Спосіб обробки отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів для поліграфічних машин

Реферат: Спосіб обробки отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів для поліграфічних машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильноохолоджуючої рідини (МОР). Оброблення поверхонь отворів деталей тертя здійснюють кругами на основі кубічного нітриду бору (ельбор ЛО) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 35-50 м/хв., швидкість обертання ельборового круга - 40-55 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі отвору поверхні оброблення - 1,5-3,5 м/хв., глибина різання - 5-20 мкм. UA 91221 U (12) UA 91221 U UA 91221 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 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). Відомий спосіб тонкого абразивного шліфування важкооброблюваних високолегованих матеріалів пермалоєвого (типу 81НМТ) та алфенового (типу 16ЮИХ) класів, при застосуванні якого використовують дрібнозернисті абразивні інструменти з карбіду кремнію зеленого (63С), зернистістю 10-14 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а оброблення поверхонь здійснюють, призначаючи надтонкі оздоблювальні режими різання [1]. Недоліком цього способу є те, що при зрізанні тонких стружок з невеликим їх перерізом при обробці в'язких матеріалів з підвищеною твердістю й ударною в'язкістю, якими є композиційні матеріали на основі відходів інструментальних сталей типу 86×6НФТ + 5 % CaF2, відбувається швидке засалювання ріжучої поверхні абразивного кругу, передчасна втрата його вихідної різальної здатності та погіршення параметрів шорсткості поверхні оброблення з відповідним зниженням показників зносостійкості деталі. У відомому способі поверхні композиційних деталей обробляються абразивними інструментами з карбіду кремнію зеленого 63СМ14СМ2Гл з застосуванням тонких режимів різання та інтенсивним застосуванням для обробки мастильно-охолоджуючих рідин (МОР) [2]. Найбільш близьким аналогом є "Спосіб фінішної прецизійної оздоблювальної обробки отворів деталей обертання з високолегованих композитів" [2]. Недоліком такого способу є те, що при його застосуванні не отримують параметри шорсткості поверхні оброблення Ra, які менші значень 0,600-0,650 мкм та глибини наклепу (дефектного шару деталі) меншого, ніж 810 мкм, що не забезпечує підвищення зносостійкості та довговічності деталей тертя поліграфічних машин. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості поверхонь обробки отворів підшипників ковзання з високолегованих композитних матеріалів шляхом зрізання тонких стружок ріжучими 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 обробки отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів для поліграфічних машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами оброблювана деталь обертається навколо своєї осі з одночасним зрізанням стружок з поверхні отвору інструментом, при обертанні інструменту навколо осі, паралельної осі отвору деталі, з жорстким контактуванням інструменту з поверхнею обертання, його переміщення відбувається вздовж осі деталі при застосуванні мастильно-охолоджуючої рідини, для оброблення як шліфувальний інструмент використовують круги на основі кубічного нітриду бору (ельбор ЛО) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 35-50 м/хв., швидкість обертання ельборового кругу - 40-55 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі отвору поверхні оброблення - 1,5-3,5 м/хв., глибина різання - 5-20 мкм. Спосіб здійснюється наступним чином.Підшипник ковзання з оброблюваним отвором затискається у пристрої верстату. Інструмент у вигляді ельборового кругу ЛО з кубічного нітриду бору зернистістю 14-50 мкм на бакелітногумовій 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. Підшипник 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 Vi. 1 UA 91221 U 5 10 15 20 Шліфувальний круг 2 за рахунок 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 зрізання стружок з поверхні оброблення у ріжучу зону за допомогою трубопроводу 4 подається мастильно-охолоджуюча рідина 5. Завдяки тому, що ельборові зерна у складі шліфувального кругу мають гостру форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) у порівнянні з іншими абразивними матеріалами та завдяки застосуванню еластичної бакелітно-гумової зв'язки, коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) ельборові 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 45-50 %) зменшуються параметри шорсткості, спотворення поверхневих шарів (напруження II-го роду, a ) як основної характеристики a наклепу, при цьому одночасно відбувається зменшення (на 10-15 %) 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 ельборового 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). Таблиця 1 Вплив шліфувального інструменту на параметри якості поверхні при обробці отворів підшипників ковзання 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 кубонітним кругом ЛОМ28Бр1 на бакелітно63СМ28СМ21Гл на гліфталевій зв'язці гумовій зв'язці. Спотворення ІІ-го Спотворення II-го Параметр Глибина Параметр роду роду Глибина шорсткості Ra, наклепу h, шорсткості Ra, наклепу h, мкм a a мкм мкм мкм  10  4  10  4 a a 0,650 8-10 17-20 0,275 6,6-7,6 13,5-16,0 Таблиця 2 Вплив швидкості обертання деталі оброблення на якість поверхні при обробці отворів підшипників ковзання з композитного матеріалу з відходів інструментальної сталі 86 × 6НФТ + 5 % CaF2 кругом ЛОМ28Бр1 на бакелітно-гумовій зв'язці Швидкість обертання деталі оброблення м/хв. 35 40 45 50 25 Параметри якості поверхні Спотворення II-го роду Параметр шорсткості Глибина наклепу h, мкм a Ra, мкм  10  4 a 0,275 6,0-6,5 11,5-13,7 0,290 6,6-7,1 12,2-15,3 0,320 7,4-9,2 12,6-15,7 0,350 9,5-10,6 14,2-16,1 Спосіб обробки отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів для поліграфічних машин 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. 30 2 UA 91221 U 5 Джерела інформації: 1. Гавриш А.П. Финишная алмазно-абразивная обработка магнитных материалов. - К.: изд. "Вища школа", 1983.- 172 с. 2. Патент України № 77356, МПК В21Д37/16 (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 обробки отворів підшипників ковзання з високолегованих композитів для поліграфічних машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами із застосуванням мастильноохолоджуючої рідини (МОР), який відрізняється тим, що оброблення поверхонь отворів деталей тертя здійснюється кругами на основі кубічного нітриду бору (ельбор ЛО) зернистістю 14-50 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці, а обробку поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 35-50 м/хв., швидкість обертання ельборового круга 40-55 м/с, швидкість поздовжнього переміщення інструмента вздовж осі отвору поверхні оброблення - 1,5-3,5 м/хв., глибина різання - 5-20 мкм. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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