Спосіб прецизійного оброблення поверхонь отворів деталей тертя з композитних сплавів на основі алюмінію

Реферат: Спосіб прецизійного оброблення поверхонь отворів деталей тертя з композитних сплавів на основі алюмінію дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильноохолоджуючої рідини. Оброблення поверхонь отворів деталей тертя здійснюють кругами з карбіду кремнію чорного (53 С) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл). Обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі 15-35 м/хв., швидкість обертання абразивного круга - 25-30 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення - 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 2-5 мкм. UA 91220 U (12) UA 91220 U UA 91220 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 алюмінію, що належать до класу сплавів зі спеціальними властивостями, наприклад, деталей авіаційної техніки, машин легкої та харчової промисловості та деталей тертя (направляючі, скоби, сегменти) різальних поліграфічних машин, що працюють в умовах тертя при режимах експлуатації (температура розігріву до 150 °C, тиск 2,0-5,0 МПа або швидкості ковзання до 1 м/с). Відомий спосіб тонкого абразивного шліфування важкооброблюваних високолегованих матеріалів класу типу Ю16, 16 ЮИХ, "Alfo" системи "алюміній-іридій-залізо-хром" в якому використовують дрібнозернисті інструменти з карбіду кремнію зеленого (63С), зернистістю 1014 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а оброблення поверхонь здійснюють, призначаючи надтонкі оздоблювальні режими різання [1]. Недоліком цього способу є те, що при шліфуванні сплавів на основі алюмінію під час різання тонких стружок з невеликим їх перерізом (а саме такими є композитні сплави на основі алюмінію АК12М2МгН, АК12ММгН, АК8МЗч, АК12ММгН + (9-12) % MoS2), відбувається миттєве окиснення субмікронних часток елементів стружки, налипання їх до ріжучої кромки абразивного зерна карбіду кремнію зеленого, що змінює умови різання та кути різання у зоні оброблення, зокрема, веде до збільшення радіусу заокруглення та кута різання при вершині ріжучого поодинокого зерна, що обумовлює передчасну втрату ріжучої здатності абразивного круга стає причиною суттєвого зниження параметрів якості поверхні оброблення деталі. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі є спосіб оброблення поверхонь композитних деталей абразивними інструментами з карбіду кремнію зеленого 63СМ14СМ2Гл з застосуванням тонких режимів різання та інтенсивним застосуванням для обробки мастильноохолоджуючих рідин (МОР) [2]. Недоліком указаного способу є те, що в результаті його застосування на практиці не вдається отримати параметри шорсткості поверхні оброблення Ra менші позначень 0,600-0,650 мкм та глибини наклепу (дефектного шару деталі) меншого 8-10 мкм, що не дає змогу підвищити зносостійкість та довговічність деталей тертя поліграфічних машин. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості поверхонь обробки отворів деталей тертя з високолегованих композитних матеріалів на основі алюмінію шляхом зрізання тонких стружок ріжучими зернами інструмента а 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 способі прецизійного оброблення поверхонь отворів деталей тертя з композитних сплавів на основі алюмінію дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР), згідно з корисною моделлю, оброблення поверхонь отворів деталей тертя здійснюють кругами з карбіду кремнію чорного (53 С) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі 15-35 м/хв., швидкість обертання абразивного кругу - 25-30 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення - 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 2-5 мкм. У способі прецизійного оброблення поверхонь отворів деталей тертя з композитних сплавів на основі алюмінію оброблювана деталь обертається навколо своєї осі з одночасним зрізанням стружок з поверхні отвору інструментом, при обертанні інструмента навколо осі, паралельній осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструмента з поверхнею обертання, його переміщення відбувається вздовж осі деталі при застосуванні мастильно-охолоджуючої рідини, для оброблення як шліфувального інструмента використовують круги з карбіду кремнію чорного (53 С) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 15-35 м/хв., швидкість обертання абразивного кругу - 25-30 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення - 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 2-5 мкм. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь циліндричної форми з циліндричним оброблюваним отвором затискають у пристрої верстата. Інструмент у вигляді абразивного круга з карбіду кремнію чорного (53 С) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій (Гл) зв'язці розміщується у отворі деталі так, щоб вісь обертання круга була паралельна осі обертання деталі. Одночасно абразивні 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). 1 UA 91220 U 5 10 15 20 25 Спосіб реалізується наступним чином. Деталь 1 з отвором затискається у пристрої 3 верстата прецизійної точності і обертається зі швидкістю Vд. Шліфувальний круг 2 з відповідною оправкою розташовують в отворі деталі і обертається 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 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 абразивні зерна у складі шліфувального круга мають найгострішу форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) серед інших абразивних матеріалів та завдяки застосуванню еластичної гліфталевої зв'язки, коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) абразивні зерна демфують у матеріал зв'язки, зменшуючи фактичну глибину різання, чим досягається суттєве зниження складових сил різання, які виникають при стружкоутворенні, це, в свою чергу, впливають на фактичну глибину різання та переріз стружки, що призводить до покращення якості поверхні оброблення, зокрема, (на 20-30 %) зменшуються параметри шорсткості та спотворення поверхневих шарів (ступінь наклепу К) 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, досягненню найвищих параметрів якості поверхонь оброблення сприяє призначення таких режимів тонкого абразивного 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 інструмента на параметри якості поверхні при обробці отворів деталей з композитного матеріалу на основі відходів сплаву АК12М2МгН Обробка згідно з найближчим аналогом [1] Обробка згідно з запропонованим способом кругом з карбіду кремнію зеленого кругом з карбіду кремнію чорного (53 С) на 63СМ28СМ21Гл на гліфталевій зв'язці гліфталевій зв'язці Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь наклепу шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм К мкм мкм 0,650 10-15 1,17 0,271 6,5-7,5 1,05 Таблиця 2 Вплив швидкості обертання деталі оброблення на якість поверхні при абразивній обробці отворів деталей з композитного матеріалу на основі відходів сплаву АК12М2МгН абразивним кругом з карбіду кремнію чорного (53 С) зернистістю 28 мкм на гліфталевій зв'язці Параметри якості поверхні Швидкість обертання Параметр шорсткості Ra, деталі оброблення м/хв. Глибина наклепу h, мкм Ступінь наклепу К мкм 15 0,269 6,5-7,5 1,05 20 0,310 7,5-8,0 1,03 30 0,325 8,0-9,5 1,03 35 0,337 10-15 1,01 30 Спосіб прецезійного оброблення поверхонь отворів деталей тертя з композитних сплавів на основі алюмінію може використовуватись при обробці спеціальних деталей для аерокосмічних систем, деталей тертя машин легкої та харчової промисловості та зносостійких деталей різальних поліграфічних машин та фальцапаратів. Джерела інформації: 2 UA 91220 U 5 1. Гавриш А.П. Финишная алмазно-абразивная обработка магнитных материалов. - К.: изд. "Вища школа", 1983.- 172 с. 2. Патент України № 77356, МПК В21 D37/16 (2006.01) Спосіб фінішної прецизійної 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 10 15 Спосіб прецизійного оброблення поверхонь отворів деталей тертя з композитних сплавів на основі алюмінію дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильноохолоджуючої рідини (МОР), який відрізняється тим, що оброблення поверхонь отворів деталей тертя здійснюють кругами з карбіду кремнію чорного (53 С) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 15-35 м/хв., швидкість обертання абразивного круга 25-30 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі циліндричного отвору поверхні оброблення - 0,5-2,5 м/хв., глибина різання - 2-5 мкм. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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