Способ обработки поверхности трения

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для улучшения антифрикционных свойств поверхностей трения и для образования таких поверхностей методами поверхностного пластического деформирования /ППД/. Способ обработки в несколько проходов методами ППД заключается в том, что на поверхности детали создается частично-регулярный микрорельеф, а затем производится упрочняюще-чистовая обработка ППД сферическим индентором с заданной скоростью, определяемой по приведенной математической зависимости. Указанная скорость обеспечивает кинетический удар индентора о стенку микроуглубления. При этом заглаживаются наплывы, образуются плавный переход от несущей поверхности к дну микроуглубления и асимметричность профиля микроуглубления, упрочняется несущая поверхность и выполняется требуемое соотношение между смачиваемостью несущей поверхности и дна микроуглубления. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLlHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК, (Sf)4 В 24 В 39/00

3» Е М%(1llhi ТЯТ п0 - ;: "; 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Па ИЗОТ ЕТЕНИЯР И ОтН1 ЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

i(21) 4244142)31-27 (22) 14. 05.87 (4б) 15.11.89. Бюл. У 42 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) А.В. Радиоиенко, Я.С. Фельдман и IO.Ã..Èíåéäåð (53) 621,923.17 (088.8) (56) Инейдер В.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. Л.: Машиностроение, 1982, с. 134" 14 f (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для улучшения антифрикционных свойств поверхностей трения и для образования таких поверхностей методами поверхностного пластического деформнроваИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для улучшения антифрикцнонных свойств поверхностей трения и для образования таких поверхностей методами поверхностного ппастического дефориирования (ПИД).

Цель изобретения - повышение долговечности эа счет улучшения антифрикционных свойств поверхности трения путем. создания плавного перехода от несущей поверхности к дну углубления, На фиг..f изображена поверхность трения с ЧРИР; иа фиг. 2 — схема осу:ществления способа; на фиг. 3 — схе ма расчета скорости.

„„80„„1523569 А1

2 ния (ППЛ) . Способ обработки в несколько проходов методами ППД заключается в том, что на поверхности детани создается частично-регулярный микрорельеф, а затем производится упрочняюще"чистовая обработка ППД сферическим индентором с заданной скоростью, определяемой по приведенной математической зависимости. Указанная скорость обеспечивает кинетический удар индентара о стенку микроуглубления. При этом заглаживаются наплывы, образуются плавный переход от несущей поверхности к дну микроуглубления и асимметричное-.ь профиля микроуглубления, упрочняется несущая поверхность и выполняется требуемое соотношение между смачиваемостью несущей поверхности и дна микроуглубления. 3 ил.

Феи4

Способ осуществляются следующим образом.

На поверхности трения одной из деталей узла трения скольжения созда- СЛ ют микроуглублени» поверхностным ©1 пластическим деформированием, напри- 1;ф мер вибронакатыванием, т.е. создают частично-регулярный микрорельеф.

Затем производят унрочнякще-чистовую обработку участков между углублениями микрорельефа, например гладкое алмазное выглаьивание сферическим индентором.

Поверхность трения с частичнорегулярным микрорельефом (ЧРМР) 1 контактирует с сопряженной деталью

2. Контакт происходит по участкам

1521569 несущей поверхности 3. Смазка 4 находится в иикроуглублениях 5. Поскольку несущая поверхность 3 имеет смачиваемость выше, чем дно мнкроуглубления 5, то смазка 4 стремится в saзор между несущей поверхностью 3 и сопряженной деталью 2. В процессе трения мнкроуглубления 5 заполняются смазкой полностью и за счет асимметричности профиля возникает гидродинаиическое давление.

На O er. 2 и 3 показаны расчетные схеиы для определения скорости об, работки v на которых обозначены:

v у — cKopocTs обрйботки, и/c ф скорость перемещения деформирующего злемента (индентора) вдсль оси Х, и/с; Р - усилие де@ориироваиия, 01

Ь вЂ” предварительный натяг пружины, м1

С = Р/д - жесткость пружины, н/и, ш " масса подвижной части инструмента, кг, Ь „ и h „ — координаты точки касания индектора со стенкой микроУглУбленинв иэ Ьг и и г кооР;щ динаты центра сферы индентора при касания в точке В, ии; Ь и и - -ширина и глубина мнкроуглубления, im)

К и R „ - радиусы дна мнкроуглубпения и сФеРы индентора, мч, Р,рсила трения в подвижных частях инстру мента, н.

Уравнение колебаний подвижной части инструмента имеет вид: их =Г-Р,, где Р = с(й -x) ш«с(Л -х)35

-Р или х+ с/ах = с й-Г /m г.р тр

v Ь

Х,,г

V Ь, с 1 Р Й1 х а г

Если с/mask и тогда;

x+ k.õ à

Дпя удобства пользования формулой (5) необходимо вместо координат центра сферы индентора ввести координаты (2) 45 точки В.

Из схемы на фиг. 3 видно, что

h, ash „+х, Ьк угг

àa с„+р- О, а с г

1,"

kcq О, с О

При подстановке значений с, и с в уравнение (2) определяется частное решение:

Общее решение уравнения (1) х а

x c ° cask ° t+c ° s xnkt + г а а

Из начальных условий находят значения с > и с х} О xl,,= О х " -k-c„sinkt+k с coskt, х « coskt + (1 coskt), (3) а а а

k 1 2

После подстановки в уравнение (3) значений k и а и преобразований (Р-F Ъд P х х (1 соз t).

Р m- L!

Индентор коснется дна микроуглубления в точке А при х Ь:

has - - - - (1-cos t), (4) (Р-FT 1а Р

Р m ° В

Из уравнения (4) находят время за которое индентор опустится до дна канавки в точку А."

u-d h -o

arccos (1- — -- )

Р (Р-Г )а

Скорость перемещения индентора вдоль оси х находится из условия

y tash отсюда v g схh/ t р

1г

sa

ВГссоз (j Ь Р ) (Р-Р,,)а

Искомая скорость перемещения иидентора вдоль оси 7 (скорость обработки) для обеспечевыя касания в точке

В находится из соотношения

h Ь„

ЗВ

h, атссов (, — h Р

7Р-Р„)д .

" (5) X* " у - -- (b -Ь/2), Ь к-Ь/2 Кгг

R В э г R к ь, ь„--- (ь„-ь/2) .

R (б) х, R„-ВС, ВС - R„-у,15215 х = Ru-R„

=R (1и (7) h

h = 4„+К.(1Используя выражения (5), (6) и (7) 10 находят скорость обработки, обеспечи" вающую касание в точке В.

И р и и е р. На поверхности стального вала диаметром и = 30 res наносят мнкроуглубления вибронакатыванием 1 5 глубиной Ь = 20 мкм = 2 ° 10 м и шириной bW,5 мм, Радиус дна микроуг- . лубления К 1,5 мм.

Второй проход выполняют алмазным выглаживателем с радиусом К„= 1 мм 20 и усиаием деформирования Р. 50 Н.

Иасеа подвижных частей инструмента я 30 r 3 ° 10 кг. Предварительный

-2 натяг нруиины.инструмента 4 10 мм =

1 10 м, сила трения II подвижных 25 частях инструмента 5Н.

Для обеспечения плавного перехода и аеимметричйого профиля требуется удар алмазного выглаживателя о стенку микроуглубления в точке с коорди- 30 патами Ьк. 0э @ и к . 10 мкм.

Во формулам (6) и (7) определяют координаты центра сферы алмазного, выглаживателя Ь, н h,, Изобретение обеспечивает уменьшение коэффициента трения, увеличение тоащпиы смазочной пленки .и снижение износа поверхностей рения, что в конечном итоге уменьшает потери энер- 4О гии за счет трения и увеличивает долговечность трущихся деталей в машинах и приборах.

Ф о р м у л а. и з о б р е т е н и я

Способ обработки поверхности трения, при котором образуют частично-регулярный микрорельеф виброна-

69 6 катыванием, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения далговечности за счет улучшения антнфрикционных свойств поверхности трения путем создания плавного перехода от несущей поверхности к дну углублений, частично-регулярный микрорельеф выполняют асимметричного профиля в направлении скольжения, при этом участки между углублениями микрорельефа :. подвергают дополнительной упрочняющей обработке сферическим индентором со скоростью v>, опредепяемой по формуле

h-Ь|

V I |

h, Р агссоз (1- (Р, ) р / где Ь1 Ь„= Й;;/К (Ь -Ь/2); где Ъ| и h, — координаты центра сферы индентора при касании со стенкой микроуглубления в заданной точке, мм

Ь и h„ - координаты точки касания индентора со стенкой микроуглубления, мм,.

Ь и h - ширина и глубина микро-, углубления, м;

R и R„ - радиусы дна микроуглуб- ления и сферы инденто-. ра, м;

P — усилие деформировакня, Н| д — предварительный натяг пружины, Н; н — масса подвижной части инструмента, кг;

Р— сила тренин в подвижных частях инструмента, Н причем величину отношения смачиваемости несущей поверхности и смачивае,мости дна углубления микрорельефа выбирают больше

1521569

Составитель 1..Чукаева

Редактор А.Леанина Техред И,Ходащи Корректор Т.Иалец емнн ееЛМ « ею

П ЮЮ ФВ М ФФ 6 »

Заказ 6789/14 Тираж 662 Поднис ьое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва,. Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Daven", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101