Способ получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами (варианты) и инструмент для его осуществления

Способ получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами (варианты) и инструмент для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к механической обработке механизмов, в частности к способам получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами, и может быть использовано в общем, энергетическом, химическом, холодильном и криогенном машинострении. Способ позволяет получить на поверхности заготовки рельеф в виде чередующихся ребер, штырьков, ячеек и выступов треугольного профиля. Геометрические параметры инструмента и режимы обработки позволяют получить заданный шаг, высоту и угол наклона выступов. Заточка инструмента производится по трем плоскостям. 4 с. и 15 з.п. ф-лы, 35 ил.

Изобретение относится к механической обработке материалов, а именно к способу получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами и инструменту для его осуществления, и может быть использовано в общем, энергетическом, химическом, холодильном и криогенном машиностроении.

В настоящее время актуальной проблемой является получение поверхностей с глубоким регулярным рельефом в виде чередующихся выступов и впадин. Такие поверхности, например в виде ребер на трубах, широко используются для интенсификации теплообменных процессов при конвективном и конденсационно-испарительном теплообмене. К таким изделиям относятся теплообменники и радиаторы, конденсаторы и испарители холодильных и криогенных машин, тепловые трубы, парогенераторы и другие устройства.

Наиболее распространенным высокопроизводительным методом получения оребрения является метод накатки, заключающийся в пластической деформации поверхности заготовки накатным инструментом.

Однако этот метод требует использования специализированного оборудования и дорогостоящего инструмента, причем каждый инструмент предназначен для получения оребрения конкретного шага и высоты, поскольку профиль впадины между ребрами полностью копирует профиль последнего накатного ролика.

Для холодильной и криогенной техники, а также для тепловых труб требуется получение ребер с шириной впадины между ними, измеряемой десятыми долями миллиметра. Существующие методы не позволяют получать такое оребрение и технологически ограничивают реализацию оптимальных параметров процессов теплообмена.

Поверхности теплообмена, выполненные в виде шипов, более эффективны по сравнению с рельефом в виде ребер. Для испарительного теплообмена целесообразно использование поверхностей типа ячеистых, имеющих глубокие впадины, образованные криволинейными выступами. Изготовление таких видов рельефа представляет значительную технологическую проблему и весьма трудоемко.

В технике широко используются щелевые фильтры, представляющие собой совокупность ребер на одной стороне фильтрующей поверхности, причем впадины между ребрами сообщаются с другой стороной фильтрующей поверхности. В настоящее время такие фильтры выполняются в виде сборной конструкции, что определяет высокую трудоемкость при изготовлении фильтров средней и тонкой очистки. В целом получение щелевых фильтров с тонкостью очистки до единиц микрометров представляет собой актуальную техническую проблему.

Упрочняющие и защитные покрытия большой толщины с заранее заданными свойствами широко используются в узлах трения и как средство защиты от коррозии. Повышение производительности процессов получения покрытий, расширение возможностей по управлению их свойствами является перспективным направлением, позволяющим экономить дефицитные легированные стали и сплавы.

Получение резьбового профиля на тонкостенных трубных заготовках методами резьбонарезания с удалением стружки сопряжено со значительной потерей прочности утоненной под реьзбой стенки трубы, а накатные методы резьбообразования требуют использования специализированного накатного оборудования и дорогостоящего инструмента, причем каждый инструмент предназначен для формообразования только одного типа резьбы конкретного шага и глубины профиля.

Таким образом, существует проблема создания способа, позволяющего использовать стандартное металлорежущее оборудование, простой инструмент, которым возможно получение резьбы различного профиля, диаметра, шага и глубины при минимальных отходах обрабатываемого материала. Существует также проблема повышения производительности процесса резьбонарезания и повышения качества резьбы при получении резьбового профиля обычным резцом на высокопластичных материалах, например на меди и алюминии.

Известен способ изготовления винтовых ребер на трубах, используемых в теплопередающих устройствах, заключающийся в подрезании поверхностных слоев материала и их деформации с помощью инструмента в виде резца, при этом обработка ведется без образования стружки. Такие поверхности увеличивают эффективность теплопередачи при конденсации и испарении.

Однако для осуществления известного способа не указаны геометрические характеристики инструмента и режимы обработки.

Известен также способ получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами, заключающийся в том, что при относительном движении инструмента и заготовки поверхностный слой заготовки подрезают инструментом, имеющим одну прямолинейную режущую кромку, и пластически деформируют подрезанный слой, сохраняя его на поверхности заготовки. Способ позволяет получать оребренные поверхности с гофрированными ребрами.

Однако с помощью описанных выше способов невозможно получить поверхности с заданными геометрическими и теплофизическими параметрами, а также выбрать режимные параметры обработки и геометрические характеристики инструмента.

Помимо этого, область использования известных способов ограничена получением поверхностей с чередующимися впадинами и выступами в узком диапазоне их типов и размеров.

В основу изобретения положена задача создать такой способ получения поверхности с чередующимися впадинами и выступами и инструмент для его осуществления, которые за счет выбора режимов обработки и геометрических параметров инструмента обеспечивают получение заданных геометрических характеристик обработанной поверхности, а также получение поверхностей различных типов и геометрических характеристик в зависимости от поставленной технической задачи.

Для этого в способе получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами, заключающемся в том, что при относительном движении инструмента и заготовки поверхностный слой заготовки подрезают инструментом, имеющим одну прямолинейную режущую кромку, и пластически деформируют подрезанный слой, сохраняя его на поверхности заготовки, согласно изобретению при получении выступов и впадин с параллельными боковыми сторонами профиля используют инструмент с главным углом выбранным по зависимости arcsin[a/(S )] где а заданная толщина выступа; S заданный шаг выступов профиля; коэффициент искажения профиля выступа, равный 0,9-1,1; вспомогательный угол ₁ в плане инструмента выбирают равным (90- ) где заданный угол отклонения выступа от вертикального (перпендикулярного к основе) положения; а глубину внедрения инструмента t выбирают равной t [h -S cos( - )/2] (sin /cos ), где h заданная высота выступов профиля, при этом величину подачи S_o инструмента выбирают равной заданному шагу профиля.

Такой выбор режимов обработки и геометрических параметров инструмента позволяет получить профиль с параллельными боковыми сторонами выступов заданных геометрических характеристик, таких как шаг S выступов профиля, высота h профиля, толщина а выступа, угол отклонения выступа от вертикального (перпендикулярного к основе) положения. В данном случае формирование профиля происходит без отходов материала.

Кроме того, в способе получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами, заключающемся в том, что при относительном движении инструмента и заготовки поверхностный слой заготовки подрезают режущей кромкой инструмента и пластически деформируют подрезанный слой, сохраняя его на поверхности заготовки, согласно изобретению при получении выступов и впадин треугольного профиля глубину t внедрения инструмента выбирают по меньшей мере равной t S/ctg + ctg₁+ где S заданный шаг выступов профиля; и ₁ углы наклона боковых сторон треугольного профиля; при этом величину подачи S_o инструмента выбирают равной шагу S профиля, а направление подачи выбирают в сторону, противоположную режущей кромке, причем главный и вспомогательный ₁ углы выбирают равными соответственно углам и ₁ наклона боковых сторон треугольного профиля.

Указанный выбор глубины t внедрения инструмента, величины S_o подачи инструмента, направления подачи, углов и ₁ инструмента в плане позволяет получать треугольный профиль впадин. В данном случае формирование профиля происходит с минимальными отходами материала.

Для получения впадин с параллельными сторонами по существу с нулевой шириной необходимо главный угол выбрать большим или равным вспомогательному углу ₁ При этом впадина по существу с нулевой шириной является границей раздела материала поверхности заготовки.

Материал выступов в этом случае пластически деформирован, таким образом возможно получение более твердого и прочного слоя на поверхности заготовки.

Целесообразно дополнительно обрабатывать ранее обработанную поверхность с направлением главного движения инструмента под углом к направлению главного движения инструмента при первоначальной обработке.

Повторная обработка в другом направлении ранее полученных выступов и впадин позволяет получать рельеф на поверхности заготовки в виде шипов.

Для получения шипов различной конфигурации и размеров целесообразно при дополнительной обработке по крайней мере один из параметров: величину подачи S_o, глубину t внедрения инструмента, главный угол инструмента в плане, вспомогательный угол ₁ инструмента в плане, выбирать отличным от такового при первоначальной обработке.

Возможно в процессе первоначальной и/или дополнительной обработки изменять величину подачи S_o инструмента и/или глубину t внедрения инструмента.

Такое изменение режимов обработки делает возможным получение выступов и впадин с различной высотой и шагом на поверхности заготовки.

Целесообразно при обработке листовых заготовок обработку производить с обеих сторон листовой заготовки с несовпадающими направлениями главного движения инструмента, при этом сумму величин глубин внедрения инструмента при обработке обеих сторон выбирать больше исходной толщины листовой заготовки.

Такая двусторонняя обработка позволяет соединять впадины профилей обеих сторон листовой заготовки. При малой ширине полученных впадин хотя бы на одной стороне обработанная листовая заготовка представляет по существу аналог фильтрующей сетки.

Для создания композиционного слоя на поверхности заготовки целесообразно в процессе получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами либо после обработки впадины заполнять материалом со свойствами, отличными от свойств материала заготовки.

Также возможно в процессе получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинам либо после обработки изменять свойства материала выступов.

При такой обработке обеспечивается получение композиционного слоя на поверхности заготовки, состоящего из слоев материала заготовки, являющегося матрицей, и материала-заполнителя, выбираемого в соответствии с поставленной технической задачей. Таким образом, возможно управление физическими, химическими и механическими свойствами поверхностного слоя обработанной заготовки.

Желательно в процессе обработки изменять конфигурацию поверхности резания и/или обрабатываемой, и/или обработанной поверхности, обеспечивая изменение конфигурации получаемых выступов.

Возможно глубину впадин на поверхности резания выбирать по крайней мере равной толщине выступов, полученных при основной обработке, обеспечивая получение сквозных отверстий на выступах, полученных при основной обработке.

Также целесообразно в процессе либо после обработки пластически деформировать вершины выступов с образованием площадок на вершинах выступов.

В некоторых случаях целесообразно вершины выступов деформировать до плотного соприкосновения боковых поверхностей образованных площадок.

Для получения ячеистого рельефа на поверхности заготовки в процессе получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами необходимо периодически разрывать по длине образующиеся выступы, отделять от заготовки один из концов выступа и изгибать отделенный конец выступа в направлении к инструменту.

Получаемая форма выступов криволинейна и в совокупности выступы образуют ячеистую структуру на поверхности заготовки с впадинами, сообщающимися между собой.

Возможно до обработки поверхности на заготовке формировать внутренние полости, причем расстояние от обрабатываемой поверхности заготовки до полости выбирать меньше глубины t внедрения инструмента.

Также желательно после обработки листовой или трубной заготовки со стороны, противоположной обработанной поверхности, выполнять полости, сообщающиеся с впадинами ранее обработанной поверхности.

Таким оразом, с помощью такой обработки обеспечивается получение по существу поверхности с фильтрующими свойствами, причем фильтрующая поверхность является щелевой.

В некоторых случаях целесообразно до и/или после обработки заготовки производить ее упругую и/или пластическую деформацию.

Для получения формы выступов и впадин различной конфигурации, а также для увеличения производительности процесса обработку возможно производить одним или несколькими инструментами, которым сообщать вращательное главное движение.

Для получения по существу резьбового треугольного симметричного профиля поверхности заготовки с шагом S и углом между боковыми сторонами выступов для наружного резьбового профиля или между боковыми сторонами впадины для внутреннего резьбового профиля глубину t внедрения инструмента выбирают по меньшей мере равной t 0,29 S ctg( /2).

Наружный диаметр D_o заготовки для получения наружного резьбового профиля выбирают из соотношения D_o D-0,71S ctg( /2), где D заданный наружный диаметр по вершинам профиля.

Внутренний диаметр D₂ заготовки для получения внутреннего резьбового профиля выбирают из соотношения D₂ D₁-0,59S ctg( /2), где D₁ заданный диаметр резьбового профиля по его впадинам.

Также поставленная задача решается тем, что в инструменте для осуществления способа получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами, выполненном в виде резца, имеющего переднюю и главную заднюю поверхности, пересечение которых образует прямолинейную главную кромку, и вспомогательную заднюю поверхность, пересечение которой с передней поверхностью образует прямолинейную вспомогательную кромку, при этом главная кромка является режущей, согласно изобретению передний угол инструмента выбран в диапазоне 10-65^о, а угол ₁ между основной плоскостью и линией пересечения передней поверхности с плоскостью, перпендикулярной к проекции вспомогательной кромки инструмента на основную плоскость, выбран в диапазоне ₁ 30-80^о, причем угол между передней и вспомогательной задней поверхностями инструмента тупой.

С помощью такого инструмента обеспечивается получение поверхностей с чередующимися выступами и впадинами различной конфигурации и размеров.

На фиг. 1 изображен предлагаемый инструмент для осуществления способа, общий вид; на фиг.2 инструмент с указанием геометрических параметров его рабочей части; на фиг.3 процесс получения поверхности с чередующимися выступами и впадинами с параллельными боковыми сторонами профиля на плоской заготовке; на фиг.4 сечение плоскостью D фиг.3; на фиг.5 сечение V-V на фиг.4; на фиг.6 процесс получения поверхности с чередующимися выступами и впадинами с параллельными боковыми сторонами профиля на цилиндрической заготовке; на фиг. 7 внешний вид оребренной поверхности, полученной на трубной заготовке; на фиг.8 показатели теплопередающей эффективности трубы с оребренной поверхностью; на фиг.9 профиль оребрения, обладающего капиллярными свойствами; на фиг. 10 процесс получения выступов и впадин с параллельными сторонами по существу с нулевой шириной впадин; на фиг.11 профиль полученных выступов и впадин на поверхности обработанной стальной заготовки по существу с нулевой шириной впадин; на фиг.12 рельеф поверхности в виде шипов, полученный дополнительной обработкой; на фиг.13 процесс получения оребрения с разным шагом, толщиной и высотой выступов на одной поверхности заготовки; на фиг.14 листовая заготовка после обработки с противоположных сторон; на фиг.15 вариант заполнения впадин проволочным материалом в процессе обработки; на фиг.16-18 варианты осуществления способа с изменением свойств материала выступов; на фиг.19 нанесение рифлений на поверхность резания в процессе получения чередующихся выступов и впадин; на фиг.20 процесс получения каналов под обработанной поверхностью при воздействии на поверхность резания; на фиг.21 процесс получения каналов под плоской поверхностью заготовки при деформировании вершин выступов; на фиг.22 профиль полученных каналов под поверхностью заготовки; на фиг.23а,b,c,d процесс получения рельефа в виде ячеек на поверхности заготовки; на фиг.24 внешний вид рельефа в виде ячеек на поверхности заготовки; на фиг.25 сечение плоскостью G фиг.24; на фиг.26-28 варианты осуществления способа с формированием полостей на заготовке до или после получения оребренной поверхности; на фиг.29 вариант осуществления способа с дополнительной деформацией обработанной заготовки; на фиг.30-33 варианты осуществления способа при вращательном главном движении инструментов; на фиг. 34 процесс получения выступов и впадин треугольного профиля, общий вид; на фиг.35 процесс получения несимметричного треугольного профиля.

Способ получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами с параллельными и треугольными сторонами профиля обеспечивается инструментом, который имеет одинаковую конфигурацию. Для получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами различного типа изменения в инструменте касаются только величины геометрических параметров его рабочей части, поэтому рассмотрим элементы и геометрические характеристики инструмента.

Инструмент 1 (фиг.1 и 2) для получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами выполнен в виде резца и имеет переднюю 2 и главную заднюю 3 поверхности, пересечение которых образует прямолинейную главную кромку 4, а также вспомогательную заднюю поверхность 5, пересечение которой с передней поверхностью 2 образует прямолинейную вспомогоательную кромку 6, при этом главная кромка 4 является режущей. Конструктивно инструмент 1 состоит из державки 7, предназначенной для его закрепления на станке, и рабочей части 8, посредством которой производится обработка.

Согласно изобретению передний угол инструмента 1 (фиг.2) между основной плоскостью А и линией пересечения передней поверхности 2 с плоскостью В-В, перпендикулярной к проекции главной кромки 4 на основную плоскость А, выбран в диапазоне = 10-65^о, а угол ₁ между основной плоскостью А и линией пересечения передней поверхности 2 с плоскостью С-С, перпендикулярной к проекции вспомогательной кромки 6 инструмента 1 на основную плоскость А, выбран в диапазоне ₁ 30-80^о, причем угол между передней 2 и вспомогательной задней 5 поверхностями инструмента 1 тупой.

Конкретное сочетание углов и ₁ выбирается в зависимости от свойств обрабатываемого материала и поставленной технической задачи.

Превышение угла более 65^о и ₁ более 80^о недопустимо уменьшает прочность рабочей части 8 инструмента 1, что приводит к его разрушению в зоне главной режущей кромки 4.

Уменьшение угла менее 10^о приводит к недопустимым пластическим деформациям подрезанного слоя 11, что не позволяет получать выступы и впадины заданной формы и геометрических параметров.

Уменьшение угла ₁ менее 30^о приводит к отделению подрезанного слоя 11 в виде стружки от поверхности заготовки 10.

Рабочая часть 8 инструмента 1 выполняется в зависимости от обрабатываемого материала из инструментальных сталей или твердых сплавов. Плоские поверхности рабочей части 8 инструмента 1 обеспечивают технологичность его изготовления.

Способ получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами с параллельными боковыми сторонами профиля согласно изобретению заключается в том, что обрабатываемая поверхность 9 (фиг.3 и 4) заготовки 10 подрезается режущей кромкой 4 инструмента 1. Подрезанный слой 11 пластически деформируется передней поверхностью 2 инструмента 1 и в виде выступа 12 с параллельными боковыми сторонами сохраняется на заготовке 10. Инструменту 1 или заготовке 10 сообщается главное движение V, а также непрерывное, либо дискретное движение подачи D_s. Полученная совокупность выступов 12 и впадин 13 образует оребренную поверхность 14, которая заранее задается шагом S (фиг. 5), высотой h выступов 12 профиля, толщиной а выступов 12 и углом отклонения выступов 12 от вертикального (перпендикулярного к обрабатываемой поверхности 9 заготовки 10) положения. Для получения оребренной поверхности 14 с заданными параметрами выступов 12 и впадин 13 главный угол в плане инструмента 1 (фиг.2,5) выбирают из соотношения arcsin[a/(S )] где коэффициент искажения профиля выступа 12 (ребра) равный 0,9-1,1.

Коэффициент искажения профиля выступа 12 выбирается экспериментальным путем в указанных интервалах и зависит от свойств обрабатываемого материала.

Глубину t внедрения инструмента 1 с учетом выбранного главного угла в плане инструмента 1 выбирают из соотношения t [h -S cos( - )/2] (sin /cos ).

Вспомогательный угол ₁ в плане инструмента 1 выбирают равным (90- ), обеспечивая заданный угол отклонения выступов 12 от вертикального положения. Заданный шаг S выступов 12 обеспечивается выбором величины подачи S_o S.

Таким образом, выбранные геометрические параметры инструмента 1 и режимы обработки позволяют получить оребренную поверхность 14 на плоских заготовках 10 (фиг. 3) и на цилиндрических заготовках 15 (фиг.6) с заданным сочетанием геометрических характеристик, обеспечивающих оптимальные теплофизические параметры такой оребренной поверхности 14.

П р и м е р 1. Требовалось получить оребренную поверхность 14 с чередующимися выступами 12 и впадинами 13 с параллельными боковыми сторонами выступов 12 с шагом S, равным 1,0 мм, толщиной а выступа 0,5 мм, высотой h выступа 2,2 мм, углом отклонения выступа от вертикального положения 10^о. Ранее экспериментально установлено, что для меди коэффициент искажения профиля выступа 12 (ребра) равен 1,04. В соответствии с изобретением были выбраны главный угол инструмента 1 в плане 28,7^о, глубина внедрения t инструмента 0,89 мм, вспомогательный угол ₁ 80^о, величина подачи S_o инструмента 1,0 мм. В качестве заготовки 15 использовалась медная труба диаметром 18 мм с толщиной стенки 1,5 мм. После обработки на токарном станке получена оребренная поверхность 14 с чередующимися выступами 12 и впадинами 13 требуемых геометрических характеристик, внешний вид которой в виде косого среза трубы представлен на фиг.7.

Оребренная поверхность 14 на трубах необходима для теплообменников тепловых и атомных станций, конденсаторов и испарителей холодильних и криогенных машин, для тепловых труб, парогенераторов и других теплопередающих устройств.

На фиг.8 представлена зависимость эффективного коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока q для медных оребренных труб, полученных согласно изобретению, при их использовании в качестве испарителей промышленных холодильных фреоновых установок. График Х представлен для процесса испарения чистого фреона на медной оребренной трубе исходного диаметра 20 мм и исходной толщиной стенки 2 мм со следующими параметрами оребренной поверхности: шагом S выступов 12 (ребер) оребренной поверхности 0,7 мм, высотой h ребер 2,2 мм, толщиной а ребер 0,32 мм с вертикальными ребрами ( = 0). На графике (фиг. 8) изображены также данные по тепловой эффективности трубы с оребрением, полученным методом накатки роликами на трубе с аналогичным исходным диаметром и толщиной стенки, при этом параметры оребренной поверхности: S 1,25 мм, h 1,05 мм, а 0,45 мм (график Y). График Z представляет зависимость эффективного коэффициента теплоотдчи для неоребренной трубы. Как видно из графиков, эффективный коэффициент теплоотдачи для трубы, оребренной по предлагаемому способу, на 25-40% выше, чем для трубы с оребрением, полученным накаткой.

П р и м е р 2. Требовалось получить на заготовке 10 из листовой латуни толщиной 0,2 мм поверхность 14 с чередующимися выступами 12 и впадинами 13 (оребренную поверхность) с параллельными боковыми сторонами выступов 12 с шагом S равным 0,19 мм, толщиной а выступа 0,1 мм, высотой h выступа 0,44 мм, с вертикальным положением ребер ( 0). Ранее экспериментально установлено, что для латуни коэффициент искажения профиля выступа 12 (ребра) равен 1,03. В соответствии с изобретением были выбраны: главный угол инструмента 1 в плане 30,4^о, глубина t внедрения инструмента 0,15 мм, вспомогательный угол ₁ 90^о, величина подачи S_o инструмента 0,19 мм.

На фиг. 9 представлен профиль полученного оребрения при увеличении в 98 раз. Такая поверхность, имеющая ширину впадины 0,09 мм, обладает капиллярными свойствами и может быть использована, например, в качестве фитильной структуры тепловой трубы.

Помимо использования оребренных поверхностей 14 для теплообменных устройств, такие поверхности могут быть успешно использованы в качестве основы для нанесения покрытий. Например, покрытие из оксида алюминия, нанесенное на деталь из низкоуглеродистой стали с оребренной наружной цилиндрической поверхностью 14, выдержало в 16 раз больше термоциклов по сравнению с покрытием, нанесенным на поверхность, подготовленную пескоструйной обработкой.

Также оребренные поверхности 14 с малой шириной впадин 13 и с выступами 12, не перпендикулярными к основе, могут быть использованы для подготовки поверхности детали под склеивание.

Для получения впадин 16 по существу с нулевой шириной b главный угол в плане инструмента 1 выбирают большим или равным вспомогательному углу ₁ в плане инструмента 1 (фиг.10).

Впадины 16 в этом случае являются границами раздела материала поверхности заготовки 15. При равенстве углов и ₁ обеспечивается получение оребренной поверхности 14 с шириной впадины b, соизмеримой с шероховатостью боковых сторон выступов 12 профиля. В случае выбора угла больше угла ₁ за счет дополнительного давления вспомогательной кромки 6 инструмента 1 на боковую поверхность образующегося выступа 12 обеспечивается уплотнение полученной оребренной поверхности 14.

Выступы 12 (ребра), деформированные в процессе обработки, обладают повышенной прочностью и твердостью, что позволяет использовать этот способ для упрочнения поверхности деталей. Такая обработка улучшает эксплуатационные свойства деталей, например их износостойкость. Целесообразна также дополнительная размерная обработка детали по вершинам полученных выступов 12, например, шлифованием или обточкой.

П р и м е р 3. На цилиндрической заготовке 15 требовалось получить оребренную поверхность 14 с впадинами 16 по существу с нулевой шириной b, с толщиной а выступов 0,19 мм, шагом S равным 0,21 мм, высотой h профиля 0,78 мм, углом отклонения выступов 30^о. Обрабатываемый материал заготовки 15 коррозионно-стойкая сталь (С 0,12% Cr 18% Ni 10% Ti 1%). Ранее экспериментально установлено, что для этой марки стали коэффициент искажения профиля выступа 12 (ребра) равен 1,00. В соответствии с изобретением были выбраны: главный угол инструмента 1 в плане 60,5^о, глубина t внедрения инструмента 0,72 мм, вспомогательный угол ₁ 60^о, величина подачи S_o инструмента 0,21 мм.

На фиг.11 представлен продольный срез полученной оребренной поверхности 14 при увеличении в 54 раза. Такая поверхность ялвяется упрочненной и обладает большей твердостью и прочностью, чем материал заготовки, который в данном случае не может подвергаться закалке. Аналогично могут быть упрочнены другие незакаливаемые материалы, например медь, алюминий, титан, низкоуглеродистые стали.

Границы раздела поверхностного слоя материала заготовки (впадины 16 по существу с нулевой шириной) могут быть использованы как каналы для проникновения легирующего элемента вглубь заготовки при последующей химико-термической обработке. Это позволяет насыщать поверхностный слой заготовки при диффузии легирующего элемента с боковых сторон ребер, что ускоряет процесс получения легированных слоев большой толщины.

Производя дополнительную обработку ранее оребренной поверхности 14 с направлением V¹ главного движения инструмента 1 под углом к направлению V главного движения инструмента 1 при первоначальной обработке, возможно получение чередующихся выступов 17 и впадин 18 на поверхности заготовки 10 в виде шипов (фиг.12).

Дополнительную обработку можно производить тем же инструментом 1 и с теми же режимами, что и первоначальную. По существу обработка в этом случае производится дважды в двух различных направлениях по одной и той же поверхности заготовки 10.

Возможен вариант реализации способа, когда при дополнительной обработке изменяют по сравнению с первоначальной обработкой по крайней мере один из параметров: величину подачи S_o, глубину t внедрения инструмента, главный угол инструмента в плане, вспомогательный угол ₁ инструмента в плане.

Таким образом, возможно получение выступов 17 в виде шипов различной формы и размеров как за счет выбора режимов обработки и геометрии инструмента 1, так и за счет выбора направления дополнительной обработки, отличающегося от направления основной обработки на угол На фиг. 12 представлен вариант реализации способа, при котором дополнительная обработка в направлении V¹ производилась при угле ¹большем, чем угол первоначальной обработки, величина подачи S_o¹меньше величины S_o первоначальной обработки. Остальные параметры обработки оставались неизменными.

Поверхности с выступами 17 в виде шипов имеют большую площадь теплообмена, форма и размеры шипов выбираются в зависимости от заданных теплофизических характеристик поверхности.

Такие поверхности могут быть также использованы для получения композиционной структуры путем заполнения впадин 18 материалом с другими свойствами. Конфигурация и размеры выступов 17 в виде шипов, а также материал-заполнитель выбираются в зависимости от поставленной технической задачи. Кроме того, поверхности с выступами 17 в виде шипов могут использоваться как поглотители акустического или электромагнитного излучений, как развитая поверхность катализатора, в качестве электродов различного типа или как декоративные поверхности.

При необходимости получения на одной поверхности заготовки 15 профиля с чередующимися выступами 12 и впадинами 13 различных геометрических параметров в процессе первоначальной или дополнительной обработки изменяют хотя бы один из режимных параметров обработки, таких как величину подачи S_o и глубину t внедрения инструмента 1.

Таким образом, на различных участках поверхности заготовки 15 (фиг.13), например трубы, можно получить поверхность с чередующимися выступами 12 и впадинами 13 различного шага S, толщины а и высоты h выступов 12. Это обеспечивает оптимальное распределение теплофизических характеристик по длине трубы.

Способ может быть использован для обработки листовой заготовки 19 с двух сторон (фиг. 14). При этом направления главного движения инструмента 1 при обработке каждой из сторон листовой заготовки 19 не должны совпадать, а сумма величин глубин внедрения инструменрта t и t¹ при обработке обеих сторон должна быть больше исходной толщины Н листовой заготовки 19. Режимы обработки и геометрические параметры инструмента 1 при обработке противоположных сторон листовой заготовки 19 могут быть различными.

Такая двусторонняя обработка позволяет соединять впадины 13 профилей обеих сторон листовой заготовки 19 (фиг.14). Если на одной из сторон листовой заготовки 19 получить оребренную поверхность 14 с шириной впадины 13 несколько микрометров, то обработанная листовая заготовка 19 будет представлять собой по существу фильтрующую поверхность щелевого типа для тонкой очистки. В качестве листовой заготовки 19 может испол