Способ шаржирования поверхностей

Союз Советских Социапистических Республик(51)М. Кл.з В 24 В 37/00/l В 24 В 1/00 с присоединением заявки Йо -Государственный комитет СССР ио делан изобретений н открытий) Ордена Трудового. Красного Знамени инст материалов ЫН Украинской ССР) Заявите СПОСОБ ШЫРЖИРОВЫНИЯ ПОВЕРХНОСТ т л 2Изобретение относится к изготов- недостаточной для окончательной довод лению шаржированных поверхностей аб- ки плоскостности инструмента, инструразивных инструментов и может быть ис. менты с абразивно-гальваническими попользовано при доводке притирами раз" крытиями, в основном, применяются на личных материалов. предварительных операциях. В резульИзвестен способ создания шаржиро- тате этого возникает необходимость ванной поверхности инструментовпо- в дополнительной операции притупления средством закрепления абразивных час- вершин абразивных частиц с целью поиц гальванически осаждаемым метал лучения износостойких поверхностей.ом 11. Притупление вершин., как правило, соОсновныминедостатками абразивно- провождается существенной потерей абгальванических покрытий, получевных разивных частиц из покрытия. этим способом, является слабое удер- Известен способ закрепления абражание абразивных частиц, обусловлен- зива в поверхностном слое инструменное сопротивлением осажденного метал та (притира) путем внедрения абразивла деформации и срезу при .повороте ных частиц кристаллом алмаза, соверабразивных частиц. Как правило, в Этих шающим колебательные перемещения по покрытиях применяют никель, которому шаржируемому металлу под постоянной присущи низкие значения этих характе" нагрузкой 21, ,ристик.При давлении выше 10-15 кгс/см д Недостатком известного способа2 мьнаблюдается интенсивное выпадение шаржирования является низкая износоабразивных частиц из абразивно-галь- стойкость шаржированной поверхности ванических покрытий, и вследствие вследствие того, что интенсивность этого, чистота обработанной поверх- дробления абразивных зерен под дейности и стойкость инструмента снижает ствием высоких контактных напряжений25ся, а износ пары трения резко увели- (Фактическая площадь контакта крисчивается. Кроме того, имеет место таллов алмаза очень мала, так как значительная разновысотность абразив- алмаз практически не обладает пласных частиц на поверхности покрытия, тичностью), а также из-за односторони вследствие этого,а также вследствие30 него контактирования абразивных зе5 30 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ЬО И;чТа.нгде К= -- относительная величинаТхарактеризующая длительность роздействия нагрузки (Тн) на абразивные зерйа за одноколебание в долях отпериода колебаний (Т)Ч - скорость движения подачи инструмента относительно шаржируемой поверхности;С -допускаемое взаимноесмешение инструмента ишаржируемой поверхностиэа 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 зависит от зернистости абразивных зерен и твердости шаржируемого материала. Пр 1. шаржировании абразивных частиц зернистостью менее 10 мкм в материал, твердость которого Нйс = 60, С = 0 2 1 0 мкм, при шаржировании чугуна и стали твердостью НВ170-250, С: 1-3 мкм, а в случае шаржирования материалов твер" достык НВ 6 100, С3-5 мкм.Соблюдение приведенного выше ограничения МЭ ;, в случае шаржиро.К.вания с подачеи подавляющее большинство шаржируемых деталей шаржируется с подачей, так как размеры их значительно больше размеров инструмента для шаржирования) является необходимым условием обеспечения увеличения износостойкости шаржирован" рен с шаржируемым ьиталлом, 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-. выдении 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 лучшегозакрепления абразивных зерен в шаржируемом материале, так как при этомусловии исключается образование рисок и свободных полостей, граничащих с внедренными эерначи и ослабляю щих их удержание. Полости, размерыкоторых ограничиваются величиной С,заполняются абразивным зерном приего повороте под воздействием большого числа ударов, приходящихся нанего.Если частота колебаний меньшеК.ч, то при шаржировании образуются полости (углубления) рядом с внедренными зернами и износостойкостьповерхности резко снижается, особенно при использовании покрытий напритирах и деталях, двигающихся возвратно-ноступательчо.Поскольку шаржирование предлагаемым способом осуществляется под действием большого числа колебаний (ударов), величина ударной нагрузки наабразивные зерна выбирается значительно меньше их прочности, меньше, чемпри шаржировании известным способом,.и в связи с этим дробление абразивных зерен по сравнению с тем способомуменьшается, а износостойкость шаржированной поверхности эа счет этогоувеличивается.Шаржирование предлагаемым способомвозможно с помощью электромагнитныхцентробежных, эксцентриковых и другихвибраторов.Притиры и детали малых размеровшаржируются "в упор", без подачи. Вэтом случае колебания передаются нашаржируемый притир или деталь посредством ударника, соединенного с якоремвибратора или его концентратором. Соединения ударника (бойка) с шаржируеьнм предметом должно быть жестким,обеспечивать самоустановку предметашаржируемой поверхностью по поверхности пластинки или плиты, на которую 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 чугунныхпритиров применяется инструмент изстали твердостью Нйс 25-45, а пришаржирбвании деталей машин и приборов употребляется инструмент из твердого сплава (Т 15 Кб, ВК 20),Частота колебаний при шаржировании фв упорф устанавливается из соображений обеспечения высокой производительности процесса. Шаржирование с частотой колебаний 2 Гц обес"печивает производительность, равнуюизвестному способу шаржирования. Применьшей частоте производительностьпроцесса ниже,Шаржирование малогабаритных предметов с подачей позволяет увеличитьТангде К- относительная величина,характеризующая длительность воздействия нагрузки (Твн) на абразивные зерна за одно колебание в долях от периодаколебаний (Т);Ч - скорость движения подачиинструмента отнссительношаржируемой поверхностиС - допускаемое взаимноесмещение инструмента ишаржируемой поверхности55 за время одного колебания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3061525,6 О кл. 204.9; опублик. 1962,2. Авторское свидетельство СССРР 395248 с кл. В 24 В 17/00, 197",Тираж 915 Подписное ВНИИПИ Заказ 3868/13 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 производительность процесса, таккак в зону шаржирования попадаетбольше недробленых абразивных час"тиц. В этом случае частота колебанийопределяется в соответствии с приведенной выше зависимостью,Амплитуда вибратора, как правило,составляет 0,3-0,4 мм, что позволяет абразивным частицам свободно попадать в зону шаржирования.Усилие вибратора в направлениидвижения якоря или концентраторапри шаржировании фв упорф выбирается в зависимости от площади шаржируемой поверхности и прочности абразивных частиц. Давление в зоне контакта при шаржировании составляет 15О, 15-0, 35 кг/смШаржирование крупногабаритных деталей с подачей производится под воздействием ударника, изготовляемогоиз термообработанной стали или твердого сплава (в зависимости от объекташаржирования); Абразивная паста илисуспензия в этом случае подается взону обработки непосредственно нашаржируеьый предмет. Выбор режимовшаржирования крупногабаритных деталей производится так же, как при обработке малогабаритных предметов сподачей.Ниже приводятся примеры шаржированной поверхности и ее износостойкости при шаржировании предлагаемымспособом в сравнении с известным.П р и м е р 1. Притир из перлитного чугуна твердостью НВ = 140-170и диаметром 400 мм, предназначенныйдля изготовления алмазных конусов,шаржирован, с помощью электромагнитного вибратора, частота колебаний/которого 100 Гц, усилие 2 кг, ампли"туда 0,4 мм. Колебания вибратора передаются на чугунный притнр посредством ударника-пластинки из стали 45твердостью Нйс 30. Диаметр пластинкисоставляет 30 мм.На поверхность притира при шаржировании подается абразивная суспензия, которая состоит из алмазного порошка АСМ 20/14 и керосина (алмазысоставляют 5 об.% в суспензии). Шаржирование притира производится на томже станке, на котором изготовляютсяалмазные конуса. Скорость движенияпритира (скорость подачи) составляет0,6 м/мин. Шаржирование притира продолжается 2 мин 30 с. Колебания ударника перпендикулярны шаржируемой по"верхности притира.Частота колебаний его соответствует приведенной зависимости О ввПри К а 0,02 и С2 мкм.0 02 е 60000060 ф 2 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 1-2 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.Шаржиров ание предлагаемым способом позволяет повысить износостойкость притиров в 1,5-1,7 раза, а износостойкость деталей машин и приборов в 5 раз.формула изобретенияСпособ шаржирования.поверхностей, при котором абразивные частицы посредством пластины внедряют в шаржируемую поверхность, при этом пластине сообщает колебания, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости шаржированной поверхности, направление колебаний пластины выбирают перпендикулярно шаржируемой поверхности, а частоту задают из соотношения