Способ изготовления поверхностей трения деталей, работающих в парах трения

 

(l9) (! l) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 16 С 33/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4852584/27 (22) 18.07.90 (46) 23.12.92. Бюл. М 47 (71) Московский институт нефти и газа им.

И,М. Губкина (72) В.С. Аванесов, Б.А. Авербух, О.И. Калачев, О.А, Лесина и П.М. Цехмистренко . (73) Московский институт нефти и газа им. И.M. Губкина (56) Орлов П.И. Основы конструирования.

М.: Машиностроение, 1977, с.388 — 390, рис.377 (е). (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОВЕРХН ОСТЕ Й ТРЕ Н ИЯ ДЕТАЛ ЕЙ, РАБОТАЮЩИХ В ПАРАХ ТРЕНИЯ (57) Использование: технология изготовления пар трения. Сущность изобретения: на поверхности трения сканирующим лазерным лучом формируют смазочные каналы.

Каналы выполняют в виде синусоид с непеИзобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления поверхностей пар трения металл-конструкционный материал, в частности к парам трения скольжения металл-металл.

Цель изобретения — повышение износостойкости пар трения, изготовленных иэ высокотвердых и хрупких материалов, либо прошедших операцию упрочнения за счет формирования на их поверхности смазочных каналов параболического сечения и улучшения условий гидродинамической смазки, Указанная цель достигается тем, что в способ изготовления поверхностей трения деталей, работающих в парах трения, включают формирование смазочных каналов в ресекающимися осями. Формирование каналов производят при взаимном перемещении детали и лазерного луча со скоростью

0,2-0,5 м/мин. Удаление расплава осуществляют струей сжатого газа. Соотношение глубины каналов к их ширине находйтся в диапазоне 0,5 — 0,6 при шероховатости их поверхности не более 5 мкм. Формирование каналов производят при диаметре фокусировки луча 0,3 — 0,4 мм. Площадь, занимаемая каналами, составляет не более 40;( площади рабочей поверхности. Каналы могут быть выполнены под углом к направлению движения поверхности трения, лежащем в диапазоне 40-50О. Способ позволяет повысить износостойкость пар трения, изготовленных иэ высокотвердых и хрупких материалов, за счет формирования смазочных каналов параболического сечения и улучшения условий гидродинамической смазки, 2 з.п.ф-лы. 1 ил. 4 . виде синусоид с непересекающимися осями на поверхностях трения сканирующим лазерным лучом по заданной траектории при C) взаимном перемещении детали и лазерного луча, а также осуществление локального рас-:, QQ плавления поверхности детали и удаление расплава струей сжатого газа, формирование каналов производят при скорости относи- (л тельного движения луча и поверхности обрабатываемой детали 0,2-0,5 м/мин, причем соотношение глубины каналов к их ширине находится в диапазоне 0,5-0,6 при шероховатости их поверхности не более 5 мкм.

Кроме того, формирование каналов производят при диаметре фокусировки луча

0,3-0,4 мм, а площадь поверхности трения, 1784078 занимаемая каналами, составляет не бо- подвергнутая предварительной ХТО до лее 40% площади рабочей поверхности. твердости НВС 62, Плоскость фокусировапри этом угол наклона каналов к направле- ния совпадала с обрабатываемой поверхнонию движения поверхности трения нахо- стью. Диаметр выходного отверстия в дится в диапазоне 40-50 . 5 лазерной головке равнялся 1,5 мм. Зазор

Описанный способ изготовления повер- между поверхностью детали и лазерной гохностей трения деталей, работающих в па- ловкой составлял 1 мм. Относительная скорах трения, реализуется посредством рость перемещения детали и лазерной устройства, представленного на чертеже. головки составляла 0,2-0,5 мlмин. В качестУстройство состоит иэ технологическо- 10 ве продувочного газа использовался азот

ro лазера 1, поворотного зеркала 2, лазер- под давлением 0,4 МПа. ной оптической головки 5 с конденсорной При обработке детали с оптимальными линзой 4. Обрабатываемая деталь 5 распо- параметрамитехнологического процесса на ложена подлазерной головкой 3, Для стаби- поверхности были получены каналы глубилизации расстояния между лазерной 15 ной 0,1-0,3 мм, шириной 0,2-0,5 мм, т,е. с головкой и деталью устройство снабжено соотношением глубины каналов к их шири механизмом плавания 6, Для подачи проду- не в диапазоне 0,5-0,6 и при шероховатости . вочного газа в зону обработки лазерная го- их поверхности по дну какала 5 мкм. Плоловка имеет патрубок 7. " щадь поверхностй трения, занимаемая каПри осуществлении способа изготовле- 20 налами, составила не более 40% площади ния на поверхности трения детали маслока- рабочей поверхности. Угол наклона каналов налов лазерное излученйе, гейерируемое к направлению движения поверхности третехнологическим лазером "1, отражается от" ния находился в диапазоне 40-50 . Испытаповоротногозеркала2на конденсирующую ния на износ детали, обработанной по. линзу 4, установленную в лазерной головке 25 описанной технологии, в паре трения с де3, фокусируясь, оно попадает через отвер- талью их стали 14НЗМА с твердостью рабостие в нижней части лазерной головки на чей поверхности HRC = 63 — 65 ед. показали поверхностьобрабатываемойдетали5. Ме- увеличение иэносостойкости на 60% по ханиэм плавания 6обеспечйваетпостоянст- сравнению с износостойкостью пары трево зазора между лазерной головкой и 30 ния без маслоканалов. деталью. Сканирование лазерного луча по Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я заданной траектории осуществляется сис- 1,Способ изготовления поверхностей . темой с ЧПУ, Под действием лазерного из- трения деталей, работающих в парах трелучейия металл в зоне "йогиощения ния, путем формирования смазочных канарасплавляется и частично испаряется. Для 35 лов, выполненных в виде синусоид с удаления расплавленйогб" металла в зону- непересекающимися осями на поверхновоздействия "коаксйальйо лазерному лучу стях трения, отличающийся тем, что, при диаметре его фокусировки 0,3 — 0,4 мм с целью повышения износостойкости пар подается струя продувочного газа, поступа- трения, изготовленных из высокотвердых и ющего в лазерную головку 3 через патрубок 40 хрупких материалов либо прошедших one7. При перемещении детали 5 по одной ко- рацию упрочнения, за счет формирования ординате, например у, а лазерной головки 3 на их поверхности смазочных каналов паравместе с поворотным зеркалом по другой — болического сечения и улучшения условий х, на поверхности обрабатываемой детали гидроДИйамической смазки, формирование образуется канал(необоэначен). Образова- 45 каналов производят сканирующим лазерние каналов на рабочих йоверхностях пар ным лучом по заданной траектории при вэатрения обеспечивает создание в"ййх микро- имном перемещении детали и лазерного резервуаров для смазки, благодаря которым луча со скоростью 0,2-0,5 м/мин, а также износостойкость йары трения «возрастает. осуществлением локального расплавления

П ри ме р осуществления способа. Для 50 поверхнбсти детали и удалением расплава формировайия маслоканалов заявленным струей сжатого газа, причем отношение глуспособом использовалось оборудование, бинй каналов ких ширине находится вдиавключающее в себя непрерывный твердо- пазоне 0,5-0,6 при шероховатости их тельный лазер мощностью 200 Вт и двухко- поверхности не более 5 мкм. ординатный исполнительный механизм, 55 2.Способ по п.1, отличающийся работающий от числовбгО программного уп- тем, что формирование каналов производят равления, оснащенный описанной выше при диаметрефокусировкилуча 0,3 — 0,4мм. технологической оснасткой. З,Способ по п.1, отличающийся

Обработке "подвергалась поверхность тем, что площадь поверхности трения, заницилиндрических деталей из стали 20ХНЗА, маемая каналами, составляет не более 40%

1784078 жения пбверхности трения, лежащим в диапазоне 40-50О. от площади рабочей поверхности. а каналы выполнены под углом к направлению двиСоставитель 8;Аванесов

Техред М.Моргентал .

Корректор Н.Кешеля

Редактор Т.Куркова

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

Заказ 4528 Тираж - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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