Спосіб абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі алюмінію для друкарських машин

Реферат: Спосіб абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі алюмінію для друкарських машин здійснюють дрібнозернистими шліфувальними інструментами. Оброблювану деталь фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності з обертанням її з заданою швидкістю навколо своєї осі та одночасним наданням їй плинних поздовжньо-зворотних рухів з швидкістю у напрямку, паралельному осі деталі, поверхня якої контактує з поверхнею абразивного шліфувального інструмента, що обертається з високою швидкістю навколо своєї осі, яка паралельна осі обертання деталі в напрямку поздовжньо-зворотних рухів, з одночасним зрізанням з поверхні деталі стружки з подачею у зону обробки мастильно-охолоджуючої речовини. Як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору марки "ельбор" (ЛО) звичайної міцності зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1) зі 100 % концентрацією ельбору. Обробку зовнішньої циліндричної поверхні деталі виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального круга 30-50 м/с, швидкість обертання деталі - 30-70 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 50-100 мм/об., глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 2-5 мкм. UA 104256 U (12) UA 104256 U UA 104256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема до способів абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь деталей обертання з композитів на основі алюмінію для друкарських машин, які виготовлені зі шламових відходів обробки деталей з алюмінію та працюють в умовах тертя за температури 120-170 °C, тиск у межах 5-7 МПа, оточуюче середовище - кисень повітря. Відомий спосіб тонкого абразивного шліфування важкооброблюваних високолегованих матеріалів алфенолового класу типу Ю16, 16ЮИХ, "Alfo" системи "алюміній-іридій-залізо-хром", при застосуванні якого використовують дрібнозернисті 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 шліфуванні сплавів з підвищеним складом алюмінію у матеріалі 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 у зоні оброблення, зокрема веде до збільшення радіуса заокруглення та кута різання при вершині ріжучого поодинокого зерна. Це обумовлює передчасну втрату ріжучої здатності абразивного круга і суттєво знижує параметри якості поверхні оброблення деталі. Найбільш близьким до запропонованої 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 мастильноохолоджуючої речовини [2]. Недоліком указаного способу є те, що в результаті його застосування 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 оброблення зовнішніх поверхонь зносостійких деталей обертання циліндричної форми, що виготовлені з композиційних сплавів на основі алюмінію шляхом зрізання тонких стружок абразивними зернами інструмента за рахунок суттєвого зниження складових сил різання у зоні обробки та зменшення тертя зерен інструмента по поверхні оброблення та застосування мастильноохолоджуючої речовини (МОР) певного складу та консистенції. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі алюмінію для друкарських машин здійснюють дрібнозернистими шліфувальними інструментами, оброблювану деталь фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності з обертанням її з заданою швидкістю навколо своєї осі та одночасним наданням їй плинних поздовжньо-зворотних рухів з швидкістю у напрямку, паралельному осі деталі. Поверхня оброблюваної деталі контактує з поверхнею абразивного шліфувального інструмента, що обертається з високою швидкістю навколо своєї осі, яка паралельна осі обертання деталі в напрямку поздовжньо-зворотних рухів з одночасним зрізанням з поверхні деталі стружки з подачею у зону обробки деталі мастильно-охолоджуючої речовини (МОР). Новим є те, що як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору марки "ельбор" звичайної міцності (ЛО) зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1) зі 100 % концентрацією ельбору, а обробку зовнішньої циліндричної поверхні деталі виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального круга - 30-50 м/с, швидкість обертання деталі 30-70 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 50-100 мм/об., глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 2-5 мкм (табл. 1, 2). 50 1 UA 104256 U Таблиця 1 Вплив шліфувального інструменту на параметри якості поверхні при оброблені зовнішніх циліндричних поверхонь деталей поліграфічних машин зі зносостійкого композитного матеріалу на основі відходів сплаву АК12М2МгН Обробка, згідно з найближчим аналогом, кругом Обробка, згідно з запропонованим способом, з карбіду кремнію зеленого 63СМ28Гл на кругом з з ельбору звичайної міцності на гліфталевій зв'язці [1] бакелітно-гумовій зв'язці ЛОМ28Бр1 100 % Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь наклепу шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм К мкм мкм 0,720 9-11 1,39 0,510 6-8 1,25 Таблиця 2 Вплив поздовжньої подачі на якість поверхні при абразивній обробці зовнішніх циліндричних поверхонь деталей поліграфічних машин зі зносостійкого композитного на основі алюмінію АК12М2МгН кругами ЛОМ28Бр1 100 % Поздовжня подача Sпр, мм/об. 30 40 50 5 10 15 20 25 30 Параметри якості поверхні Параметр шорсткості Ra, мкм 0,510 0,570 0,605 Ступінь наклепу К Глибина наклепу h, мкм 1,25 1,31 1,36 6-8 9-10 10-12 Спосіб абразивного оброблення циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі алюмінію для друкарських машин може використовуватись при обробці деталей тертя поліграфічної техніки та текстильної та харчової галузей виробництва. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь циліндричної форми, зовнішню циліндричну поверхню якої необхідно обробити з прецизійною точністю, технологічними пристроями фіксують у робочих органах високоточного круглошліфувального верстата. Інструмент у вигляді абразивного круга з ельбору звичайної міцності (ЛО) зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1) зі 100 % концентрацією ельбору закріплюють у верстаті так, щоб вісь обертання круга була паралельна осі обертання деталі оброблення, а ельборовий круг жорстко контактував з циліндричною поверхнею обробки деталі, при цьому у зону різання інтенсивно подають мастильно-охолоджуючу речовину (МОР) певного складу і консистенції. Деталь обертається навколо своєї осі з нормованою швидкістю (Vд~30-70 м/хв.). Одночасно деталь оброблення здійснює поздовжньо-зворотні рухи поздовжня подача (Snp~50-100 мм/об.), а глибина різання t становить ~2-5 мкм. Спосіб реалізується за схемою, наведеною на кресленні. Деталь 1, зовнішню циліндричну поверхню якої оброблюють, за допомогою технологічних пристроїв 2 фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності. Ельборовий круг 3 закріплюють у верстаті так, щоб його вісь обертання була паралельна осі обертання деталі, що обробляється, та мала жорсткий контакт з зовнішньою циліндричною поверхнею деталі оброблення. Оброблення зовнішньої циліндричної поверхні деталі відбувається таким чином. Деталь 1 за допомогою технологічних пристроїв 2 закріплюють на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності і обертається зі швидкістю Vд. Шліфувальний ельборовий круг 3 обертається зі швидкістю Vкр навколо своєї осі, одночасно відбуваються плинні поздовжньозворотні переміщення деталі 1 вздовж осі її обертання зі швидкістю S пр (поздовжня подача). При цьому шліфування здійснюють з інтенсивною подачею у зону різання мастильно-охолоджуючої речовини (МОР) певного складу і консистенції (схему подачі МОР на кресленні не показано). Завдяки тому, що ріжучі зерна ельбору у складі шліфувального круга мають найгострішу форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна), завдяки мінімальній здатності зерен ельбору до схоплювання з оброблюваною деталлю, а 2 UA 104256 U 5 10 також завдяки застосуванню еластичної бакелітно-гумової зв'язки досягається суттєве зниження складових сил різання, які виникають при стружкоутворенні. Завдяки вищенаведеним факторам зменшується глибина різання t та переріз стружки, що призводить до покращення якості поверхні оброблення, а саме - зменшуються параметри шорсткості (~20-25 %), ступінь наклепу (~10-15 %) та глибина різання, що безпосередньо забезпечує довговічність та зносостійкість готових виробів. Джерела інформації: 1. Гавриш А.П. Финишная алмазно-абразивная обработка магнитных материалов / А.П. Гавриш. - К.: изд. "Вища школа", 1983. - 172 с. 2. Патент України № 77356, МПК В21D 37/16 (2006.01). Спосіб фінішної прецизійної оздоблювальної обробки отворів деталей обертання з високолегованих композитів / Гавриш А.П., Роїк Т.А., Мельник О.О., Вішок Ю.Ю.; опубл. 11.02.2013, бюл. № 3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Спосіб абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі алюмінію для друкарських машин, що здійснюють дрібнозернистими шліфувальними інструментами, оброблювану деталь фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності з обертанням її з заданою швидкістю навколо своєї осі та одночасним наданням їй плинних поздовжньо-зворотних рухів з швидкістю у напрямку, паралельному осі деталі, поверхня якої контактує з поверхнею абразивного шліфувального інструмента, що обертається з високою швидкістю навколо своєї осі, яка паралельна осі обертання деталі в напрямку поздовжньо-зворотних рухів, з одночасним зрізанням з поверхні деталі стружки з подачею у зону обробки мастильно-охолоджуючої речовини (МОР), який відрізняється тим, що як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору марки "ельбор" (ЛО) звичайної міцності зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1) зі 100 % концентрацією ельбору, а обробку зовнішньої циліндричної поверхні деталі виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального круга - 30-50 м/с, швидкість обертання деталі 30-70 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 50-100 мм/об., глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 2-5 мкм. 3 UA 104256 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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