Способ абразивной обработки

,8015 4 В 24 В 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ У 35ственно аппаратур(57ч 4) ПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ) Изобретение относится к абразивнои обработке и может применяться для финишной обработки прецизионных поверхностей деталей из закаленных ста" лей, в частности запирающего конуса в корпусе распылителя форсунок дизель ных двигателей. Цель изобретения повышение точности обработки поверхИзобретение отно нию или полированию ся для финишной обр ных поверхностей из лей, в частности за в корпусе распылите зельных двигателей,11 елью изобретени ние точности обрабо при расширении техн можностей способа.Сущность способа что при абразивной в рхность воздейств шлифоваи может применят ботки прецизионзакаленных стаон ирающего я форсун дия является повыше ки поверхносте логических воз состоит в тообработке науют инструмен по- том е из композиционного материала, содержащего закрепленные в связке режущие(56) Авторское свиУ 931387, кл, В 24 В.А, Сафелкин,ридицкий и М.С. Друй 2костей при расширении технологическихвозможностей способа, Абразивную обработку поверхности производят воздеиствием на нее инструментом из композиционного материала, содержащегозакрепленные в связке режущие зерна.В зону обработки подают доводочный компонент со свободным абразивом,В качестве доводочного компонента применяют абразивную пасту, которую наносят на инструмент с режущими зернами иэ куби-,ческого нитрида бора, которые закрепляют в связке на среднем расстояниидруг от друга, составляющем 0,8-1,0размера зерен абразивной пасты. Последние имеют размеры в пределах 0,350,7 размера зерен кубического нитрида бора, при этом твердость композиционного материала составляет 0,81,0 твердости зерен абразивной пасты. 2 ил, 2 табл,зерна, с одновременным применением доводочного компонента со свободным абразивом. В качестве доводочного компонента применяют абразивную пас ту, которую наносят на инструмент, режущие зерна которого выполняют иэ кубического нитрида бора и эакрепля ют в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем 0,81, О размера зерен абразивной пасты, которые имеют размеры в пределах 0,350, размера зерен кубическог нитрида бора. Твердость связки композиционного материала составляет 0,81,0 твердости зерен абразивной пасты.При таком выполнении способа свободный абразив в составе доводочнойпасты наносят непосредственно на инструмент, что позволяет вместе с ин 5струментом подавать свободный абразив в зону обработки глухих внутренних поверхностей, причем свободный абразив удерживается в составе пастына поверхности рабочей части инстру 0мента в течение всего периода обработки,Применение в качестве режущих зерен инструмента зерна кубическогонитрида бора обеспечивает наибольшую эффективность по производительности и качеству обработки закаленных сталей.Использование в инструменте связкис твердостью, равной 0,8,.1,0 твердости свободного абразива, способствует созданию на рабочей поверхности инструмента оптимального микрорельефа для эффективного процессарезания твердыми зернами кубическогонитрида бора.и свободного абразиваза счет сочетания условий износасвязки и зерен кубического нитридабора. При твердости связки большейтвердости зерен абразива микрорельеф. 30не создается в связи с очень малымизносом связки, При твердости связки менее 08 твердости зерен абразива создается более глубокий микрорельеф, приводящий к разрушению(вырыванию зерен кубического нитридабора) рабочей поверхьости инструмента, т,е, к снижению его износостойкости, Нижняя граница твердости связки определяется требованиями к общейтвердости композиционного материалаи надежному закрепленю частиц твердой фазы (кубического нитрида бора),т,е. требованиями к стойкости инструмента, Верхняя граница твердости связ-,15ки определяется необходимостью еепреимущественного изнашивания, т.е,требованиями к производительностиинструмента, которая больше, чем производительность инструментов с алмазными зернами. Иикрорельеф поверхностиинструмента определяется также расстоянием между зернами кубическогонитрида бора в связке.Оптимальная фррма микрорельефадля получения максимальной производительности, как показали экспериментальные исследования, достигаетсяпри среднем расстоянии между зернами кубического нитрида бора, равном 0,81,0 размера зерен свободного абразива, при этом размеры зерен свободного абразива должны находиться в пределах 0,350,7 размера зерен кубического нитрида бора, Такой микрорельеф дает возможность зернам свободного абразива периодически закрепляться на поверхности притира и не позволяет брикетироваться шламу, засаливаться поверхности инструмента.При расстоянии между зернами кубического нитрида бора менее 0,8 размера зерен свободного абразива микрорельеф не создает достаточных условий для закрепления зерен свободного абразива, происходит проскальзывание частиц абразива по микронеровностям поверхности инструмента. Производительность обработки при этом снижается; При расстоянии более 1,0 размера зерен образуется более глубокий микрорельеф, ухудшаются условия резания в связи с брикетированием абразивного зерна и шлама во впадинах микрорельефа, условия обновления изношенных частиц абразива, что приводит к снижению производительности. Кроме того, ускоряется вырывание зерен кубического нитрида бора из связ- ки и, соответственно, снижение стойкости инструмента, а значит, и точности обработки. Соотношение размеров зерен свободного абразива в пределах 0,350,7 размера зерен кубического нитрида бора обеспечивает наименьшую величину шероховатости при наибольшей производительности обработки. При размере зерен свободного абразива менее 0,35 падает производительность ввиду уменьшения размера свободного абразива и увеличивается шероховатость, так как зерна свободного абразива не успевают сгладить риски, получающиеся при резании зернами кубического нитрида бора, При увеличении размера зерен свободного абразива более 0,7 производительность уменьшается, так как уменьшается число зерен кубического нитрида бора, участвующих в резании, шероховатость также начинает увеличиваться.ввиду увеличения размеров зерен абразива пасты.На фиг. 1 показана схема воздейст вия инструмента на обрабатываемую5 15 коническую поверхность; на фиг. 2 - узел Г на фиг, 1.Инструмент для абразивной обработки состоит из цилиндрической направляющей части 1, закрепляемой в шпинделе станка (не показан), к которой через промежуточный слой припоя 2, крепится рабочая часть 3 из композиционного материала. Инструмент предназначен для абразивной обработки конической поверхности детали 4.Композиционный материал рабочей части 3 содержит режущие зерна 5 (фиг. 2) кубического нитрида бора, закрепленные связкой 6, твердость которой составляет 0,81,0 твердости абразивных зерен 7 пасты.Зерна 5 кубического нитрида бора расположены в связке 6 на среднем расстоянии а друг от друга, составляющем 0,8;1, 0 размера абразивных зерен 7 пасты, применяемой согласно данному способу абразивной обработки. Размеры абразивных зерен 7 пасты находятся в пределах 0,350,7 размера зерен 5 кубического нитрида бора, В процессе абразивной обработки образуется шлам 8.Способ осуществляют следующим образом.На коническую поверхность рабочей части 3 инструмента наносят абразивную пасту. После этого вводят в контакт рабочую часть 3 с обрабатываемой конической поверхностью детали 4. Затем осуществляют вращение инструмента и обрабатываемой детали в противо,положные стороны и возвратно-поступательные осевые перемещения инструмента (показано стрелками).П р и м е р. Подвергают абразивной обработке конические поверхности партии распылителей форсунок дизельньм двигателей. Распылитель (деталь 4) изготовлен иэ стали 18 Х 2 Н 4 ВА и имеет твердость НЕС 60-62.Состав инструмента: кубический нитрид бора ВН- в виде зерен, закрепленных в связке из борида цирко" ния и хрома ЕгВ -Сг с твердостью Нч "18000 МПаМжропорошок кубического нитрида бора имеет зерна размером 14 мкм (ЛМ 14).Составляющие композиционного материала взяты в соотношении, обеспечивающем получение в материале закреп 09230 оление зерен кубического нитрида борав связке на среднем расстоянии другот друга, составляющем 0,81,0 раэмера зерен свободного абразива. пасты, 5 мас.Е:ВЯ- Р 60ЕгВ40СгСостав связующего ЕгВ-Сг, Х:ггВ, 34,5Сг 65,5Материалы, взятые в указанном соотношении, смешивают в вибромельнице,а затем спекают при температуре=1600 С и давлении Р=400 кбар.В качестве абразивных зерен 7 пасты используется электрокорунд белыйтвердостью Н 20000 МПа с размером 20 зерна 7 мкм (24 АМ 7).Состав абразивной пасты, Х:Электрокорунд белый24 АМ 7 35Ол еи нов ая кисло та 25 25, Стеарин 20Веретенное масло , 20В табл. 1 приведены данные испытаний инструмента, показывающие влияниесоотношений размеров абразивных зерен 30 пасты и параметров композиционногоматериала с зернами кубического нитрида бора на результаты обработки.Из табл. 1 видно, что при выходеза пределы предлагаемых соотношенийразмеров зерен пасты и кубическогонитрида бора ВИ- и среднего расстояния между зернами ВБ- резко ухудшается качество обработанной поверхности (шероховатость) и уменьшается 4 О производительность (величина съемаметалла). В табл. 2 представлены сравнительные данные испытаний инструмента иэ 45 композиционного материала с зернамикубического нитрида бора, закрепленными в связках, имеющих различнуютвердость. Из табл, 2 видно, что при твердости связки, находящейся за нижним пределом предлагаемого соотношениятвердостей связки и зерен пасты; резко падает стойкость инструмента (соответственно,и точность), а за верхним - при некотором увеличении стойкости инструмента значительно уменьшается производительность (величина съема металла)1509230 Шероховатостьобработки Время цикла обра- ботки, с Размер зеренабразива ласты Стой- кость Размерзеренвк-,мкм Величинасъемаметал" Среднее расстояние между зернами ВЯинструмента По отношениюк размеру зереВЯ з Величина, мкм По отношению Величина, мкм поверхности,ла, мкм доправкирабочей а,к размеру зеренпасты части,шт, 0,24 180 28 0 18 250 Зб 0,28 220 30 40 40 40 2,3 1,0 0,5 0,210,51,0 14 14 14 3714 Таблица 2 Раз" Размермер зерензерен абразиВМ, ва пасмкм ты мкм Ф ФСостав связкнр Х Отноиениетвердостей связки зеренпасты Среднее расстояние менду зернамн ВЯВремяцикла,с Величинаа сьема ме" талпа, мхи Вели- Отноиениеина, х размеру мкм зерен пас 14 7 7 40 100 14 7 7 40 250 14 7 7 40 300 0,7 0,9 1,34 36 10 Сг 72,11 ЕгВх 27,9 ЕгВ 34,5; Сг 65,5 ггВ 34,5; ТСВ, 40 Сг 20,5 1,0 1,0 1,0 Формула изобретенияСпособ абразивной обработки инструментом из композиционного материала, при котором в зону обработки подают доводочный компонент со свободным абразивом, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности обработки при расшире" нии технологических. воэможностей спо" соба, берут инструмент с режущими 1 зернами из кубического нитрида бора, расположенными на расстоянии друг от друга 0,81,0 размера зерен свободного абразива, при этом размеры зерен свободного абразива выбирают в пределах 0,35..0,7 размера зерен кубическбго нитрида бора, а твердость композиционного материала инструмента - 0,81,0 твердости зерен свободного абразива.1Т аблица 1 Стойкостьинструментадо перешлифовки,ите1509230 и Козло Составитель А. ваРедактор В, Петраш ТехредМ,Дидык Корректор С, Ше Заказ 7935 Тираж 662 Подпис но еВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гаг