Спосіб полірування алмазно-абразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію для друкарської техніки

Реферат: Спосіб полірування алмазно-абразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію 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, 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 сполучною речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою закріплено мікропорошки синтетичного алмазу (АС) 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. Безпосередньо зрізання мікростружок з поверхні деталі виконується з заданими режимами різання. UA 97045 U (12) UA 97045 U UA 97045 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до 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 150 °C, тиск 2-5 МПа або швидкостях ковзання до 1 м/с). Відомий спосіб оздоблювальної обробки високолегованих матеріалів класу Ю-16, 16ЮИХ, "Alfo" системи "алюміній іридій-залізо-хром", 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, сполучних закріплюючих речовин у складі полівінілбутиралю та отверджувача як фенолоформальдегідної смоли [1]. Недоліком цього способу є те, що при поліруванні сплавів з підвищеним складом алюмінію у матеріалі під час зрізання з поверхні деталі тонких стружок з невеликим перерізом (а саме такими є композитні сплави на основі алюмінію АК12М2МгН, АК12ММгН, АК8МЗч, АК12ММгН+(9-12)%MoS2) 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 Ra) 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 Ra 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 нікелю і не в змозі бути застосованим для оброблення високозносостійких композитів, що створені на базі використання шламових відходів з силумінів. Крім того, кінематикою робочих рухів при здійсненні оброблення передбачено полірування профільних зовнішніх поверхонь деталей, що не дозволяє виконувати обробку зовнішніх циліндричних поверхонь обертання. Проте технічні можливості та техніко-економічні показники зазначеного аналізу 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 алюмінію шляхом зрізання тонких стружок дрібнозернистими алмазно-абразивними стрічками за рахунок зрізання мікростружок найгострішими (серед інших відомих абразивних матеріалів) алмазними зернами з синтетичних алмазів (АС), які закріплені на ріжучій робочій поверхні полірувальної стрічки, та застосуванням відповідної кінематики переміщення її алмазно-абразивного шару по поверхні оброблення. Це створює необхідні можливості для суттєвого зменшення перерізу стружки аz, 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 вирішується тим, що у запропонованому способі полірування алмазноабразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію 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 сполучною речовиною міцно закріплені мікропорошки з синтетичного алмазу 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 сполучною речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою, закріплено мікропорошки синтетичного алмазу (АС) 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=0,5-10 м/хв., швидкість переміщення алмазно 1 UA 97045 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 абразивної стрічки Vc=0,05-0,25 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних коливань Vп.з.=0,01-0,05 м/хв., амплітуда коливань А=0,5-1,5 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,050,15 МПa. Спосіб здійснюється наступним чином. Оброблювана деталь фіксується у пристрої з можливістю її обертання навколо своєї осі з нормованою швидкістю Vд, одночасними плинними поздовжньо-зворотними коливаннями Vп.з., вздовж осі деталі та щільного контакту поверхні оброблення з гнучкою еластичною стрічкою, у робочому ріжучому шарі якої сполучною речовиною міцно закріплені мікропорошки з синтетичного алмазу 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 сполучною речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою закріплено мікропорошки синтетичного алмазу (АС) 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=0,5-10 м/хв., швидкість переміщення алмазно-абразивної стрічки Vc=0,05-0,25 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних коливань Vп.з.=0,01-0,05 м/хв., амплітуда коливань А=0,5-1,5 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,05-0,15 МПа. Спосіб реалізується за схемою, наведеною 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 сполучною речовиною з полівінілбутиралю та резольної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою наносять шар 4 дрібнозернистих мікропорошків синтетичного алмазу (АС) зернистістю 0,5-3 мкм при 100 %-й концентрації алмазів. Після полімеризації смоли алмазні зерна міцно утримуються в алмазному шарі 4, при цьому товщина гнучкої еластичної основи 3 полірувальної алмазної стрічки становить 10-20 мкм, а товщина ріжучого алмазного шару з дрібнозернистих синтетичних алмазів (АС) знаходиться у межах 1,5-5 мкм, що досягається на етапах виготовлення полірувальних алмазних стрічок за допомогою прецизійних машин фільєрного типу "Gevert 1501 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 Р утворює надійний контакт алмазного 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 алмазних 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 поздовжньо-зворотних Vп.з. коливань з амплітудою А та розрахованого питомого тиску q досягається якісне полірування поверхні деталі. Особливою рисою даного способу полірування алмазно-абразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію для друкарської техніки є застосування безпосередньо для зрізання з поверхні деталей мікростружок таких режимів різання: швидкість деталі Vд=0,5-10 м/хв., швидкість переміщення алмазно-абразивної стрічки Vc=0,05-0,25 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних коливань Vп.з.=0,01-0,05 м/хв., амплітуда коливань А=0,5-1,5 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,05-0,15 МПа. У сукупності усе наведене створює умови для отримання мінімальних значень параметра 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 97045 U Таблиця 1 Параметри якості поверхонь полірування деталей зі зносостійкого композиту АК12М2МгН при обробці алмазно-абразивними полірувальними стрічками Полірування абразивною стрічкою, найближчою Полірування алмазно-абразивною стрічкою до аналога [2] згідно з запропонованим способом 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 2,0-2,5 1,27-1,31 0,05-0,10 1,5-1,8 1,20-1,22 Таблиця 2 Параметри якості поверхонь полірування деталей зі зносостійкого композиту АК8МЗч при обробці алмазно-абразивними стрічками Полірування абразивною стрічкою, найближчою Полірування алмазно-абразивною стрічкою до аналога [2] згідно з запропонованим способом Параметр Параметр Глибина Ступінь наклепу Глибина Ступінь наклепу шорсткості Ra, шорсткості Ra, наклепу h, мкм К наклепу h, мкм К мкм мкм 0,15-0,18 2,5-2,8 1,30-1,35 0,06-0,12 1,8-2,0 1,25-1,28 5 10 Спосіб полірування алмазно-абразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію 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, М. Кл. G11B5/42. Лента для обработки рабочей поверхности магнитной головки /Гавриш. А.П., Овсянкин В.И., Ковенский Б.Г. - 1973. Опубл. в бюл. № 46. 2. Авторское свидетельство СССР № 414628, М. Кл. G11B5/42. Устройство для обработки цилиндрической рабочей поверхности магнитной головки /Ю.В. Пантелюшкин, Б.И. Камка, А.В. Балыков, А.И. Ефремов, А.П. Гавриш. - 1974. - Опубл. в бюл. № 5. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Спосіб полірування алмазно-абразивною стрічкою циліндричних деталей з високолегованих композитів на основі алюмінію 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 сполучною речовиною міцно закріплені мікропорошки з синтетичного алмазу 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 сполучною речовиною з полівінілбутиралю та резольної фенолформальдегідної смоли у співвідношенні 1:1 за вагою закріплено мікропорошки синтетичного алмазу (АС) 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 з такими режимами різання: швидкість деталі Vд=0,5-10 м/хв., швидкість переміщення алмазно-абразивної стрічки Vc=0,05-0,25 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних коливань Vп.з.=0,01-0,05 м/хв., амплітуда коливань А=0,5-1,5 мм, питомий тиск стрічки на поверхню оброблення q=0,05-0,15 МПа. 3 UA 97045 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 4