Способ шлифования


 

B24B1 - Станки, устройства или способы для шлифования или полирования (шлифование зубчатых колес B23F, винтовой резьбы B23G 1/36, путем электроэрозионной обработки B23H; путем пескоструйной обработки B24C, инструменты для шлифования, полирования и заточки B24D; полирующие составы C09G 1/00; абразивные материалы C09K 3/14; электролитическое травление или полирование C25F 3/00, устройства для шлифования уложенных рельсовых путей E01B 31/17); правка шлифующих поверхностей или придание им требуемого вида; подача шлифовальных, полировальных или притирочных материалов

Владельцы патента RU 2412795:

Бишутин Сергей Геннадьевич (RU)

Изобретение может быть использовано для шлифования заготовок, работающих в условиях трения. К рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга прижимают монолитный материал, твердость и теплоустойчивость которого ниже, чем у абразивного материала шлифовального круга. Прижимаемый материал является антифрикционным металлическим материалом и обладает более высокой адгезионной активностью по отношению к материалу обрабатываемой заготовки, чем к абразивному материалу шлифовального круга. На финишном этапе шлифования поверхности заготовки прекращают подачу смазочно-охлаждающего технологического средства и осуществляют прижим металлического материала. Обеспечивается повышение износостойкости детали за счет образования на поверхности заготовки прочных, износостойких микро- и наноструктур. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на операциях шлифования заготовок деталей, работающих в условиях трения.

Известен способ шлифования, включающий прижим к вращающемуся шлифовальному кругу эластомера [1].

Недостаток этого способа заключается в том, что прижимаемый к шлифовальному кругу материал не является металлическим. Частицы этого материала, попадая в зону контакта шлифовального круга и обрабатываемой заготовки, не могут проявить металлические связи с поверхностью заготовки. В связи с этим отсутствует возможность образования прочных износостойких микро- и наноструктур поверхностного слоя заготовки.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ шлифования, включающий прижим бруска к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга [2]. Причем этот прижим осуществляют после правки круга, а в качестве материала бруска используют монолитный материал, твердость и теплоустойчивость которого ниже, чем у абразивного материала шлифовального круга. При этом материал бруска должен обладать высокой адгезионной активностью по отношению к абразивному материалу круга.

Недостаток этого способа шлифования в том, что материал бруска обладает более высокой адгезионной активностью по отношению к абразивному материалу шлифовального круга, чем к материалу обрабатываемой заготовки. Контактируя с вращающимся шлифовальным кругом, нагреваясь и становясь более пластичным, такой материал заполняет впадины субмикропрофиля вершин зерен шлифовального круга и за счет сил адгезии прочно удерживается в них. Попадая в зону контакта обрабатываемой заготовки с кругом, не покидает вышеуказанных впадин и не переносится на обрабатываемую поверхность заготовки. В связи с этим отсутствует возможность создания прочных, в том числе и износостойких микро- и наноструктур на поверхности заготовки.

Кроме этого, прижим бруска осуществляется непрерывно с момента начала шлифования заготовки, поэтому микро- и наноструктуры, даже в случае их локального образования, удаляются в процессе снятия материала заготовки.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа шлифования с образованием износостойких микро- и наноструктур на поверхности заготовок деталей.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый способ шлифования, включающий прижим к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга антифрикционного металлического материала, твердость и теплоустойчивость которого ниже, чем у абразивного материала, и обладающего более высокой адгезионной активностью по отношению к материалу обрабатываемой заготовки, чем к абразивному материалу шлифовального круга. Причем прижим вышеуказанного материала осуществляется на финишном этапе обработки поверхности (выхаживании, осуществляемом без врезной подачи шлифовального круга) и без применения смазочно-охлаждающего технологического средства (СОТС).

Прижимаемый материал, контактируя с вращающимся шлифовальным кругом, разогревается, размягчается и заполняет субмикронеровности поверхности абразивных зерен шлифовального круга. Налипшие на абразивные зерна частицы материала, оказавшись в зоне контакта с заготовкой, дополнительно нагреваются, становятся еще более пластичными и испытывают значительные усилия прижатия к поверхности заготовки. За счет сдвиговых деформаций, граничная пленка поверхностного слоя заготовки разрушается. Частицы антифрикционного металлического материала, обладая высокой адгезионной активностью к материалу заготовки, покидают субмикронеровности на абразивных зернах вследствие образования прочных металлических связей с материалом заготовки. Присоединившиеся к поверхности заготовки частицы антифрикционного металлического материала растираются абразивными зернами тонким слоем с образованием износостойких микро- и наноструктур. Незначительный съем металла с обрабатываемой поверхности в начале выхаживания (вследствие упругих отжатий в технологической системе) и отсутствие СОТС способствуют разрушению граничных пленок, что обеспечивает прочность адгезионных связей созданных микро- и наноструктур с обработанной поверхностью заготовки.

На чертеже показана схема реализации заявленного способа шлифования.

Обрабатываемая заготовка 1 находится в контакте с шлифовальным кругом 2. В державке 3 размещен брусок 4 из антифрикционного металлического материала. Брусок 4 прижимается к рабочей поверхности шлифовального круга.

Шлифование поверхностей осуществляют в следующей последовательности. После снятия припуска и окончания размерной обработки заготовки 1 прекращают врезную подачу шлифовального круга 2 и подачу СОТС. Далее брусок 4 прижимают к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга 2 и начинают финишный этап обработки - выхаживание поверхности. Шлифование прекращают после создания на обрабатываемой поверхности требуемой концентрации износостойких микро- и наноструктур.

Предлагаемый способ шлифования эффективен при финишной обработке шеек валов компрессоров. Обрабатываемые цилиндрические поверхности вала из стали 40Х, подвергаемые врезному шлифованию, имели твердость 4,0-4,5 ГПа. Условия обработки: шлифовальный круг 1 - 300×40×76 25А25СМ16К51кл; скорость вращения круга - 28 м/с, врезная подача - 0,5 мм/мин, скорость вращения заготовки - 25 м/мин; СОТС - эмульсия «Укринол-1»; антифрикционный металлический материал - латунь Л63, время выхаживания обрабатываемой поверхности - 0,7…1,0 мин. Микротвердость абразивных зерен шлифовального круга составляет 24 ГПа, температура плавления - 2030°С. Твердость антифрикционного металлического материала - 0,9-1,1 ГПа, температура плавления - 905°С. Таким образом, обработка при указанных условиях способствует формированию износостойких поверхностных микро- и наноструктур.

Использование предлагаемого способа шлифования позволяет иметь технико-экономический эффект, связанный с повышением износостойкости поверхностей деталей, снижением расходов на ремонт машин и оборудования.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1775282, В24В 53/007, 1990 г.

2. Патент РФ №2240220, В24В 1/00, 53/007, 2003 г.

Способ шлифования заготовки, включающий прижим к рабочей поверхности вращающегося шлифовального круга монолитного материала, твердость и теплоустойчивость которого ниже, чем у абразивного материала шлифовального круга, подачу смазочно-охлаждающего технологического средства, отличающийся тем, что в качестве монолитного материала используют антифрикционный металлический материал, обладающий более высокой адгезионной активностью по отношению к материалу обрабатываемой заготовки, чем по отношению к абразивному материалу шлифовального круга, при этом на финишном этапе шлифования поверхности заготовки прекращают подачу смазочно-охлаждающего технологического средства и осуществляют прижим антифрикционного металлического материала к рабочей поверхности шлифовального круга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для притирки посадочных поясков клапанов автономных цилиндровых крышек дизельных двигателей.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам абразивной обработки цилиндрических роликов роликовых подшипников и устройствам их реализации.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам абразивной обработки цилиндрических роликов роликовых подшипников и устройствам их реализации.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам получения изделий из спеченных композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении пар трения скольжения тяжело нагруженных подшипников.

Изобретение относится к технологии механической обработки резанием, а именно к области абразивной обработки сферических поверхностей деталей. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной обработки шаров. .

Изобретение относится к изготовлению абразивных изделий. .

Изобретение относится к абразивному порошковому материалу, представляющему собой частицы оксида алюминия, содержащему переходный оксид алюминия и не менее 5.0 вес.%, но не более 40 вес.% аморфной фазы, причем частицы оксида алюминия имеют плотность менее 3,20 г/см3; к абразивной суспензии, содержащей воду в качестве растворителя и указанный абразивный порошковый материал в количестве от 3,0 вес.% до не более 30 вес.%.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента для обработки валов гиперболических профильных соединений и протяжного инструмента с гиперболическим профилем.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для затыловочного шлифования режущих зубьев режущего инструмента, подобного метчику или формирователю резьбы.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству подшипников

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении круглых профильных изделий

Изобретение относится к способу шлифования стержневидных обрабатываемых деталей, имеющих некруглое поперечное сечение, образованное ровными и/или дугообразными линиями, и плоские, проходящие параллельно друг другу торцевые стороны, а также к шлифовальному станку (варианты) и шлифовальной секции спаренного происхождения

Изобретение относится к способу шлифования стержневидных обрабатываемых деталей, имеющих некруглое поперечное сечение, образованное ровными и/или дугообразными линиями, и плоские, проходящие параллельно друг другу торцевые стороны, а также к шлифовальному станку (варианты) и шлифовальной секции спаренного происхождения

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для шлифования изделий из сверхтвердых и хрупких материалов с твердостью выше 8 по шкале Мооса, например: алмазов, лейкосапфира, керамики, твердых ювелирных камней, оптических, микроэлектронных материалов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях круглого наружного шлифования заготовок типа колец подшипников, втулок

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях плоского шлифования заготовок из различных материалов

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при ежедневном уходе за твердой поверхностью пола

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниковой промышленности для шлифования сферических торцов конических роликов

Изобретение относится к способу механической обработки сапфировой подложки
Наверх