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

Реферат: Спосіб абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі нікелю для друкарських машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами, у якому 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 інструменту, що обертається з високою швидкістю навколо своєї осі, яка паралельна осі обертання деталі в напрямку поздовжньо-зворотних рухів із одночасним зрізанням з поверхні деталі стружки та подачею у зону обробки мастильно-охолоджувальної рідини (МОР). Як шліфувальний інструмент для оброблення використовують круги з електрокорунду білого 33А із вмістом у своєму складі близько 2 % оксиду хрому (CrO) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а обробку зовнішньої циліндричної поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 20-30 м/хв, швидкість обертання шліфувального круга - 25-30 м/с, швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 30-40 мм/об., глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 1-2 мкм. UA 104944 U (12) UA 104944 U UA 104944 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема, до способів абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей з композитів на основі нікелю для друкарських машин, які виготовлені з відходів обробки деталей з нікелевих сплавів і працюють в умовах за температури 850-900 °C, питомий тиск 5-7 МПа, оточуюче середовище - кисень повітря. Відомий спосіб тонкого абразивного шліфування важкооброблюваних високолегованих матеріалів пермалоєвого класу типу 80ХНС, 79НМ, 81НМТ системи "залізо - нікель - хром" та системи "нікель - залізо - титан", 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 нікелю у матеріалі під час зрізання тонких стружок з невеликим їх перерізом (а саме такими є композитні сплави на основі нікелю ХН55ВМТКЮ, ХН50ВТФКЮ тощо), 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 радіусу заокруглення та кута різання при вершині ріжучого поодинокого зерна. Це обумовлює передчасну втрату ріжучої здатності абразивного кругу і суттєво знижує параметри якості поверхні оброблення деталі. Найбільш близьким аналогом є спосіб оброблення поверхонь композитних деталей абразивними інструментами з карбіду кремнію зеленого 63СМ14СМ2Гл з застосуванням тонких режимів різання та інтенсивним використанням для обробки мастильно-охолоджувальної рідини [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 обробки зовнішніх поверхонь зносостійких деталей обертання циліндричної форми, що виготовлені з композиційних сплавів на основі нікелю, 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 та застосуванню мастильноохолоджувальної рідини (МОР) певного складу та консистенції. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі абразивне оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі нікелю 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 інструменту, 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 різання МОР. Згідно з корисною моделлю, як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з електрокорунду білого 33А з вмістом у своєму складі близько 2 % оксиду хрому (СrO) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а обробку зовнішньої циліндричної поверхні деталі виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального кругу - 25-30 м/с, швидкість обертання деталі 20-30 м/хв, швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 30-40 мм/об, глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 1-2 мкм. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталь циліндричної форми, зовнішню циліндричну поверхню якої необхідно обробити з прецизійною точністю, технологічними пристроями фіксується у робочих органах високоточного круглошліфувального верстату. Інструмент у вигляді абразивного кругу з електрокорунду білого 33А з вмістом у своєму складі близько 2 % оксиду хрому (СrО) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл) закріплюють у верстаті так, щоб вісь обертання кругу була паралельна осі обертання деталі оброблення, а абразивний круг жорстко контактував з циліндричною поверхнею обробки деталі, при цьому у зону різання інтенсивно подають МОР певного складу і консистенції. Деталь обертається навколо своєї осі з нормованою швидкістю (Vд ~ 20-30 м/хв). Одночасно деталь 1 UA 104944 U 5 10 15 20 25 здійснює поздовжньо-зворотні рухи - поздовжня подача (Sпр ~ 30-40 мм/об.), а глибина різання t становить 1-2 мкм. Спосіб реалізується за схемою, наведеною на кресленні. Деталь 1 циліндричної форми, зовнішня поверхня якої повинна бути обробленою, за допомогою технологічних пристроїв 2 фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності. Абразивний круг 3 закріплюють у верстаті так, щоб його вісь обертання була паралельна осі обертання деталі, що обробляється та мала жорсткий контакт з циліндричною зовнішньою поверхнею оброблення деталі. Оброблення зовнішньої циліндричної поверхні деталі відбувається таким чином. Деталь 1 обертається зі швидкістю Vд, за допомогою технологічних пристроїв 2 на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності. Шліфувальний абразивний круг 3 обертається зі швидкістю зі швидкістю Vкp навколо своєї осі, одночасно відбувається плинні поздовжньо-зворотні переміщення деталі 1 вздовж осі її обертання зі швидкістю Sпp (поздовжня подача). Шліфування здійснюється з інтенсивною подачею у зону різання МОР певного складу і консистенції (схему подачі МОР на кресленні не показано). Завдяки тому, що ріжучі зерна електрокорунду хромистого 33А у складі шліфувального кругу мають мінімальну схильність до адгезії з високолегованими композитами на основі нікелю, а також достатньо гостру форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) та завдяки застосуванню еластичної гліфталевої 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, зокрема зменшуються параметри шорсткості (~ на 20-25 %), ступінь наклепу (~ на 10-15 %), що безпосередньо забезпечує довговічність та зносостійкості готових виробів. При використанні традиційних технологій оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь деталей тертя з високолегованих композитів на основі нікелю параметри якості деталей поліграфічних машин знижуються (табл. 1, 2). 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 ХН55ВМТКЮ Обробка згідно з запропонованим способом Обробка згідно з найближчим аналогом кругом кругом з електрокорунду хромистого із вмістом з карбіду кремнію зеленого 63СМ28Гл на до 2 % оксиду хрому (СrO) на гліфталевій зв'язці гліфталевій зв'язці [1] 38АМ28Гл Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм наклепу К мкм мкм 0,720 9-11 1,39 0,610 7-9 1,27 30 Вплив поздовжньої подачі на якість поверхні при абразивній обробці зовнішніх циліндричних поверхонь деталей поліграфічних машин зі зносостійкого композитного на основі нікелю ХН55ВМТКЮ кругами ЗЗАМ28Гл. Таблиця 2 Вплив поздовжньої подачі на якість поверхні при абразивній обробці зовнішніх циліндричних поверхонь деталей поліграфічних машин зі зносостійкого композитного на основі нікелю ХН55ВМТКЮ кругами 33АМ28Гл Поздовжня подача Sпp, мм/об. 30 40 50 Параметри якості поверхні Параметр шорсткості Глибина наклепу h, Ступінь наклепу К Ra, мкм мкм 0,610 1,27 7-9 0,650 1,29 10-11 0,690 1,32 12-14 2 UA 104944 U 5 10 Спосіб абразивного оброблення циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі нікелю може використовуватись при обробці деталей тертя поліграфічної техніки, а також машин текстильної і 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. Спосіб фінішної прецизійної оздоблювальної обробки отворів деталей обертання з високолегованих композитів: пат. № 77356 Україна: МПК (2006.01) G11B 5/127 / Гавриш А.П., Роїк Т.А., Мельник О.О., Віцюк Ю.Ю.; заявник і патентовласник Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" - № u201209373; заявл. 31.07.2012; опублік. 11.02.2013, Бюл. № 3. - С. 4. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Спосіб абразивного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композитів на основі нікелю для друкарських машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами, у якому 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 інструменту, що обертається з високою швидкістю навколо своєї осі, яка паралельна осі обертання деталі в напрямку поздовжньо-зворотних рухів із одночасним зрізанням з поверхні деталі стружки та подачею у зону обробки мастильно-охолоджувальної рідини (МОР), який відрізняється тим, що для оброблення як шліфувальний інструмент використовують круги з електрокорунду білого 33А із вмістом у своєму складі близько 2 % оксиду хрому (CrO) зернистістю 14-28 мкм на еластичній гліфталевій зв'язці (Гл), а обробку зовнішньої циліндричної поверхні виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання деталі - 20-30 м/хв, швидкість обертання шліфувального круга - 25-30 м/с, швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 30-40 мм/об., глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 1-2 мкм. 3 UA 104944 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