з отвором затискається у пристрої 3 верстата прецизійної точності і обертається зі швидкістю Уд. Абразивний круг 2 з відповідною оправкою розташовується в отворі деталі і обертається зі швидкістю Vі. Абразивний круг 2 за розрахунок відповідної кінематики верстата здійснює переміщення вздовж осі оброблення зі швидкістю Vn. Круг 2 має жорсткий контакт з деталлю 1, внаслідок чого знімається припуск на обробку t. В процесі знімання стружок з поверхні оброблення у ріжучу зону за допомогою трубопроводу 4 подається мастильно-охолоджуюча рідина 5. Завдяки тому, що алмазні зерна у складі шліфувального круга мають найгострішу форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) серед інших 1 UA 87131 U 5 10 абразивних матеріалів та завдяки застосуванню еластичної бакелітно-гумової зв'язки, коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) алмазні зерна немов би демфують у тіло 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 (на 20-30 %) зменшуються параметри шорсткості, спотворення поверхневих шарів a (напруження II-го роду, a ) як основної характеристики наклепу, при цьому одночасно відбувається зменшення (на 30-35 %) глибини проникнення наклепу у поверхневий шар деталі. Це безпосередньо впливає на параметри довговічності та зносостійкості готових виробів. Крім того, досягнення найвищих параметрів якості поверхонь оброблення сприяє призначенню таких режимів алмазного шліфування, які були всебічно досліджені (з метою забезпечення найвищих параметрів якості обробки) і стали нормованими для розробників технологій. При використанні традиційних технологій оброблення отворів деталей параметри якості поверхонь оброблення знижуються (табл. 1, 2). 15 Таблиця 1 Вплив шліфувального інструменту на параметри якості поверхні при обробці отворів деталей з композитного матеріалу на основі відходів інструментальної сталі 86 × 6НФТ + 5 % CaF2 Обробка згідно з найближчим аналогом [1] Обробка згідно з запропонованим способом кругом з карбіду кремнію зеленого алмазним кругом АСМ28Бр1 100 % на 63СМ28СМ21Гл на гліфталевій зв'язці бакелітно-гумовій зв'язці. Спотворення II Спотворення II Параметр Параметр a Глибина Глибина a шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм го роду a 10-4 наклепу h, мкм -4 мкм мкм го роду a 10 а 0,650 8-10 17-20 0,265 6-7 12-14 Таблиця 2 Вплив швидкості обертання деталі оброблення на якість поверхні при алмазній обробці отворів деталей з композитного матеріалу з відходів інструментальної сталі 86 × 6НФТ + 5 % CaF2 кругом АСМ14Бр1 100 % на бакелітно-гумовій зв'язці Швидкість обертання деталі оброблення м/хв. Параметри якості поверхні Параметр шорсткості Глибина наклепу h, мкм Ra, мкм 10 12 15 20 20 25 0,265 0,300 0,310 0,320 5-6 5-6 7-8 9-10 Спотворення II -го роду a a 10-4 11-13 12-14 12-14 14-15 Спосіб надтонкої абразивної обробки отворів деталей тертя з високолегованих композитних матеріалів може використовуватись при обробці спеціальних деталей для аерокосмічних систем, деталей тертя газотурбінних і компресорних станцій магістральних газогонів, ракетних двигунів та швидкісних підшипників ковзання поліграфічних машин офсетного друку. Джерела інформації: 1. Патент України № 77356, МПК В21Д37/16 (2006. 01) Спосіб фінішної прецезійної оздоблювальної обробки отворів деталей обертання з високолегованих композитів / Гавриш А. П., Роїк Τ.Α., Мельник О.О., Віцюк Ю.Ю.; опубл. 11.02.2013. Бюл. №3. 2 UA 87131 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб оздоблювально-викінчувального оброблення отворів підшипників ковзання з високолегованих композитних сплавів для друкарських машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами, в якому оброблювана деталь обертається навколо своєї осі з одночасним зрізанням стружки з поверхні отвору інструментом при його обертанні навколо осі, паралельної осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструменту з поверхнею обертання, переміщенням його вздовж осі деталі та застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини, який відрізняється тим, що як шліфувальний інструмент використовують круги з синтетичних алмазів АС зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці та 100 %-ою концентрацією алмазу, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 10-20 м/хв., швидкість обертання алмазного круга - 25-35 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструменту вздовж осі отвору поверхні оброблення - 0,5-1,0 м/хв., глибина різання - 10-15 мкм. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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