Спосіб тонкого кубонітового оброблення прецизійних плоских поверхонь деталей тертя друкарських машин зі зносостійких композитних сплавів на основі алюмінію

Реферат: Спосіб тонкого кубонітового оброблення прецизійних плоских поверхонь деталей тертя друкарських машин зі зносостійких композитних сплавів на основі алюмінію. При цьому як шліфувальний інструмент використовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору кубоніту (КНБ) зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1), а обробку плоскої поверхні деталі з легованого композиту на базі алюмінію виконують за такими технологічними режимами: швидкість шліфувального круга - 30-35 м/с, швидкість горизонтального поздовжньозворотного руху деталі оброблення (поздовжня подача) - 5-8 м/хв, швидкість поперечного горизонтального переміщення деталі (поперечна подача) 0,2-0,5 мм/подв. хід, глибина шару зрізання металу (глибина різання) 2,5-6 мкм, шліфування з активним застосуванням мастильноохолоджуючої рідини (МОР). UA 104507 U (12) UA 104507 U UA 104507 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема до способів високоточних оздоблюваних методів обробки плоских поверхонь зносостійких деталей тертя друкарської техніки з легованих композитів на базі алюмінію, які виготовлені зі шламових відходів обробки деталей з алюмінію у крупносерійному виробництві автотракторної та авіаційної галузей промисловості і які працюють в умовах тертя при жорстких режимах експлуатації (температура до 120-170 °C, питомі тиски 5-7 МПа, агресивне оточуюче середовище - кисень повітря, виробничий пил з абразивною властивістю при роботі поліграфічних машин з паперовою сировиною та інше). Абразивне оброблення зазначених композитних сплавів на основі алюмінію відомими технологічними методами не забезпечує виконання технічних вимог до якості поверхонь таких деталей тертя, які піддаються при роботі інтенсивним експлуатаційним навантаженням, що впливає на параметри надійності (зносостійкість довговічність, ремонтоздатність), які залежать від параметрів якості поверхонь оброблення деталей поліграфічної техніки (шорсткість, ступінь наклепу, величина та знак залишкових напружень поверхневої зони). В способі тонкого абразивного шліфування важкооброблюваних високолегованих матеріалів алфенолового класу типу Ю16, 16 ЮИХ, "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 у матеріалі 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 у зоні оброблення, зокрема, веде до збільшення радіуса заокруглення та кута різання при вершині ріжучого поодинокого зерна. Це обумовлює передчасну втрату ріжучої здатності абразивного кругу і стає причиною суттєвого зниження параметрів якості поверхні оброблення деталі. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого способу є спосіб оброблення поверхонь композитних деталей абразивними інструментами з карбіду кремнію зеленого 63СМ14СМ2Гл з інтенсивним застосуванням тонких режимів різання та мастильноохолоджуючої рідини (МОР) [2]. Недоліком такого 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 зносостійких деталей тертя з площинними поверхнями контурів деталей, виготовлених з легованих композитних матеріалів на основі алюмінію, шляхом зрізання тонких стружок абразивними 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) певного складу та консистенції. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі для оброблення як шліфувальний інструмент використовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору кубоніту (КНБ) зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1), а обробку плоскої поверхні деталі з легованого композиту на базі алюмінію виконують за такими технологічними режимами: швидкість шліфувального кругу - 30-35 м/с, швидкість горизонтального поздовжньозворотного руху деталі оброблення (поздовжня подача) - 5-8 м/хв, швидкість поперечного горизонтального переміщення деталі (поперечна подача) 0,2-0,5 мм/подв. хід, глибина шару зрізання металу (глибина різання) 2,5-6 мкм, шліфування з активним застосуванням мастильноохолоджуючої рідини (МОР). Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь з плоскою поверхнею, яку необхідно обробити з прецизійною точністю, закріплюють на столі високоточного плоскошліфувального верстата. Інструмент у вигляді шліфувального круга з кубоніту (КНБ) зернистістю 14-28 мкм на еластичній бак елітно-гумовій (Бр1) зв'язці закріплюють у шпинделі верстата так, щоб вісь обертання круга була паралельна базовій площі поверхні стола плоского-шліфувального верстата. Одночасно зерна кубоніту вступають у робочий контакт з поверхнею оброблення, а деталі (разом із столом шліфувального верстата) надаються поздовжньо-зворотні переміщення з нормованою швидкістю (поздовжня подача) з одночасним рухом у перпендикулярному напрямку у площині оброблення на кожне поздовжньозворотне переміщення деталі (поперечна подача) з наданою швидкістю, при цьому зерна 1 UA 104507 U 5 10 15 20 25 30 35 кубаніту (КНБ) шліфувального круга зануряються у поверхню оброблення поверхневого шару деталі (глибина різання) з одночасною подачею у зону різання мастильно-охолоджуючої рідину (МОР) певного складу і консистенції. Спосіб реалізується за схемою, наведеною на кресл. Деталь 1 (з плоскою поверхнею оброблення) за допомогою технологічних пристроїв 3 міцно фіксують на столі 2 високоточного плоскошліфувального верстата. Кубонітовий круг 5 обертають зі швидкістю Vкр, врізаючись своїми зернами у тіло деталі на глибину різання (t) - 4, при цьому зрізують тонкі стружки 6. Деталь 1 зі столом плоскошліфувального верстата з нормованою швидкістю переміщують у горизонтальній площині, яка паралельна осі обертання кубонітового круга 5 (поздовжня подача Sпр), використовуючи плавні поздовжньо-зворотні рухи. Одночасно у перпендикулярному напрямку на кожен поздовжньо-зворотній хід деталі 1 здійснюють її переміщення з заданою швидкістю (поперечна подача Sп). Шліфування здійснюють з активною подачею у зону різання мастильно-охолоджуючої рідини (МОР) певного складу і консистенції (схему подачі МОР на кресл. не показано). Завдяки тому, що абразивні зерна кубоніту (КНБ) у складі шліфувального круга мають достатньо гостру форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) серед інших абразивних матеріалів, завдяки мінімальній здатності розпеченої зрізаної стружки до схоплювання металу оброблення з ріжучим лезом поверхні алмазного зерна у порівнянні з зернами карбіду кремнію зеленого (63С) карбіду кремнію чорного (53С), електрокорунду білого (23А), монокорунду (43A) чи зернами інструментів на основі кубічного нітриду бору (ельбор ЛО, кубаніт КНБ, борозон Во) не виникають сприятливі умови до утворення на ріжучому лезі алмазного зерна навіть незначних мікронаростоутворень, що, безумовно, веде до зміни геометрії параметрів процесу зрізання стружки і стає підґрунтям для зміни співвідношень силового та температурного полів. Це обумовлює зміни силових і температурних параметрів шліфування та позитивно впливає на параметри якості оброблення поверхонь деталей. Крім того, при застосуванні еластичної бак елітно-гумової зв'язки (Бр1), коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) кубанітові зерна (КНБ) демпфують у тіло зв'язки у тіло зв'язки, зменшуючи фактичну глибину різання, чим досягається суттєве зниження складових сил різання, які виникають при стружкоутворенні. Ці фактори впливають на фактичне значення величини перерізу стружки, що призводить до покращення якості поверхні оброблення (~ 35-40 %) зменшуються параметри шорсткості, ступінь наклепу (~ 12-15 %) та глибина його проникнення 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 кубонітового шліфування, які були всебічно дослідженні (з метою досягнення найвищих параметрів якості обробки) і стали нормованими для розробників технологій. При використанні традиційних технологій оброблення деталей параметри якості обробки їх плоских поверхонь знижуються (табл. 1, 2). 40 Таблиця 1 Вплив шліфувального інструменту на параметри якості поверхні при оброблені плоских поверхонь деталей друкарських машин зі зносостійкого композитного матеріалу на основі алюмінію АК12М2МгН Обробка згідно з найближчим аналогом кругом Обробка згідно з запропонованим способом з карбіду кремнію зеленого 63СМ28Гл на кубонітовим кругом КНБМ28Бр1 на бак елітногліфталевій зв'язці [1] гумовій зв'язці Бр1 Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь наклепу шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм К мкм мкм 0,700 8-10 1,45 0,525 4,5-5,5 1,23 2 UA 104507 U Таблиця 2 Вплив поздовжньої подачі на якість поверхні при абразивній обробці плоских поверхонь деталей тертя з композитного матеріалу на основі алюмінію АК12М2МгН кругами 53СМ28Гл Поздовжня подача Sпр, мм/об. 2 3 5 5 10 15 20 25 Параметри якості поверхні Параметр шорсткості Ra, мкм 0,525 0,590 0,620 Ступінь наклепу К Глибина наклепу h, мкм 1,23 1,28 1,33 4,5-5,5 6,5-7,5 8,5-10 Спосіб тонкого кубонітового оброблення прецизійних плоских поверхонь деталей тертя друкарських машин зі зносостійких композитних сплавів на основі алюмінію може використовуватись при обробці за різноманітним конструктивним оформленням деталей поліграфічної техніки, а також спеціальних деталей аерокосмічного профілю, машин текстильної та харчової галузей виробництва. Джерела інформації: 1. Гавриш А.П. Финишная алмазно-абразивная обработка магнитных материалов / А.П. Гавриш. - К.: 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 Спосіб тонкого кубонітового оброблення прецизійних плоских поверхонь деталей тертя друкарських машин зі зносостійких композитних сплавів на основі алюмінію, який відрізняється тим, що як шліфувальний інструмент використовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору - кубоніту (КНБ) зернистістю 14-28 мкм на бакелітно-гумовій зв'язці (Бр1), а обробку плоскої поверхні деталі з легованого композиту на базі алюмінію виконують за такими технологічними режимами: швидкість шліфувального круга - 30-35 м/с, швидкість горизонтального поздовжньо-зворотного руху деталі оброблення (поздовжня подача) - 5-8 м/хв, швидкість поперечного горизонтального переміщення деталі (поперечна подача) 0,2-0,5 мм/подв. хід, глибина шару зрізання металу (глибина різання) 2,5-6 мкм, шліфування з активним застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР). 3 UA 104507 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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