RU2240206C2 - Способ отделочно-упрочняющей обработки поверхности резанием - Google Patents
Способ отделочно-упрочняющей обработки поверхности резанием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240206C2 RU2240206C2 RU98123810/63A RU98123810A RU2240206C2 RU 2240206 C2 RU2240206 C2 RU 2240206C2 RU 98123810/63 A RU98123810/63 A RU 98123810/63A RU 98123810 A RU98123810 A RU 98123810A RU 2240206 C2 RU2240206 C2 RU 2240206C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- tool
- angle
- finishing
- auxiliary
- Prior art date
Links
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Способ комбинированной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей металлов резанием относится к области металлообработки. Его осуществляют режущим инструментом при вспомогательном угле в плане φ1, диапазон которого 0°<φ1<5°. Этим инструментом снимают припуск и производят последующее поверхностно-пластическое деформирование обработанной поверхности вспомогательной поверхностью инструмента. Процесс резания производят с передним углом γ, рассчитанным по следующей зависимости: β<γ≤(Ψ-90°), где Ψ - угол сдвига стружки для обрабатываемого материала; β - минимально допустимое значение переднего угла, при котором возможен процесс резания данного материала. Эффективность способа достигается за счет отделки и существенного упрочнения поверхности на заданную глубину за один технологический проход одним инструментом.
Description
Область техники
Изобретение относится к механической обработке поверхностей деталей из сплавов лезвийным инструментом с эффектом отделки и упрочнения.
Предшествующий уровень техники
Известные способы обработки поверхностей деталей резанием не дают в большинстве случаев требуемую твердость, точность и шероховатость обработанных деталей. Для упрочнения таких поверхностей используют дополнительные операции - термическую обработку, нанесение покрытий и т.п. Для достижения требуемой точности и шероховатости поверхности детали подвергают обработке отделочными операциями (шлифование, полирование, поверхностно-пластическое деформирование и др.).
Известен способ комбинированной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей металлов резанием, заключающийся в том, что инструментом при вспомогательном угле в плане φ1 в диапазоне 0°<φ1<5° снимают припуск и производят последующее поверхностно-пластическое деформирование обработанной поверхности вспомогательной поверхностью инструмента, т.е. одновременно реализуется два процесса: процесс резания режущей кромкой и поверхностно-пластического деформирования (обкатывания) обрабатываемой поверхности вспомогательной поверхностью инструмента с эффектом упрочнения, характеризуемым повышением исходной микротвердости обрабатываемого материала в 1,3 раза и получением шероховатости поверхности до Ra=0,08 мкм (Коновалов Е.Г., Сидоренко В.А. Чистовая и упрочняющая обработка поверхностей. Минск: Вышэйш. школа, 1968, с.324-329). Данный способ является ближайшим аналогом и прототипом изобретения. Недостатком этого способа является невозможность использования его на финишных операциях обработки высокоточных деталей из-за получения при этом недостаточно высоких параметров качества обработанных поверхностей.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка и повышение эффективности обработки резанием за счет достижения технического эффекта - отделки и существенного упрочнения поверхности на заданную глубину за один технологический проход одним инструментом.
Известно явление, связанное с образованием на обработанной поверхности аморфного слоя материала кристализации, обуславливающей образование слоя бесструктурного мартенсита, переходящего в мелкодисперсный мартенсит путем нанесения его на обрабатываемую поверхность в жидком или близком к жидкому состоянии с последующим высокоскоростным отбором тепла (см., например, Углов А.А., Иванов Е.М. Контактные температуры в области малых времен для задач с плавлением и кристаллизацией в ж. ФХОМ, №4, 1988, с.50-55). В зависимости от скорости охлаждения жидкого материала возможна реализация и процесса закалки. Известно также, что при резании в зоне сдвига элементов стружки под углом Ψ≈45° к вектору главного результирующего движения резания существует обрабатываемый материал в жидком или близком к жидкому состоянии (Комаров В.А. Теплофизическое моделирование процесса разрушения твердых материалов при резании. В сб. Разработка и внедрение новых ресурсосберегающих технологий в области машиностроения. Материалы межрегиональной научно-практической конференции, Орел, 1991 г., с.12-14). Это положение используется в изобретении для создания на обрабатываемой поверхности слоя расплавленного (или близкого к расплавленному) материала, который путем направленного воздействия инструментом выдавливают из стружки и наносят вспомогательной режущей гранью инструмента на обработанную поверхность, где он подвергается воздействию смазывающе-охлаждающей среды (СОС) с выбираемой интенсивностью охлаждения. Для выдавливания жидкой фазы обрабатываемого материала из стружки используют режущий инструмент с передней режущей гранью, обеспечивающий отрицательный передний угол резания γ, который по абсолютной величине превышает угол сдвига стружки Ψ, т.е. β<γ≤(Ψ-90°), где β - минимально допустимое значение переднего угла, при котором возможен процесс резания данного материала.
При направленном воздействии тела режущей части инструмента вдоль вектора главного результирующего движения жидкая фаза материала вынуждена распределяться по трем свободным, взаимоперпендикулярным к вектору скорости резания направлениям. Следовательно, часть ее будет захвачена вспомогательной поверхностью инструмента, контактирующей с обработанной поверхностью детали, и за счет наличия скорости скольжения будет распределена по поверхности детали и подвергнется воздействию СОС, состав и интенсивность подачи которой выбирают таким образом, чтобы реализовать процесс закалки, кристализации или частичной аморфизации. Для реализации процесса распределения жидкой фазы материала по обработанной поверхности вспомогательную поверхность резания инструмента выполняют полированной (Ra≤0,16 мкм), а инструмент располагают так, чтобы обеспечить вспомогательный угол в плане 0°<φ1<5° (значение угла φ1 зависит от свойств обрабатываемого материала).
Реализация процесса отбора тепла инструментом с одновременной подачей смазочно-охлаждающей среды обеспечивает не только протекание процесса закалки, кристализации или частичной аморфизации, но и поверхностно-пластического деформирования охлаждаемого материала вспомогательной поверхностью инструмента, которое позволяет получить высокий класс шероховатости поверхности (до Ra≤0,04 мкм).
Таким образом, технический результат обеспечивается за счет того, что в способе комбинированной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей металлов резанием, заключающемся в том, что инструментом при вспомогательном угле в плане φ1 в диапазоне 0°<φ1<5° снимают припуск и производят последующее поверхностно-пластическое деформирование (обкатывание или выглаживание) обработанной поверхности вспомогательной поверхностью инструмента, процесс резания производят с передним углом γ, рассчитанным по следующей зависимости:
β<γ≤(Ψ-90°),
Ψ - угол сдвига стружки для обрабатываемого материала;
где β - минимально допустимое значение переднего угла, при котором возможен процесс резания данного материала.
Лучший вариант осуществления изобретения
Осуществление способа показано на конкретном примере, который является лучшим вариантом осуществления способа, но не является его ограничением.
Для осуществления способа на операции сверления с целью получения конической поверхности вращения штуцера гидросистемы современного танка с шероховатостью поверхности Ra≤0,04 мкм (материал штуцера - сталь 45, для которого β=-85°) использовано комбинированное сверло со следующими геометрическими параметрами режущей части: передний угол резания γ=-60°, вспомогательный угол в плане φ1=0,5°. При диаметре сверла dсв=10 мм и конической части сверла высотой 6 мм и диаметром dсвl=15 мм использовались следующие режимы резания: V=72 м/мин, Sм=120 мм/мин (материал режущей части сверла - Р6М5). В качестве СОС использовано масло индустриальное-20. На одной операции за один технологический переход была обеспечена требуемая шероховатость конической поверхности штуцера (Ra≤0,04 мкм). Глубина слоя бесструктурного мартенсита hи≥0,05 мм. Степень упрочнения - с 1700 до 3000 МПа. Это позволило заменить три технологические операции - сверление, доводка конической поверхности, термообработка (закалка, отпуск) на одну - сверление модернизированным сверлом на указанных режимах резания с заменой СОС - водяной эмульсии (эмульсол) на масло индустриальное-20.
Промышленное применение
Изобретение может быть использовано на металлорежущих станках, на которых используются операции точения, строгания, сверления и фрезерования. Эти операции широко используются при изготовлении разнообразных деталей, что дает основание считать изобретение промышленно применимым. Изобретение было с успехом опробовано при промышленных испытаниях на заводе "Стекломаш" (г.Орел).
Claims (1)
- Способ комбинированной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей металлов резанием, заключающийся в том, что инструментом при вспомогательном угле в плане φ1 в диапазоне 0°<φ1<5° снимают припуск и производят последующее поверхностно-пластическое деформирование обработанной поверхности вспомогательной поверхностью инструмента, отличающийся тем, что процесс резания производят с передним углом γ, рассчитанным по следующей зависимости:β<γ≤(Ψ-90°),где Ψ - угол сдвига стружки для обрабатываемого материала;β - минимально допустимое значение переднего угла, при котором возможен процесс резания данного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123810/63A RU2240206C2 (ru) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Способ отделочно-упрочняющей обработки поверхности резанием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123810/63A RU2240206C2 (ru) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Способ отделочно-упрочняющей обработки поверхности резанием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98123810A RU98123810A (ru) | 1999-07-20 |
RU2240206C2 true RU2240206C2 (ru) | 2004-11-20 |
Family
ID=34309672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123810/63A RU2240206C2 (ru) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Способ отделочно-упрочняющей обработки поверхности резанием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2240206C2 (ru) |
-
1998
- 1998-12-28 RU RU98123810/63A patent/RU2240206C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ятченко С.В. Токарное дело. - М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1960, с.157. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gan et al. | Ultraprecision diamond turning of glass with ultrasonic vibration | |
EP1418020B1 (en) | Flank superabrasive machining | |
Senthil Kumar et al. | Effect of high-pressure coolant on machining performance | |
JPH0341310B2 (ru) | ||
Bertolete et al. | Effects of texturing the rake surfaces of cemented tungsten carbide tools by ultrashort laser pulses in machining of martensitic stainless steel | |
CN113103070B (zh) | 一种剪切增稠磨料流复合磨削加工微槽的方法 | |
CN105728961B (zh) | 一种基于脉冲激光加工的新型正前角金刚石磨具制造方法 | |
Wilks | Performance of diamonds as cutting tools for precision machining | |
KR20040084641A (ko) | 니켈 합금의 점 초입자 연마 가공 | |
RU2240206C2 (ru) | Способ отделочно-упрочняющей обработки поверхности резанием | |
US11458572B2 (en) | Laser smoothing | |
Ibrahim et al. | Study the influence of a new ball burnishing technique on the surface roughness of AISI 1018 low carbon steel | |
Mukhopadhyay et al. | Laser assisted conditioning of aluminium oxide grinding wheel using Nd: YAG laser: A review | |
US4423650A (en) | Machining process for metal mirror surfaces | |
Tawakoli et al. | Dressing of grinding wheels | |
JP2013043255A (ja) | 仕上加工用工具及びその工具を用いた加工方法 | |
Kumar et al. | Introduction to machining processes | |
Li et al. | Machining of medical device components | |
WO1999056906A1 (en) | Surface hardening by particle injection into high energy beam melted surface | |
RU221374U1 (ru) | "Устройство для комбинированной лезвийно-упрочняющей обработки" | |
Finn | Machining of aluminum alloys | |
Hara et al. | Effects of cutting edge truncation on ultrasonically assisted grinding | |
Nakayama | Topics on fundamentals of precision machining | |
RU2183546C2 (ru) | Способ аддитивного шлифования | |
JP2007290052A (ja) | 表面加工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041229 |