Спосіб фінішної обробки циліндричних отворів деталей тертя з важкооброблюваних композитів для друкарської техніки

Реферат: Спосіб фінішної обробки циліндричних отворів деталей тертя з важкооброблюваних композитів для друкарської техніки дрібнозернистими шліфувальними інструментами, при якому оброблювальна 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 інструмента з поверхнею обертання, переміщенням його вздовж осі деталі та застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини. Як шліфувальний інструмент використовують круги з кубічного нітриду бору (кубоніт КНБ) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці. Обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 15-35 м/хв., швидкість обертання кубонітового круга - 25-50 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструменту вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 5-20 мкм. UA 90726 U (12) UA 90726 U UA 90726 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 важкооброблюванних 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 800 об/хв., тиск 2,0-4,0 МПа). Високоточне фінішне 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 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 з'вязці 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 стрижок ріжучими зернами інструменту за рахунок суттєвого зниження складових сил різання у зоні обробки завдяки зменшенню тертя зерен інструмента по поверхні оброблення. При цьому застосовується мастильно-охолоджуюча рідина (МОР). Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі фінішної обробки циліндричних отворів деталей тертя з важкооброблюваних композитів, в якому оброблювальна деталь обертається навколо своєї осі з одночасним зрізанням стружок з поверхні отвору інструментом при його обертанні навколо осі, паралельної осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструмента з поверхнею обертання, переміщенням його вздовж осі деталі та застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини, для оброблевання як шліфувальний інструмент використовують круги з кубічного нітриду бору (кубоніт КНБ) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 15-35 м/хв., швидкість обертання кубонітового круга - 25-50 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення - 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 5-20 мкм. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь циліндричної форми з циліндричним оброблюваним отвором затискається у пристрої верстату. Інструмент у вигляді кубонітного круга з кубічного нітриду бору КНБ зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці розміщується у отворі деталі так, щоб вісь обертання круга була паралельна осі обертання деталі. Одночасно кубонітові зерна входять у робочий контакт з поверхнею оброблення і інструмента 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 Vд . Шліфувальний круг 2 з відповідною оправкою розташовується в отворі деталі і обертається зі швидкістю Vі . Шліфувальний круг 2 за рахунок відповідної кінематики*верстата здійснює переміщення 55 вздовж осі оброблення зі швидкістю Vn . Круг 2 має жорсткий контакт з деталлю 1, внаслідок чого знімається припуск на обробку t . В процесі зрізання стружок з поверхні оброблення у ріжучу зону за допомогою трубопроводу 4 подається мастильно-охолоджуюча рідина 5. Завдяки тому, що кубонітові зерна у складі шліфувального круга мають найгострішу форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) серед інших 1 UA 90726 U 5 абразивних матеріалів та завдяки застосуванню еластичної бакелітно-гумової зв'язки, коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) кубонітові зерна немов би 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 (на 20-30 %) зменшуються параметри шорсткості, спотворення поверхневих a шарів (напруження II -го роду, a ) як основної характеристики наклепу, при цьому одночасно 10 відбувається зменшення (на 30-35 %) 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 кубонітового шліфування, які були всебічно дослідженні (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 інструмента 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 способомкругом з карбіду кремнію зеленого кубонітним кругом КНБМ28Бр1 на бакелітно63СМ28СМ21Гл на гліфталевій зв'язці гумовій зв'язці Спотворення IIСпотворення II - Параметр Параметр a Глибина Глибина a шорсткості шорсткості Ra, наклепу h, мкм наклепу h, мкм го роду a 10-4 -4 Ra, мкм го роду a 10 мкм а 0,650 8-10 17-20 0,271 6,5-7,5 13-15 Таблиця 2 Вплив швидкості обертання деталі оброблення на якість поверхні при обробці отворів деталей з композитного матеріалу з відходів інструментальної сталі 86 × 6НФТ+5 % CaF2 кругом КНБМ28Бр1 на бакелітно-гумовій зв'язці Параметри якості поверхні Швидкість обертання деталі оброблення Параметр шорсткості Глибина м/хв. Ra, мкм мкм 15 20 30 35 20 25 30 0,269 0,310 0,325 0,337 наклепу 6,0-6,5 6,5-7,0 7,5-9,0 9,5-10,5 h, Спотворення II-го роду a a 10-4 11,0-13,5 12,0-15,0 12,5-15,5 14,0-16,0 Спосіб фінішної обробки циліндричних отворів деталей тертя з важкооброблюваних композитів друкарської техніки може використовуватись при обробці спеціальних деталей для аерокосмічних систем, деталей тертя газотурбінних і компресорних станцій магістральних газогонів, ракетних двигунів та високообертових підшипників ковзання поліграфічних машин офсетного друку. Джерела інформації: 1. Патент України - № 77316, МПК В21Д37/16 (2006.01) Спосіб фінішної прецезійної оздоблювальної обробки отворів деталей обертання з високолегованих композитів /Гавриш А.П., Роїк Т.А., Мельник О.О., Віцюк Ю.Ю.; опубл. 11.02.2013. Бюл. № 3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 2 UA 90726 U 5 10 Спосіб фінішної обробки циліндричних отворів деталей тертя з важкооброблюваних композитів для друкарської техніки дрібнозернистими шліфувальними інструментами, при якому оброблювальна 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 інструмента з поверхнею обертання, переміщенням його вздовж осі деталі та застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини, який відрізняється тим, що як шліфувальний інструмент використовують круги з кубічного нітриду бору (кубоніт КНБ) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 15-35 м/хв., швидкість обертання кубонітового круга - 25-50 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 5-20 мкм. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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