Спосіб полірування кубонітовою стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі нікелю для друкарської техніки

Реферат: Спосіб полірування кубонітовою стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі нікелю для друкарської техніки. Деталь фіксується у пристрої з можливістю її обертання навколо своєї осі з нормованою швидкістю, одночасними плинними коливаннями вздовж осі деталі та щільного контакту поверхні оброблення з гнучкою еластичною стрічкою, у робочому ріжучому шарі якої поєднуючою речовиною міцно закріплені мікропорошки з кубаніту КНБ і яка пересувається дотично з оброблюваною деталлю перпендикулярно осі її обертання з розрахованою швидкістю. Для полірування використовують еластичну гнучку стрічку з поліетилентерефталатною основою, на робочу поверхню якої поєднуючою речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолоформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою закріплено мікропорошки кубаніту КНБ зернистістю 0,5-3 мкм при 100 %-й концентрації алмазів з товщиною основи стрічки у межах 10-20 мкм і кубонітового шару в межах 1,5-5 мкм, а безпосередньо зрізання мікростружок з поверхні деталі виконується з такими режимами різання: швидкість деталі Vд=5-15 м/хв., швидкість переміщення кубонітової стрічки Vc=0,25-0,35 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотніх коливань Vп.з.=0,05-0,15 м/хв., амплітуда коливань А=1,52,0 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,15-0,25 МПа. UA 102005 U (12) UA 102005 U UA 102005 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема, до способів оздоблювальних методів обробки поверхонь обертання деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію для друкарської техніки, що працюють при складних умовах експлуатації (температура розігріву при терті до 850 °C, тиск 2-8 МПа або швидкостях ковзання до 1-10 м/с). Відомий спосіб оздоблювальної обробки високолегованих нікелевих матеріалів пермалоєвого класу 80НХС, 81НМТ, Supermaloy, Mu-metal, при застосуванні якого використовують гнучкі абразивні стрічки на гнучкій еластичній основі, наприклад, лавсановій, з нанесенням на її робочу ріжучу основу на фільєрних машинах типу "Gevert 15-01 А" (Бельгія) рідкої композиції з дрібнозернистих абразивних мікропорошків, поєднуючи-закріплюючих речовин у складі полівінілбутиралю та затверджувача у якості фенолоформальдегідної смоли [1]. Недоліком цього способу є те, що при поліруванні сплавів з підвищеним складом у матеріалі вольфраму, ванадію, молібдену та титану, під час зрізання з поверхні деталі тонких стружок з невеликим перерізом (а саме такими є композитні сплави на основі нікелю ХН55ВТКЮ, ХН50ВТФКЮ та інші) відбувається миттєве окиснення зрізаних мікростружок з налипанням на ріжучу поверхню абразивного зерна стрічки, що веде до суттєвої зміни геометрії ріжучого зерна, а саме, збільшується радіус заокруглення та головний кут різання при вершині. Це змінює умови процесу різання стружки - зростають сили різання у зоні оброблення, відбувається перерозподіл у взаємодії силового та температурного полів у поверхневому шарі оброблення, що не забезпечує необхідних умов для отримання мінімальних значень шорсткості (за параметром R a) та наклепу (ступінь наклепу К, глибина його проникнення h у тіло деталі). Крім того, швидко засалюється ріжуча поверхня абразивної стрічки, що також обумовлює погіршення якості поверхні при обробленні і не забезпечує вимог отримання шорсткості за параметром R a у межах 0,050-0,100 мкм. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого способу полірування є спосіб оброблення поверхонь деталей гнучкою стрічкою з переміщенням її по поверхні обробки, притискуванням утримувачем до неї стрічки та частотними коливаннями з певною амплітудою деталі при її контакті з ріжучим алмазно-абразивним шаром стрічки [2]. Недоліком цього способу є те, що він забезпечує якісну обробку поверхонь деталей зі сплавів на основі алюмінію і не в змозі бути застосованим для оброблення високо зносостійких композитів, що створені на базі використання шламових відходів нікелевих матеріалів. Крім того, кінематикою робочих рухів при здійсненні оброблення передбачено полірування лише зовнішніх циліндричних поверхонь деталей, що не дозволяє виконувати обробку зовнішніх поверхонь обертання складного профілю. Проте технічні можливості та техніко-економічні показники зазначеного аналогу з використанням для оброблення гнучких алмазно-абразивних стрічок можуть стати прототипом для моделі, що пропонується. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості оброблення поліруванням деталей тертя з високолегованих композитних матеріалів на основі нікелю шляхом зрізання тонких стружок дрібнозернистими кубонітовими стрічками за рахунок зрізання мікростружок гексагональними зернами, з кубічного нітрид бора-кубоніта КНБ, які закріплені на ріжучій робочій поверхні полірувальної стрічки, та застосуванням відповідної кінематики переміщення її ріжучого абразивного шару по поверхні оброблення. Це створює необхідні можливості для суттєвого зменшення перерізу стружки az, що зрізується з зовнішньої поверхні обертання деталі з композитного сплаву і, відповідно, зменшуючи складові сил різання, сприяє збереженню гостроти ріжучих алмазних зерен та покращенню умов формування більш якісної поверхні (параметр шорсткості Ra, ступінь наклепу К, глибина його проникнення h у тіло деталі). Поставлена задача досягається тим, що у запропонованому способі полірування кубонітовою стрічкою циліндричних деталей зі зносостійких композитів на основі нікелю для друкарської техніки, в якому деталь фіксується у пристрої з можливістю її обертання навколо своєї осі з нормованою швидкістю, одночасними плинними коливаннями вздовж осі деталі та щільного контакту поверхні оброблення з гнучкою еластичною стрічкою, у робочому ріжучому шарі якої поєднуючою речовиною міцно закріплені мікропорошки з кубоніту КНБ і яка пересувається дотично з оброблюваною деталлю перпендикулярно осі її обертання з розрахованою швидкістю, при цьому для полірування використовують еластичну гнучку стрічку з поліетилентерефталатною основою, на робочу поверхню якої поєднуючою речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолоформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою, закріплено мікропорошки з кубоніту КНБ зернистістю 0,5-3 мкм при 100 %-й концентрації алмазів з товщиною основи стрічки у межах 10-20 мкм і алмазного шару в межах 1,5-5 мкм, а безпосередньо зрізання мікростружок з поверхні деталі виконується за такими режимами різання: швидкість деталі Vд=5-15 м/хв., швидкість переміщення кубонітової стрічки Vc=0,25-0,35 1 UA 102005 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотніх коливань Vп.з.=0,05-0,15 м/хв., амплітуда коливань А=1,52,0 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,15-0,25 МПа. Спосіб здійснюється наступним чином. Оброблювана деталь фіксується у пристрої з можливістю її обертання навколо своєї осі з нормованою швидкістю Vд, одночасними плинними поздовжньо-зворотніми коливаннями Vп.з. вздовж осі деталі та щільного контакту поверхні оброблення з гнучкою еластичною стрічкою, у робочому ріжучому шарі якої поєднуючою речовиною міцно закріплені мікропорошки з кубоніту КНБ і яка пересувається дотично з оброблюваною деталлю перпендикулярно осі її обертання з розрахованою швидкістю, при цьому для полірування використовують еластичну гнучку стрічку з поліетилентерефталатною основою, на робочу поверхню якої поєднуючою речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолоформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою закріплено мікропорошки синтетичного алмазу (АС) зернистістю 0,5-3 мкм при 100 %-й концентрації кубоніту з товщиною основи стрічки у межах 10-20 мкм і алмазного шару в межах 1,5-5 мкм, а безпосередньо зрізання мікростружок з поверхні деталі виконується за такими режимами різання: швидкість деталі Vд=5-15 м/хв., швидкість переміщення кубонітової стрічки Vc=0,25-0,35 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотніх коливань Vп.з.=0,05-0,15 м/хв., амплітуда коливань А=1,5-2,0 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,15-0,25 МПа. Спосіб реалізується за схемою на кресленні. Деталь 1, зовнішня циліндрична поверхня якої повинна бути оброблена оздоблювальним поліруванням, закріплюють у технологічному пристрої (на кресленні конструкція його не наведена) таким чином, що в опорах ковзання 5 деталь 1 має можливість обертатись навколо своєї осі зі швидкістю Vд дотично до поверхні оброблення деталі 1 у перпендикулярному до її осі напрямку плинно з нормованою швидкістю Vc переміщують гнучку еластичну стрічку 2, яка має поліетилентерефталатну основу 3. На її робочу (ріжучу) поверхню поєднуючою речовиною з полівінілбутиралю та резольної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою наносять шар 4 дрібнозернистих мікропорошків з кубоніту КНБ зернистістю 0,5-3 мкм при 100 %-й концентрації кубоніту. Після полімеризації смоли зерна кубоніту міцно утримуються в ріжучому шарі 4, при цьому товщина гнучкої еластичної основи 3 полірувальної кубонітової стрічки становить 10-20 мкм, а товщина ріжучого шару з дрібнозернистих зерен кубоніту КНБ знаходиться у межах 1,5-5 мкм, що досягається на етапах виготовлення полірувальних алмазних стрічок за допомогою прецизійних машин фільєрного типу "Gevert 15-01 А" (Бельгія). Конструкція технологічного пристрою виконана таким чином, що вісь 6, на якій закріплено деталь 1, має можливість у опорах ковзання 5 здійснювати поздовжньо-зворотні коливання зі швидкістю Vп.з. та амплітудою коливань А. Полірувальна стрічка 2 притискувачем (на кресленні не показано) пружинного, гідравлічного чи пневматичного типу 3 зусиллям Ρ утворює надійний контакт ріжучого кубонітового шару 4 з поверхнею оброблення деталі 1, забезпечуючи попередньо розраховану (в залежності від фізико-механічних властивостей матеріалу композитного сплаву, з якого виготовлено деталь 1) величину питомого тиску q. Завдяки наведеній на кресленні схемі відносних переміщень кубонітових зерен полірувальної стрічки 2 по поверхні деталі 1 та внаслідок поєднання робочих рухів стрічки зі швидкістю Vc, обертання поверхні оброблення деталі 1 зі швидкістю Vд, плинних поздовжньозворотніх Vп.з. коливань з амплітудою А та розрахованого питомого тиску q досягається якісне полірування поверхні деталі. Особливою рисою даного способу полірування кубонітовою стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі нікелю для друкарської техніки є застосування безпосередньо для зрізання з поверхні деталей мікростружок таких режимів різання: швидкість деталі Vд=5-15 м/хв., швидкість переміщення алмазно-абразивної стрічки Vc=0,25-0,35 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотніх коливань Vп.з.=0,05-0,15 м/хв., амплітуда коливань А=1,5-2,0 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,15-0,25 МПа. У сукупності усе наведене створює умови для отримання мінімальних значень параметру шорсткості поверхні Ra, а також фізичних властивостей поверхневого шару (ступінь наклепу К, глибина його проникнення h у тіло деталі), що забезпечує виконання технічних вимог до поверхні обертання деталей друкарської техніки і у подальшому веде до зростання довговічності та зносостійкості готових виробів. При використанні традиційних технологій оброблення деталей обертання циліндричної форми поліграфічних машин параметри якості поверхонь знижуються (табл. 1, 2). 2 UA 102005 U Таблиця 1 Параметри якості поверхонь полірування деталей зі зносостійкого нікелевого композиту ХН55ВТКЮ при обробці абразивними полірувальними стрічками Полірування алмазно-абразивною стрічкою Полірування кубонітовою стрічкою згідно найближчою до аналогу [2] запропонованого способу Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь наклепу шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм К мкм мкм 0,10-0,12 1,19-1,25 1,20-1,22 0,04-0,07 1,3-1,4 1,10-1,15 Таблиця 2 Параметри якості поверхонь полірування деталей зі зносостійкого нікелевого композиту ХН50ВТФКЮ при обробці абразивними стрічками Полірування алмазно-абразивною стрічкою Полірування кубонітовою стрічкою згідно найближчою до аналогу [2] запропонованого способу Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь наклепу шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм К мкм мкм 0,9-0,10 1,18-1,22 1,18-1,20 0,03-0,04 1,15-1,20 1,05-1,10 5 10 15 Спосіб полірування кубонітовою стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі нікелю для друкарської техніки може використовуватись при обробці спеціальних деталей аерокосмічних систем, деталей тертя машин легкої та харчової промисловості і зносостійких деталей різальних поліграфічних машин та фальцапаратів. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 407385, Μ. Кл. G11B 5/42. Лента для обработки рабочей поверхности магнитной головки / Гавриш. А.П., Овсянкин В.И., Ковенский Б.Г. - 1973. опубл. Бюл. № 46. 2. Патент України № 97045, МПК (2015.01) В24В 1/00, В24В 55/00. Спосіб полірування алмазно-абразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію / Гавриш А.П., Роїк Т.Α., Киричок П.О., Зигуля С.М., Віцюк Ю.Ю., Гавриш О.А. Опубл. 25.02.2015, Бюл. №4. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Спосіб полірування кубонітовою стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі нікелю для друкарської техніки, в якому деталь фіксується у пристрої з можливістю її обертання навколо своєї осі з нормованою швидкістю, одночасними плинними коливаннями вздовж осі деталі та щільного контакту поверхні оброблення з гнучкою еластичною стрічкою, у робочому ріжучому шарі якої поєднуючою речовиною міцно закріплені мікропорошки з кубаніту КНБ і яка пересувається дотично з оброблюваною деталлю перпендикулярно осі її обертання з розрахованою швидкістю, який відрізняється тим, що для полірування використовують еластичну гнучку стрічку з поліетилентерефталатною основою, на робочу поверхню якої поєднуючою речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолоформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою закріплено мікропорошки кубаніту КНБ зернистістю 0,5-3 мкм при 100 %-й концентрації алмазів з товщиною основи стрічки у межах 10-20 мкм і кубонітового шару в межах 1,5-5 мкм, а безпосередньо зрізання мікростружок з поверхні деталі виконується з такими режимами різання: швидкість деталі Vд=5-15 м/хв., швидкість переміщення кубонітової стрічки Vc=0,25-0,35 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотніх коливань Vп.з.=0,05-0,15 м/хв., амплітуда коливань А=1,5-2,0 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,15-0,25 МПа. 3 UA 102005 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4