Способ шаржирования поверхностей
Патент 833429
Авторы
Способ шаржирования поверхностей
Иллюстрации
Реферат
Союз Сеаетских
Соцнапистических
Республик
ОПИСАНИЕ„
ИЗОБРЕТЕНИЯ „„833429
-Ф
К АВТОР@К©МУ Св ПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ау— (22) Заявлено 270879 (21) 2812362/25-08 (51)М. Кл З
В 24 В 37/00/l
В 24 В 1/00 с присоединением заявки Йо—
Государственный комитет
СССР но делан изобретений н открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 30.05.81. Бюллетень ЙЯ 20
Дата опубликования описания 050631 (53) УДК 621.922. .079(080.8) (72) Авторы изобретения
A. A. Сагарда и Ю. В. Безолюк
=;.- 1
& ерхтвердых
Ордена Трудового. Красного Знамени инстит материалов AH Украинской CCP (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ fdAPEHPOBAHHH ПОВЕРХНОСТЕЙ
Изобретение относится к изготовлению шаржированных поверхностей абразивных инструментов и может быть использовано при доводке притирами раз" личных материалов.
Известен способ создания шаржированной поверхности инструментов посредством закрепления абразивных частиц гальванически осаждаемым металлом f1).
Основными недостатками абразивногальванических покрытий, полученных этим способом, является слабое удержание абразивных частиц, обусловленное сопротивлением осажденного метал- 15 ла деформации и срезу при .повороте абразивных частиц. Как правило, в Этих покрытиях применяют никель, которому присущи низкие значения этих характе г зп .ристик. Прн давлении выше 10- 15 кгс/см наблюдается интенсивное выпадение абразивных частиц из абразивно-гальванических покрытий, и вследствие этого, чистота обработанной поверхности и стойкость инструмента снижается, а износ пары трения резко увеличивается. Кроме того, имеет место значительная разновысотность абразивных частиц на поверхности покрытия, и вследствие этого,атак:ке вследствие недостаточной для окончательной доводки плоскостности инструмента, инструменты с абразивно-гальваническими покрытиями, в основном, применяются на предварительных операциях. В результате этого возникает необходимость в дополнительной операции притупления вершин абразивных частиц с целью получения износостойких поверхностей.
Притупление вершин., как правило, сопровождается существенной потерей абразивных частиц из покрытия.
Известен способ закрепления абразива в поверхностном слое инструмента (притира) путем внедрения абразивных частиц кристаллом алмаза, совершающим колебательные перемещения по шаржируемому металлу под постоянной нагрузкой f21.
Недостатком известного способа шаржирования является низкая износостойкость шаржированной поверхности вследствие того, что интенсивность дробления абразивных зерен под действием высоких контактных напряжений (фактическая площадь контакта кристаллов алмаза очень мала, так как алмаз практически не обладает пластичностью), а также из-за одностороннего контактирования абразивных зе833429
2S
ЬО к;ч
С
Та.н где К= =. — относительная величина характеризующая длительность r оздействия нагрузки (Т н ) на абразивные зерйа за одно колебание в долях от периода колебаний (Т);
V — скорость движения подачи инструмента относительно шаржируемой поверхности;
С - допускаемое взаимное смешение инструмента и шаржируемой поверхности эа время одного колебания.
Величина К является в значительной мере характеристикой вибратора. Значения ее располагаются в диапазоне
О> К >0,1
Допустимая величина взаимного смещения С э ависит от зернистости абразивных зерен и твердости шаржируемого материала. Пр1 шаржировании абразив ных частиц з ернистостью менее
10 мкм в материал, твердость которого HRc = 60, С = 0,2-1,0 мкм, при шаржировании чугуна и стали твердостью НВ 170-250, С: 1-3 мкм, а в случае шаржирования материалов твердостью НВ 4 100, С 3-5 мкм.
Соблюдение приведенного выше ограничения М3 в случае шаржиро.Квания с подачеи подавляющее больЧ чинство шаржируемых деталей шаржируется с подачей, так как размеры их значительно больше размеров инструмента для шаржирования) является необходимым условием обеспечения увеличения износостойкости шаржироваирен с шаржируемым ююталлом, так как с другой стороны каждого зерна имеется риска, образующаяся при этом способе шаржирования.
Поверхности, шаржированные при скольжении под постоянным давлением, допускают касательные усилия только в одном направлении. При воздействии на поверхность (абразивные зерна) в противоположном направлении наблюдается интенсивное вырывание абразивных зерен.
Цель изобретения — увеличение иэносостойкости поверхности при по-. вышении производительности процесса.
Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем внедрение частиц в шаржируемую поверхность инструментом, предлагается осуществлять внедрение абразивных частиц путем наложения на инструмент колебаний, на,правленных перпендикулярно к шаржируемой поверхности, частота которых удовлетворяет зависимости ных поверхностей эа счет лучшего закрепления абразивных зерен в шаржируемом материале, так как при этом условии исключается образование рисок и свободных полостей, граничащих с внедренными эерначи и ослабляю-щих их удержание. Полости, размеры которых ограничиваются величиной С, заполняются абразивным зерном при его повороте под воздействием большого числа ударов, приходящихся на него.
Если частота колебаний меньше
К.ч, то при шаржировании образуются полости (углубления) рядом с внедренными зернами и износостойкость поверхности резко снижается, особенно при использовании покрытий на притирах и деталях, двигающихся возвратно-поступательно.
Поскольку шаржирование предлагаемым способом осуществляется под действием большого числа колебаний (ударов), величина ударной нагрузки на абразивные зерна выбирается значительно меньше их прочности, меньше, чем при шаржировании известным способом,. и в связи с этим дробление абразивных зерен по сравнению с тем способом уменьшается, а износостойкость шаржированной поверхности эа счет этого увеличивается.
Шаржирование предлагаемым способом возможно с помощью электромагнитных центробежных, эксцентриковых и других вибраторов.
Притиры и детали малых размеров шаржируются "в упор", без подачи. В этом случае колебания передаются на шаржируемый притир или деталь посредством ударника, соединенного с якорем вибратора или его концентратором. Соединения ударника (бойка) с шаржируеьнм предметом должно быть жестким, обеспечивать самоустановку предмета шаржируемой поверхностью по поверхности пластинки или плиты, на которуго при шаржировании подается абразивная паста или суспензия и которая, в этом случае выполняет роль инструмента. Материал инструмента выбирается в зависимости от объекта шаржирования. При шаржировании чугунных притиров применяется инструмент из стали твердостью HRc 25-45, а при шаржировании деталей машин и приборов употребляется инструмент из твердого сплава (1 15Кб, ВК20).
Частота колебаний при шаржировании "s упор" устанавливается из соображений обеспечения высокой производительности процесса. Шаржирование с частотой колебаний 2 Гц обеспечивает производительность, равную известному способу шаржирования. При меньшей частоте производительность процесса ниже.
Шаржирование малогабаритных предметов с подачей позволяет увеличить
833429
60 2
ВНИИПИ
Заказ 3868/13
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 производительность процесса, так как в зону ааржирования попадает больше недробленых абразивных частиц. В этом случае частота колебаний определяется в соответствии с приведенной выше зависимостью.
Амплитуда вибратора, как правило, составляет 0,3-0,4 мм, что позволяет абразивным частицам свободно попадать в зону шаржированная.
Усилие вибратора в направлении движения якоря или концентратора при шаржировании "в упор" выбирает:ся в зависимости от площади шаржируемой поверхности и прочности абразивных частиц. Давление в зоне контакта при шаржировании составляет
О, 15-0, 35 кг/см
Шаржирование крупногабаритных деталей с подачей производится под воздействием ударника, изготовляемого из термообработанной стали или твер- 2О дого сплава (в зависимости от объекта шаржирования); Абразивная паста или суспензия в этом случае подается в зону обработки непосредственно на шаржируеьый предмет. Выбор режимов шаржирования крупногабаритных дета.лей производится так же, как при обработке малогабаритных предметов с подачей.
Ниже приводятся примеры шаржированной поверхности и ее износостойкости при шаржировании предлагаемым способом в сравнении с известным.
Пример 1. Притир из перлитного чугуна твердостью HB = 140-170 и диаметром 400 мм, предназначенный для изготовления алмазных конусов, шаржирован, с помощью электромагнитного вибратора, частота колебаний которого 100 Гц, усилие 2 кг, амплитуда 0,4 мм. Колебания вибратора пе- 40 редаются на чугунный притнр посредством ударника-пластинки из стали 45 твердостью HRc 30. Диаметр пластинки составляет 30 мм. на .поверхность притира при шаРжи- 45 ровании подается абразивная суспензия, которая состоит из алмазного порошка ACM 20/14 и керосина (алмазы составляют 5 об.% в суспензии). Шаржирование притира производится на том о же станке, на котором изготовляются алмазные конуса. Скорость движения притира (скорость подачи) составляет
0,6 м/мин. Шаржирование притира продолжается 2 мин 30 с. Колебания ударника перпендикулярны шаржируемой поверхности притира.
Частота колебаний его соответствует приведенной зависимости О> †в
При К 0,02 и С 2 мкм.
0 02 ° 600000
100 Гц
При этом, средний размер шаржированных зерен и их выступание при шаржировании предлагаемым способом больше в сравнении с известным.
Износостойкость притира, шаржированного предлагаемым способом в
1,5 раза выше.
Шаржировать поверхности. предлагаемым способом целесообразно инструМентом из твердого сплава, так как шероховатость шаржируемой поверхности при этом улучшается на 3-2 класса, а раэновысотность алмазных зерен не превышает 1 мкм, и, следовательно, полностью отпадает необходимость в дополнительной. операции притупления шаржированной поверхности.
Эффективность шаржирования предлагаемым способом беэ затупления поверхностного слоя, как показывают результаты испьтания чугунных деталей. на трение и износ, по сравнению с известным способом значительно возрастает.
Шаржирование предлагаемым способом позволяет повысить износостойкость притиров в 1,5-1,7 раза, а износостойкость деталей машин и приборов в 5 раз. формула изобретения
Способ шаржирования поверхностей, при котором абразивные частицы посредством пластины внедряют в шаржируемую поверхность, при этом пластине сообщает колебания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыаения износостойкости шаржированной поверхности, направление колебаний пластины выбирают перпендикулярно шаржируемой поверхности, а частоту задают из соотношения TaH где К вЂ” относительная величина, характеризующая длительность воздействия нагрузки (Твн) на абразивные зерна за одно колебание в долях от периода колебаний (Т);
Ч вЂ” скорость движения подачи инструмента отнссительно шаржируемой поверхности;
С вЂ” допускаемое взаимное смещение инструмента и шаржируемой поверхности за время одного колебания.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США 9 3061525, кл. 204.9-, опублик. 1962.
2. Авторское свидетельство СССР.
Р 395248, кл. В 24 В 17/00, 197" .
Тираж 915 Подписное