Способ вибрационной обработки металлических деталей

 

Изобретение позволяет удалить коррозию , повысить микротвердость и снизить шероховатость металлических поверхностей с высокой производительностью путем виброобработки стальными шарами в среде глицерина в течение 5-30 мин. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 24 В 31/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4929695/08 (22) 18.04.91 (46) 07,07.93. Бюл. Q 25 (71) Институт общей и неорганической химии АН Армении и Институт синтетических полимерных материалов АН СССР (72) К.Г.Казарян, Н,Г.Даниелян, 3,Г.Джанян и Н.С.Ениколопян (56) Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей. М.: Машиностроение, 1974, с. 79. табл.8.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для удаления коррозии, повышения твердости и снижения шероховатости поверхностей деталей типа тел вращения и плоских металлических поверхностей, Цель изобретения — упрочнение поверхности, удаление коррозии и снижение шероховатости поверхности, а также повышение производительности процесса.

Отличительной особенностью данного способа перед известным является интенсивная пластическая деформация поверхности (абразивное воздействие исключается) в восстановительной среде (глицерин или другой многоатомный спирт), препятствующей окислению свежеобразованных поверхностей.

Интенсивное ударное воздействие стальных шаров на поверхность приводит к механическому удалению (отслаиванием) и измельчению продуктов коррозии. Одновременно с этим очищенная поверхность упрочняется и полируется до зеркального блеска эа счет пластического деформирования микронеровностей. Глицерин, введенный в состав рабочей среды, выполняет

„„ 4 „„1825714 А1 (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение позволяет удалить коррозию, повысить микротвердость и снизить шероховатость металлических поверхностей с высокой производительностью путем виброобработки стальными шарами в среде глицерина в течение 5 — 30 мин, 1 табл.

°двоякую роль, С одной стороны, препятству- ® ет адгезионному схватыванию продуктов износа с обрабатываемой поверхностью, а с другой поверхность отделившихся продуктов коррозии восстанавливается до металла, теряя тем самым свои абразивные качества.

Способ осуществляют следующим обра- д зом, В цилиндрический контейнер устанавливают обрабатываемую деталь, загружают рабочей средой — стальными шарами разных диаметров 6 — 25 мм. Объем. заполняемый рабочей средой, составляет 80-95 об. контейнера. В рабочую среду вводят опре- фЪ деленное количество глицерина из расчета ! — <

Л вибромельницы так. чтобы ось контейнера была бы параллельна оси вибратора. и ведут обработку в течение 5-30 мин при ускорениях движения стальных шаров 25 -600 м/с, г

Если обрабатываемая деталь представляет собой тело вращения (раэличпой формы) и требуется одновременно >гп;< in а <<аружной и внутренней пене,:»«.. «<,> er уста1825714 навливают в контейнере соосно последнему, Если обрабатываемая деталь — плоский лист, то его размещают перпендикулярно оси контейнера. При обработке внутренних поверхностей емкостей, представляющих 5 собой тела вращения разнообразной формы, емкость заполняют рабочей средой и она практически служит рабочим контейнеро л.

Бо время виброобработки (при параллельном расположении осей контейнера и вибратора) стальные шарики движутся по концентричным окружностям вокруг оси контейнера (движение "перекатывания" ), "Перекатывание" шаров по асей внутрен- "5 ней поверхности контейнера обеспечивает равномерную обработку поверхности. При неполной загрузке менее 80 обьема контейнера и более 95 движение "перекатывания" нарушается; наличие только крупных шаров {свыше 625 мм) также нарушает движение "перекатывания", снижая тем са;лым качество обработки. Шары 2025 мм в составе рабочей среды, состоящей из шаров 6 — 14 м л, за счет большей массы, а следовательно, и большей кинетической энергии интенсифицируют процесс пластической деформации, сокращая время обработки, Количество введенного в состав рабочей смеси глицерина также играет существенную роль: меньше 1 мл на 1 кг загрузки приводит к его быстрому "эасаливанию" и снижению ка«ес1ва обработки; больше 10 мл "смягчает" ударное взаимодействие шаров и поверхности, что приводит к снижен»о степени упрочнения.

Длительность обработки составляет 230 мин. До 2 мин — качество поверхности пока достаточно низкое. При обработке бо- 40 лее 30 мин происходит ухудшение качества обработки, по-видимому, иэ-эа усталостного разрушения тончайших поверхностных слоев металла (отмечается "эасаливание" глицерина продуктами износа). 45

Предлагаемые значения количества загрузки контейнера, количества глицерина и времени обработки оптимальны и служат достижению цели.

Пример 1, Рабочий цилиндрический 50 контейнер ы 120 мм и высотой 120 мм из стали 12Х18Н10Т загружают на 90об. шарами 6-25 мм из стали ШХ 15 и добавляют

5 мл глицерина. На крышку контейнера устанавливают обрабатываемую деталь — 55 корродированную пластину иэ стали 08 КП размером 80 х 80 х 0,9 мм, Контейнер плотно закрывают коышкой (обрабатываемая пластина находится в плоскости, перпендикулярной оси контейнера) и устанавливают на стол вибромельницы так, чтобы его ось была бы параллельна оси контейнера. Обработку ведут в течение 15 мин при амплитуде 5 мм и частоте вибрации 25 с . После обработки на пластине отсутствуют следы коррозии, поверхность имеет зеркальный блеск.

Пример 2. Проводят эксперимент, по примеру 1 с изменением обьема загрузки, количества глицерина и времени обработки.

Образцы-пластины из стали 08 КП с микротвердостью НЧ = 130 кГ/мм и шероховатог стью поверхности R = 8-5,5 мкм.

Микротвердости поверхностей до и после обработки определялись на приборе мод, ПМТ-3. По их значениям подсчитывалось упрочнение в процентах, Шероховатость определялась на профилографе-профилометре мод,201.

Результаты исследования в пределах заявленных значений и с выходом за эти и редел ы и ри веден ы в таблице.

Из таблицы следует, что наилучшие результаты получены в опытах 3, 4, 5, 8, 9, 12 и 13, при следующих значениях заявленных параметров: объем контейнера, загружаемый шарами 80 — 95%, количество глицерина 1 — 10 мл на 1 кг загрузки, продолжительность 5-30 мин.

Пример 3. Стальную емкость объемом

5 л сильно корродированной внутренней поверхностью (на 95 ) загружают шарами 8 6 — 25 мм иэ стали ШХ 15, добавляют

7 лл глицерина, плотно закрывают крышкой и устанавливают на стол вибромельницы так, чтобы ось вращения емкости была параллельна оси вибратора. Обработку ведут в течение 15 мин при амплитуде 4 мм и частоте 25 Гц. После обработки нет следов коррозии, вся внутренняя поверхность емкости имеет зеркальный блеск.

Пример 4. В рабочий цилиндрический контейнер 120 мм и высотой 120 мм соосно помещают обрабатываемую деталь— стальной цилиндр с 8 80 мм и высотой

120 мм и полностью (95 об. ), загружают рабочей смесью — стальными шарами 86 — 25 мм и 3 мл глицерина. Контейнер плотно закрывают крышкой и устанавливают на стол вибромельницы так, чтобы оси контейнера и вибратора были параллельны. Обработку ведут в течении 20 мин при амплитуде 5 мм и частоте вибрации 25 Гц. После обработки на обрабатываемых поверхностях следов коррозии нет, поверхности имеют зеркальный блеск и хороший товарный вид. Упрочнение на внешней поверхности составляет

35;(.

1825714

Таким образом. заявленный способ прост в исполнении, эффективен. отличается высокой производительностью, позволяет удалить коррозию, упрочнить и снизить шероховатость металлических 5 поверхностей, а также расширить область применения (обработка наружных и внутренних поверхностей простых и сложнопрофильных деталей типа тел вра= щения, емкостей, листового проката и 10 т.п.).

Формула изобретения

Способ вибрационной обработки металлических деталей, при котором последние помещают в цилиндрический вибрационный контейнер и используют рабочую среду в виде стальных полированных шаров, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения производительности, контейнер заполняют рабочей средой на 80 — 95 его объема, добавляют 1-10 мл глицерина на 1 кг рабочей среды, а обработку ведут в течение 5 — 30 мин, Опыт

Объем заполнения, Рабочая среда — стальные шары + технологичес кая жидкость (мл на 1 кг заг зки

Время обработки, мин

LUepoxosaтость поверхности

Ра, мкм

Упрочнение, 8 6-25 + глицерин (5) в б-8+ гли е ин 5

Составитель К.Казарян

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Редактор Л.Народная

Заказ 2301 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Уж;ород, ул.Гагарина. 101

3

5 б

8

11

12

13

14

d 7-8 + кальцинированная сода и хоз. мыло (прототип)

Фб-25+ глицерин (0,5) бб-25 + глицерин (1) о 6-25+ глицерин (5)

g 6-25+ глицерин (10) о 6-25+ глицерин (15)

И 6-25+ глицерин (5) 75

90 .90

5

0.32

0,35

0.16

0,08-0,04

0,08-0,04

0,08-0,04

0,37

0,16

0.08

0,4

0,5

0.3

0,16

0,47

0,16

28

34

38

37

22

18

3-5