Спосіб тонкого борозонового оброблення циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композиційних сплавів на основі алюмінію для друкарських машин

Реферат: Спосіб тонкого боразонового оброблення циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композиційних сплавів на основі алюмінію для друкарських машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами, при якому оброблювану деталь фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності з обертанням її з заданою швидкістю навколо горизонтальної осі та одночасним наданням плинних поздовжньо-зворотних рухів з швидкістю у напрямку, паралельному осі обертання поверхні оброблення деталі. Поверхня оброблюваної деталі жорстко контактує з ріжучого циліндричною поверхнею периферії шліфувального інструменту. Як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору - боразону (Во) зернистістю 14-28 мкм на еластичній бакелітно-гумовій зв'язці (GB1). Обробку зовнішньої циліндричної поверхні деталі з композитного сплаву на основі алюмінію виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального круга - 35-40 м/с, швидкість обертання деталі - 40-60 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 50-65 мм/об, а глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 2-5 мкм, з активним застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР). UA 99001 U (12) UA 99001 U UA 99001 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі технології машинобудування, зокрема до способів тонкого фінішного оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійких деталей з композиційних сплавів на основі алюмінію, які виготовлені з 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 вузлів і механізмів машин (зносостійкість довговічність, ремонотоздатність, коефіцієнт готовності). Ці параметри залежать від параметрів якості поверхонь оброблення деталей друкарської техніки (шорсткість, ступінь наклепу, величина та знак залишкових напружень поверхневої зони). 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 зрізання з нього 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, активне налипання їх до ріжучої кромки абразивного зерна карбіду кремнію зеленого, що, решті-решт, змінює умови різання у зоні оброблення, зокрема, веде до збільшення радіуса заокруглення та кута різання при вершині ріжучого поодинокого зерна, що обумовлює передчасну втрату ріжучої здатності абразивного круга та суттєво змінює формування силового та температурного полів у зоні тонкого фінішного шліфування, що приводить до суттєвого зниження параметрів якості поверхні оброблення деталі. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі за технічною суттю і досягуваному ефекту є відомий спосіб оброблення поверхонь композитних деталей абразивними інструментами з карбіду кремнію зеленого 63СМ14СМ2Гл з застосуванням тонких режимів різання та інтенсивним застосуванням для обробки мастильно-охолоджуючої рідини [2]. Недоліком вказаного 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 змоги у перспективі підвищити зносостійкість та довговічність деталей тертя поліграфічних машин. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення якості оброблюваних поверхонь зносостійких деталей тертя циліндричної форми, що виготовлені з композиційних сплавів на основі алюмінію, шляхом зрізання тонких стружок абразивними зернами інструменту за рахунок зниження складових сил різання у зоні оброблення 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 як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору - боразону (Во) зернистістю 14-28 мкм на еластичній бакелітно-гумовій зв'язці (GB1), а оброблення зовнішньої циліндричної поверхні деталі з композитного сплаву на основі алюмінію виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального кругу - 35-40 м/с, швидкість обертання деталі - 40-60 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 50-65 мм/об, а глибина шару зрізання металу (глибина різання) - 2-5 мкм, з активним застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР). Спосіб реалізують за схемою, наведеною на кресленні. Деталь 1 циліндричної форми, зовнішню поверхню якої обробляють, фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності за допомогою технологічних пристроїв 2. Боразоновий круг 3 закріплюють у верстаті так, щоб його вісь обертання була паралельна осі обертання оброблюваної деталі, а периферія круга при цьому входить в жорсткий контакт з циліндричною зовнішньою поверхнею оброблюваної деталі. Спосіб здійснюють наступним чином. 1 UA 99001 U 5 10 15 20 25 30 35 Деталь циліндричної форми зовнішню поверхню якої обробляють з прецизійною точністю, технологічними пристроями фіксують у робочих органах високоточного круглошліфувального верстата. Інструмент у вигляді дрібнозернистого боразонового круга (Во) зернистістю 14-28 мкм на еластичній бакелітно-гумовій (GB1) зв'язці закріплюють у верстаті так, щоб вісь обертання круга була паралельна осі обертання деталі оброблення, а периферія абразивного круга жорстко контактує з циліндричною поверхнею обробки деталі. Боразонові зерна інструменту контактують з поверхнею оброблення, а деталі надають кругового обертання навколо своєї осі з нормованою швидкістю. Одночасно здійснюють поздовжньо-зворотні рухи з наданою швидкістю (поздовжня подача) з врізанням ріжучих абразивних зерен шліфувального круга у поверхню оброблення деталі (глибина різання). При цьому у зоні різання інтенсивно подають мастильно-охолоджуючу рідину (МОР) певного складу і консистенції. Оброблення зовнішньої циліндричної поверхні деталі відбувається таким чином. Деталь 1 циліндричної форми закріпляють та надають нормоване обертання зі швидкістю Уд. Шліфувальному абразивному кругу 3 надають відповідну швидкість обертання VKp навколо своєї осі. Одночасно відбувається плинні поздовжньо-зворотні переміщення деталі 1 вздовж осі її обертання зі швидкістю Snp (поздовжня подача). Одночасно в зону різання подають мастильно-охолоджуючу рідину (МОР) певного складу і консистенції (схему подачі МОР на кресленні не показано). Завдяки тому, що кубонітові зерна боразону (Во) у складі шліфувального кругу мають найгострішу форму (мінімальний радіус заокруглення та мінімальний кут при вершині ріжучого зерна) серед інших ріжучих абразивних матеріалів, завдяки мінімальній здатності боразонових зерен до схоплювання з металом деталі до ріжучої поверхні зерна у порівнянні з зернами карбіду кремнію зеленого (63С), електрокорунду білого (23А) чи монокорунду (43 А) та завдяки застосуванню еластичної бакелітно-гумової (GB1) зв'язки, коли (при навантаженні зерен під дією сил різання) боразонові зерна з кубічного нітриду бора (боразону Во) демпфують у тіло цієї зв'язки, зменшуючи фактичну глибину різання, чим досягають зниження складових сил різання, які виникають при стружкоутворенні. В свою чергу, це впливає на фактичну глибину різання та переріз стружки, що призводить до покращення якості поверхні оброблення, зокрема зменшуються параметри шорсткості, ступінь наклепу (~ на 10-15 %) та глибина його проникнення у поверхневий шар деталі. Це безпосередньо впливає на параметри довговічності та зносостійкості готових виробів. При використанні традиційних технологій оброблення деталей параметри якості обробки їх зовнішніх циліндричних поверхонь 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 АК12М2МгН Обробка згідно з найближчим аналогом кругом з карбіду кремнію зеленого 63СМ28Гл на гліфталевій зв'язці [1] Параметр Глибина Ступінь шорсткості Ra, наклепу h, мкм наклепу К мкм 0,720 9-11 1,39 Обробка згідно з запропонованим способом кругом з боразону BoM28GBl на бакелітногумовій зв'язці Параметр Глибина Ступінь шорсткості Ra, наклепу h, мкм наклепу К мкм 0,275 5,5-6 1,26 2 UA 99001 U Таблиця 2 Вплив поздовжньої подачі на якість поверхні при боразоновій обробці зовнішніх циліндричних поверхонь деталей поліграфічних машин зі зносостійкого композитного на основі алюмінію АК12М2МгН кругами BoM14GBl Параметри якості поверхні Поздовжня подача Sпp, мм/об. Параметр шорсткості Ra, мкм Ступінь наклепу К Глибина наклепу h, мкм 45 0,275 1,26 5,5-6,0 50 0,325 1,31 6,5-7,1 60 0,410 1,35 7,2-8,3 5 10 Спосіб тонкого боразонового оброблення циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композиційних сплавів на основі алюмінію для поліграфічних машин може використовуватись при обробці деталей тертя поліграфічної техніки та спеціальних деталей машин текстильної та харчової галузей виробництва. 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 В21D37/16 (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 15 20 25 30 Спосіб тонкого боразонового оброблення циліндричних поверхонь зносостійких деталей обертання з композиційних сплавів на основі алюмінію для друкарських машин дрібнозернистими шліфувальними інструментами, при якому оброблювану деталь фіксують на круглошліфувальному верстаті прецизійної точності з обертанням її з заданою швидкістю навколо горизонтальної осі та одночасним наданням плинних поздовжньо-зворотних рухів з швидкістю у напрямку, паралельному осі обертання поверхні оброблення деталі, поверхня оброблюваної деталі жорстко контактує з ріжучою циліндричною поверхнею периферії шліфувального інструменту, який відрізняється тим, що як шліфувальний інструмент застосовують дрібнозернисті круги з кубічного нітриду бору - боразону (Во) зернистістю 14-28 мкм на еластичній бакелітно-гумовій зв'язці (GB1), а обробку зовнішньої циліндричної поверхні деталі з композитного сплаву на основі алюмінію виконують за такими технологічними режимами: швидкість обертання шліфувального круга - 35-40 м/с, швидкість обертання деталі 40-60 м/хв., швидкість поздовжньо-зворотних переміщень деталі (поздовжня подача) - 50-65 мм/об, а глибина шару зрізання металу (глибина різання) -2-5 мкм, з активним застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини (МОР). 3 UA 99001 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