Спосіб обробки точних плоских поверхонь деталей з композитних матеріалів на основі алюмінію для поліграфічної техніки

Реферат: Спосіб обробки точних плоских поверхонь деталей з композитних матеріалів на основі алюмінію для поліграфічної техніки, в якому деталь оброблення притискують до плоскої поверхні чавунного доводочного диска, на якому знаходяться абразивні зерна мікропорошків, який обертається в горизонтальній площині навколо приводного шпинделя та додаткового шпинделя з автономним приводом. Вісь обертання додаткового шпинделя розташована паралельно осі доводочного диска, а деталі оброблення за допомогою конусних центрів закріплюють у кулісі-водилі шарнірного типу на торцевому кінці додаткового шпинделя з обертанням, в процесі обробки, навколо базових центрів куліси-водила, при цьому подачу мастильно-охолоджуючої рідини зі складом гас (65 %) + олеїнова кислота (35 %) здійснюють у зону обробки поверхонь деталей. UA 98986 U (12) UA 98986 U UA 98986 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема до способів високоточних оздоблювальних методів обробки плоских поверхонь деталей тертя з високолегованих композитних матеріалів на основі алюмінію, що належать до класу сплавів зі спеціальними властивостями, наприклад деталей авіаційної техніки, машин легкої та харчової промисловості та деталей тертя (напрямні, скоби, сегменти, прецизійні пластини конвеєрнонакопичувальних систем) різальних поліграфічних машин, що працюють в умовах тертя при складних режимах експлуатації (температура розігріву при терті до 150 °C, тиск 2-5 МПа та швидкостях ковзання до 1 м/с). Відомий спосіб прецизійної машинної доводки високолегованих матеріалів класу Ю16, 16ЮИХ, "Alfo" системи "алюміній-іридій-залізо-хром", в якому використовують чавунні дискипритири з нанесенням на їх робочу поверхню дрібнозернистих абразивних зерен та обертання дисків притирів з притискуванням до їх поверхні з певним зусиллям оброблюваних деталей [1]. Недоліком цього способу є те, що при машинній доводці плоских поверхонь деталей зі сплавів на основі алюмінію під час зрізання тонких стружок з невеликим їх перерізом (а саме такими є композитні сплави на основі алюмінію АК12М2МгН, АК12ММгН, АК8МЗч, АК12ММгН + (9-12)% MoS2) оброблення відбувається по круговій траєкторії. Рух ріжучих абразивних зерен мікропорошків відбувається так, що не дозволяє утвореним подряпинам (сліди зрізання мікростружок) перетинатися, зменшуючи при цьому висоту мікронерівностей поверхні оброблення, що забезпечує отримання шорсткості поверхні по параметру Ra у межах 0,0200,040 мкм. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого способу є спосіб оброблення поверхонь деталей методом прецизійної доводки на абразивному диску, що обертається ріжучою робочою поверхнею у горизонтальній площині, а оброблювана деталь рухається за траєкторією, що являє собою обертання деталі навколо осі додаткового незалежного шпинделя. Шпиндель знаходиться під певним кутом до робочої поверхні диска, коливання додаткового шпинделя з оброблюваною деталлю здійснюється навколо осі, паралельній горизонтальній площині абразивної робочої поверхні доводочного диска та притискуванням оброблюваної поверхні до абразиву [2]. Недоліком вказаного способу є те, що (спосіб передбачає використання траєкторії взаємного руху пари "оброблювана деталь-абразивний інструмент") при застосуванні його отримують лише криволінійні поверхні оброблення, а доводка плоских поверхонь є принципово неможливою. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості обробки точних плоских поверхонь деталей з композитних матеріалів на основі алюмінію для поліграфічної техніки шляхом зрізання надтонких стружок ріжучими абразивними зернами мікропорошків, розташованими на поверхні доводочного диска-притира, завдяки зміні траєкторії переміщення абразивних зерен по поверхні оброблення деталі, зниженню складових сил різання у зоні обробки та їх перерозподілу, в результаті чого зменшуються теплові параметри оброблення у зоні різання, що дозволяє у комплексі отримати мінімальні значення параметрів шорсткості Ra, глибини та ступеня наклепу поверхні. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому способі обробки точних плоских поверхонь деталей з композитних матеріалів на основі алюмінію для поліграфічної техніки, в якому деталь оброблення притискують до плоскої поверхні чавунного доводочного диска, на якому знаходяться абразивні зерна мікропорошків, який обертається в горизонтальній площині навколо приводного шпинделя та додаткового шпинделя з автономним приводом, вісь обертання додаткового шпинделя розташована паралельно осі доводочного диска, а деталі оброблення за допомогою конусних центрів закріплюють у кулісі-водилі шарнірного типу на торцевому кінці додаткового шпинделя з обертанням в процесі обробки навколо базових центрів куліси-водила, при цьому подачу мастильно-охолоджуючої рідини зі складом - гас (65 %) + олеїнова кислота (35 %) здійснюють у зону обробки поверхонь деталей. Спосіб здійснюється наступним чином. Деталі, плоска поверхня яких підлягає обробці, встановлюють у спеціальні гнізда пристроїв, які за допомогою конічних центрів та гнізд розташовують на торцях водила-куліси, яке шарніром з'єднано з додатковим шпинделем, що розташований паралельно осі основного шпинделя для обертання абразивного доводочного диска. Додатковий шпиндель обертання водила з деталями має свій автономний електропривод з редуктором. Плоскі поверхні деталей, які треба обробити, притискають до ріжучої поверхні доводочного диска. При цьому використовують мірні вантажі, які розраховують в залежності від марки сплаву деталі оброблення і які (шляхом встановлення на додатковий шпиндель) забезпечують отримання необхідного рівня питомого тиску. Конструкція вертикального шпинделя обертання 1 UA 98986 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 водила з деталями, плоску поверхню яких необхідно прецизійно обробити, виконують так, що шпиндель вздовж своєї осі (у напрямку перпендикулярному робочій площині доводочного диска) має можливість плинно переміщуватись на величину 0,5-1,5 мм. Завдяки тому, що лінійна швидкість переміщення на зовнішньому та внутрішньому радіусах доводочного диска різні та з (урахуванням дії тертя деталі і сил різання при зрізанні тонкої стружки), деталі оброблення отримують змогу обертатись з невеликою швидкістю навколо осі центрів на кінцях водила-куліси, утворюючи траєкторію переміщення абразивного ріжучого зерна на поверхні притирочного диска в контакті з поверхнею оброблення деталі, що є результатом сумарного поєднання обертання доводочного диска, додаткового вертикального шпинделя з водилом-кулісою із закріпленими на ньому деталями та обертання деталей навколо центрів на кінцях водила, при цьому у зону зрізання стружки разом з дрібнозернистими ріжучими абразивними мікропорошками здійснюють інтенсивну подачу мастильноохолоджуючої рідини зі складом - гас (65 %) + олеїнова кислота (35 %). Спосіб реалізується за схемою наведеною на кресленні. Доводочний диск 4 з чавуну жорстко закріплюють на вертикально-розташованому шпинделі 5, який за допомогою редуктора та електропривода 6 обертається у горизонтальній площині. Диск 4 обертається разом із шпинделем навколо своєї осі зі швидкістю Vд. Паралельно осі шпинделя диска 4 розташовують додатковий шпиндель 7 кулісного водила 10, що з'єднується зі шпинделем 7 шарніром 11 і за допомогою редуктора та електропривода 8 обертається навколо своєї осі зі швидкістю Vк. На кінцях куліси-водила 10 закріплюють конусні центри 12 для фіксації пристроїв 1. У пристроях 1 встановлюють деталі 2, плоска поверхня яких повинна бути оброблена з відповідною точністю та параметрами якості Ra, глибини та ступеня наклепу, при цьому між деталями 2 у пристроях 1 розміщують еластичні прокладки 3. Силу притискання деталей 2 до робочої поверхні доводочного диска 4 та забезпечення необхідного для доводки питомого тиску Р здійснюють за допомогою мірних вагів 9, які попередньо розраховують та встановлюють на додатковому шпинделі 7 з кулісою-водилом 10. Шпиндель 7 обертання водила з деталями 2 зміщують на величину ексцентриситету А. В процесі доводки відбувається плинні коливання шпинделя 7 разом з кулісою-водилом 10 та пристроями 1 з деталями 2 вздовж осі шпинделя 7 зі швидкістю α. За допомогою цих коливань досягається компенсація деяких похибок поверхні доводочного диска. Цьому під час оброблення сприяє коливання куліси-водила 10 навколо шарніра 11 зі швидкістю β. При реалізації даного способу обробки лінійна швидкість обертання деталей 2 у точці С (внаслідок розташування їх на зовнішньому радіусі R2 диску 4) значно більша, ніж на меншому радіусі R1 точки Б, в результаті чого та внаслідок дії сил різання при зрізанні абразивними зернами надтонких стружок у сполучені з силами тертя між диском 4 та деталями 2, деталі оброблення у пристроях 1 набувають обертання навколо центру 12 зі швидкістю ω. Внаслідок різниці лінійних швидкостей на радіусах R1 та R2 починається обертання навколо центрів 12 зі швидкістю ω пристроїв 1 з деталями 2. Завдяки мірним вагам 9 деталі 2 міцно притискують до ріжучої поверхні диска 4, на поверхню якого через сопло 13 подають ріжучий абразивний мікропорошок з мастильноохолоджуючою речовиною 14 зі складом - гас (65 %) + олеїнова кислота (35 %). Комбінація обертання диска 4 зі швидкістю Vд, водила-куліси 10 зі швидкістю Vк та деталей навколо центрів 12 зі швидкістю ω утворює траєкторію дряпання абразивним зерном плоскої поверхні деталі у вигляді спіралі Архімеда, що у сполученні з параметрами абразивних зерен (матеріал зерна, зернистість), необхідних значень питомого тиску Р та сумарної швидкості різання Vр забезпечує отримання необхідних параметрів точності, шорсткості Ra, глибини та ступеня наклепу поверхонь оброблення деталей. При використанні традиційних технологій оброблення параметри якості плоских поверхонь деталей, що обробляються методами прецизійної машинної доводки знижуються (табл. 1, 2) 2 UA 98986 U Таблиця 1 Залежність параметрів шорсткості Ra та точності N поверхні оброблення при машинній доводці деталей зі сплавів на основі алюмінію Доводка згідно з найближчим аналогом сплавів на основі алюмінію типу Ю16 [2] Параметр шорсткості Ra, мкм 0,080 Неплощинність поверхні N, мкм 1,5-1,8 Доводка згідно з запропонованим способом композитного сплаву на основі алюмінію АК12М2МгН Параметр шорсткості Неплощинність поверхні Ra, мкм N, мкм 0,035 0,8-1,0 Таблиця 2 Вплив швидкості різання Vр при машинній доводці плоских поверхонь деталей з композитів на основі алюмінію АК12М2МгН на параметр шорсткості Ra і точності N Швидкість різання Vр, м/хв. 5 7 10 5 10 15 20 25 Параметр якості поверхні Параметр шорсткості Ra, мкм Неплощинність N, мкм 0,030 0,75 0,035 0,8-1,0 0,043 1,2-1,4 Спосіб обробки точних плоских поверхонь деталей з композитних матеріалів на основі алюмінію для поліграфічної техніки може використовуватись при обробці спеціальних деталей для аерокосмічних систем, деталей тертя машин легкої та харчової промисловості та зносостійких деталей різальних поліграфічних машин та фальцапаратів. Джерела інформації: 1. Гавриш А.П. Финишная алмазно-абразивная обработка магнитных материалов /А.П. Гавриш. - К.: изд. "Вища школа", 1983. - 172 с. 2. Авт. Свидетельство СССР № 1531139 МПК G11B5/187. Способ доводки рабочих поверхностей магнитной головки / Абрамов Ф.Н., Гавриш А.П., Грабин А.Ю., Лутов В.А., опубл. Бюл. № 47, 1989. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб обробки точних плоских поверхонь деталей з композитних матеріалів на основі алюмінію для поліграфічної техніки, в якому деталь оброблення притискують до плоскої поверхні чавунного доводочного диска, на якому знаходяться абразивні зерна мікропорошків, який обертається в горизонтальній площині навколо приводного шпинделя та додаткового шпинделя з автономним приводом, який відрізняється тим, що вісь обертання додаткового шпинделя розташована паралельно осі доводочного диска, а деталі оброблення за допомогою конусних центрів закріплюють у кулісі-водилі шарнірного типу на торцевому кінці додаткового шпинделя з обертанням в процесі обробки навколо базових центрів куліси-водила, при цьому подачу мастильно-охолоджуючої рідини зі складом гас (65 %) + олеїнова кислота (35 %) здійснюють у зону обробки поверхонь деталей. 3 UA 98986 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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