RU2446920C2

RU2446920C2 - Method of finishing surface of revolution of parts

Info

Publication number: RU2446920C2
Application number: RU2010122116/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Усенко (UA); Владимир Васильевич Усенко; Михаил Федосеевич Курило (UA); Михаил Федосеевич Курило
Original assignee: Частное научно-производственное предприятие "Промтехнус" (ЧНПП "Промтехнус")
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2012-04-10
Also published as: RU2010122116A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to metal cutting and is intended for finishing, mainly, cylindrical surfaces of crankshaft journals. Parts clamped on lathe is revolved relative to axis of machined surface at the rate of rotational speed. Face milling cutter with scraper plates is arranged perpendicular to generatrix of machined surface and revolved at milling speed. Said milling cutter is translated along said generatrix at the rate of lengthwise feed. Mulling cutter rotational axis is shifted relative to said generatrix in tangential direction.

EFFECT: higher wear resistance and wettability by lubricant.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области технологии машиностроения, в частности к обработке металлов резанием, и может быть использовано для обработки поверхностей вращения деталей, преимущественно цилиндрических поверхностей шеек коленчатых валов тяжелых компрессоров, а также поверхностей трения валов мощных паровых турбин и электрогенераторов, которые находятся в контакте с подшипниками скольжения.The invention relates to the field of mechanical engineering technology, in particular to the processing of metals by cutting, and can be used to process surfaces of rotation of parts, mainly cylindrical surfaces of the necks of crankshafts of heavy compressors, as well as friction surfaces of shafts of powerful steam turbines and electric generators that are in contact with bearings slip.

Известен способ обработки деталей типа коленчатых валов, согласно которому установленной в специальном станке детали сообщают вращение со скоростью резания. Обработку выполняют инструментом в виде дисковой фрезы с зубьями, расположенными на ее периферии и вершины режущих кромок которых находятся на одном диаметре. Фрезерный инструмент устанавливают параллельно к образующей обрабатываемой цилиндрической поверхности и вращают со скоростью подачи. Соотношение между частотой вращения инструмента и детали устанавливают прямо пропорционально величине подачи на один оборот детали (см. «Способ обработки деталей типа коленчатых валов и станок для его осуществления», SU №1421473, Кл. B23C 3/06, 1988 г.).A known method of processing parts such as crankshafts, according to which installed in a special machine parts report rotation with a cutting speed. The processing is performed with a tool in the form of a disk cutter with teeth located on its periphery and the tops of the cutting edges of which are on the same diameter. The milling tool is installed in parallel to the generatrix of the machined cylindrical surface and rotated at a feed rate. The ratio between the speed of rotation of the tool and the part is set directly proportional to the feed rate per revolution of the part (see "Method for processing parts like crankshafts and a machine for its implementation", SU No. 1421473, Cl. B23C 3/06, 1988).

При отмеченных режимах процесса резания обработанная поверхность имеет традиционные для механической обработки параметры шероховатости и точности. Микрорельеф такой поверхности, как известно, характеризуется невысокой износостойкостью по причине низких свойств удержания на поверхности детали смазочных материалов, т.е. критерий смачиваемости такой поверхности невысокий. Кроме того, при работе в паре трения эта поверхность требует длительного времени на приработку (взаимное сглаживание микронеровностей). Согласно изложенному способу обработанная таким образом поверхность при отмеченных обстоятельствах не позволяет без дополнительной обработки поверхностного слоя обеспечивать необходимые условия работы ее в контакте с подшипниками скольжения.Under the indicated conditions of the cutting process, the treated surface has the parameters of roughness and accuracy traditional for machining. The microrelief of such a surface is known to be characterized by low wear resistance due to the low retention properties of lubricants on the surface of the part, i.e. the wettability criterion for such a surface is low. In addition, when working in a friction pair, this surface requires a long time for running in (mutual smoothing of microroughnesses). According to the method described above, the surface thus treated under the circumstances noted does not allow to provide the necessary working conditions in contact with sliding bearings without additional processing of the surface layer.

Известен другой способ финишной обработки поверхностей вращения деталей типа коленчатых валов. Указанный способ принят в качестве прототипа. Согласно этому способу установленной на токарном станке детали сообщают вращение относительно оси обрабатываемой цилиндрической поверхности, в частности шейки коленчатого вала. Для обработки используют фрезерный инструмент, который устанавливают параллельно к образующей обрабатываемой поверхности и сообщают ему вращение вокруг собственной оси. Помимо этого фрезерному инструменту обеспечивают возможность поступательного перемещения вдоль образующей обрабатываемой поверхности со скоростью продольной подачи. В качестве фрезерного инструмента применяют дисковую фрезу с зубьями на периферии. При этом каждую режущую кромку зуба фрезы устанавливают выше предыдущей, а каждый последующий угол между режущими кромками соседних зубьев фрезы выполняют меньшим, чем предыдущий, начиная от первого зуба, вступающего в резание, к последнему. Кроме того, приведена математическая зависимость соотношения угловых скоростей вращения детали и фрезы относительно режимов обработки и параметров резания (см. патент РФ №2198766 «Способ обработки деталей типа коленчатых валов». Кл. B23C 1/100, B23C 5/18, публ. 20.02.2003 г.). При отмеченных параметрах резания обеспечивается снятие каждым режущим зубом фрезы припуска, толщина и длина которого меньше припуска снятого предыдущим зубом. За счет этого в процессе обработки одной установкой инструмента реализуются этапы врезания, черновой и чистовой обработки, а также выглаживания, что позволяет исключить из процесса финишной обработки шлифование.There is another way to finish the surfaces of rotation of parts such as crankshafts. The specified method is adopted as a prototype. According to this method, the parts mounted on the lathe communicate rotation about the axis of the machined cylindrical surface, in particular the neck of the crankshaft. For processing, a milling tool is used, which is installed parallel to the generatrix of the machined surface and is informed of rotation around its own axis. In addition, the milling tool is provided with the possibility of translational movement along the generatrix of the machined surface with a longitudinal feed rate. As a milling tool, a disk mill with teeth on the periphery is used. In this case, each cutting edge of the cutter tooth is set higher than the previous one, and each subsequent angle between the cutting edges of adjacent cutter teeth is smaller than the previous one, starting from the first tooth that enters the cutting, to the last. In addition, the mathematical dependence of the ratio of the angular speeds of rotation of the part and the mill relative to the processing modes and cutting parameters is given (see RF patent No. 2198766 “Method for processing parts such as crankshafts.” Cl. B23C 1/100, B23C 5/18, publ. 20.02 .2003). With the noted cutting parameters, the removal of the allowance cutter by each cutting tooth is allowed, the thickness and length of which is less than the allowance removed by the previous tooth. Due to this, during the machining process with one installation of the tool, the embedding, roughing and finishing stages, as well as smoothing, are realized, which allows grinding to be excluded from the finishing process.

Достаточно эффективно решая задачу интенсификации процесса резания, обработка описанным способом практически не изменяет характер микрорельефа обработанной поверхности. Микронеровности на ней располагаются по винтовой незамкнутой линии с незначительным (1…3°) углом подъема, что создает условия для непродуктивного вывода части смазки (круговой оборот смазки без образования полноценного гидродинамического клина) и бокового вывода смазки из зоны трения при вращении обработанной поверхности во вкладыше подшипника скольжения. Кроме того, после выглаживания поверхности, т.е. вследствие пластической деформации поверхностного слоя значительно сокращается площадь микровпадин, способных удерживать смазку, что еще более снижает способность поверхностного слоя смачиваться смазкой при работе в паре трения. В конечном счете, поверхность, обработанная изложенным способом, не может обладать необходимой износостойкостью при работе ее в паре трения, прежде всего по причине ее низких свойств смачиваемости смазкой.Quite effectively solving the problem of intensification of the cutting process, processing in the described way practically does not change the nature of the microrelief of the treated surface. Microroughnesses on it are located along a helical open line with an insignificant (1 ... 3 °) elevation angle, which creates conditions for unproductive withdrawal of a part of the lubricant (circular circulation of the lubricant without the formation of a full hydrodynamic wedge) and lateral withdrawal of the lubricant from the friction zone during rotation of the treated surface in the liner plain bearing. In addition, after smoothing the surface, i.e. due to the plastic deformation of the surface layer, the area of microdecisions that can hold the lubricant is significantly reduced, which further reduces the ability of the surface layer to be wetted by the lubricant when working in a friction pair. Ultimately, the surface treated by the above method cannot have the necessary wear resistance when it is used in a friction pair, primarily due to its low wettability by lubricant.

В основу изобретения поставлена задача совершенствования способа финишной обработки поверхностей вращения деталей, преимущественно цилиндрических шеек коленчатых валов, путем замены применяемого режущего инструмента и приемов его использования для повышения износостойкости поверхностного слоя обработанной поверхности, его смачиваемости смазочными материалами.The basis of the invention is the task of improving the method of finishing processing of surfaces of rotation of parts, mainly cylindrical necks of crankshafts, by replacing the cutting tool used and the methods of its use to increase the wear resistance of the surface layer of the treated surface, its wettability with lubricants.

Поставленная задача решается тем, что, как и в известном способе финишной обработки поверхностей вращения деталей, преимущественно цилиндрических поверхностей шеек коленчатых валов, установленной на токарном станке детали сообщают вращение относительно оси обрабатываемой поверхности со скоростью окружной подачи, а фрезерный инструмент устанавливают перпендикулярно к образующей обрабатываемой поверхности, сообщают ему вращение относительно собственной оси со скоростью резания и обеспечивают ему возможность поступательного перемещения вдоль образующей обрабатываемой поверхности со скоростью продольной подачи, но в отличие от известного в качестве фрезерного инструмента применяют торцово-шаберную фрезу, ось вращения которой смещают относительно образующей обрабатываемой поверхности в тангенциальном направлении.The problem is solved in that, as in the known method for finishing machining surfaces of rotation of parts, mainly cylindrical surfaces of the necks of crankshafts, mounted on a lathe, the parts communicate rotation about the axis of the surface being machined at a peripheral feed speed, and the milling tool is installed perpendicular to the generatrix of the machined surface , tell him the rotation about its own axis with a cutting speed and provide him with the possibility of translational scheniya along a generatrix of the surface being treated at a rate of longitudinal feed, but unlike known as a milling tool used in a butt-blade-mill, whose axis of rotation is displaced relative to the generatrix treated surface in the tangential direction.

Современная практика конструирования подшипников скольжения для валов, работающих в тяжелых условиях (при больших удельных знакопеременных нагрузках), основана на формировании по его трущейся поверхности сетки замкнутых микролунок, способных хорошо удерживать смазку и равномерно распределять ее по рабочей поверхности шейки подшипника. В свою очередь, известно, что поверхность, обработанная шабрением, как ручным, так и механическим способом, характеризуется высокой износостойкостью и высокой смачиваемостью смазочными материалами (см., например, «Краткий справочник металлиста» под редакцией A.M.Малова, М., Машиностроение, 1972 г., стр.715). Предложенное решение поставленной задачи позволяет достаточно простым и оптимальным образом использовать отмеченные преимущества при обработке поверхностей вращения деталей, прежде всего шеек коленчатых валов тяжелых компрессорных машин, двигателей, а также турбоагрегатов, где именно и требуется надежная, с большим моторесурсом, работа пар трения. Применение в качестве режущего инструмента торцово-шаберной фрезы само по себе позволяет упрочнить поверхностный слой шейки вала за счет наклепа при резании (полезные для эксплуатационных свойств сжимающие остаточные напряжения), повысив тем самым его износостойкость. Смещение же оси вращения фрезы в тангенциальном направлении позволяет вести обработку путем снятия тонких слоев металла по прерывистой винтовой линии при много большем угле ее подъема. Приближенно места прерывания винтовой линии и представляют собой микролунки с глубиной в пределах 0,5…0,9 мкм, которые не ухудшают образование масляного гидродинамического клина в подшипнике скольжения. Более того, при продольной подаче фрезы в обратном направлении формируется такая же встречная прерывистая винтовая линия с подобными микролунками. Эти две взаимно встречные винтовые линии, пересекаясь, накладываются друг на друга. Топография полученных таким путем микролунок представляет собой сетчатую, приближенно ромбическую структуру, подобную классическому рисунку шабренной поверхности. Полученная шабреная поверхность, на которой сетка микролунок составляет примерно 50% относительной ее площади, считается оптимальной. При таком расположении микролунок значительно увеличивается площадь смачивания смазочными материалами, что не уменьшает площади опорной поверхности шейки вала до той величины, при которой ухудшается образование гидродинамического масляного клина. Тонкий слой смазки равномерно распределяется и удерживается (не выдавливается при высокой нагрузке и ударах) в микролунках, которые не способствуют непродуктивной циркуляции и боковому выводу ее из зоны трения и при тяжелых режимах работы подшипника скольжения сохраняется его нормальная работоспособность. За счет увеличения углов подъема прерывистых винтовых линий смазка легче удерживается в микролунках на поверхности трения. Таким образом, свойственная классическому шабрению поверхность без острых вершин и с сетью микролунок обеспечивает при эксплуатации мягкий скользящий процесс работы обработанной поверхности в паре трения с минимальным временем, необходимым для приработки трущихся поверхностей. Далее, при определенных схемах обработки данным способом и комбинациях окружной и продольной подач можно получить шевронный рисунок расположения микролунок. В этом случае при работе такой поверхности в подшипнике скольжения смазка будет минимально вытекать из зоны трения, т.к. шевронное расположение микролунок будет способствовать движению смазки к середине подшипника. При всем вышесказанном данный способ за счет снятия тонких слоев (0,01…0,05 мм) металла позволяет выполнять с высокой точностью обработку закаленных поверхностей при твердости, которая практически по служебному назначению применима к подобным деталям. Для этого используют торцовую фрезу с шаберными пластинками из твердого сплава или минералокерамики, для обозначения которой заявитель ввел понятие "торцово-шаберная фреза".The current practice of designing plain bearings for shafts operating under severe conditions (with high specific alternating loads) is based on the formation of closed microwells along its friction surface, which can hold grease well and evenly distribute it along the working surface of the bearing journal. In turn, it is known that a surface treated by scraping, either manually or mechanically, is characterized by high wear resistance and high wettability with lubricants (see, for example, “Metalworker's Quick Reference” edited by AM Malov, M., Mechanical Engineering, 1972 g., p. 715). The proposed solution to the problem poses a fairly simple and optimal way to use the advantages noted when machining the surfaces of rotation of parts, especially the necks of the crankshafts of heavy compressor machines, engines, and also turbine units, where reliable and high friction pair operation is required. The use of a face-scraper cutter as a cutting tool per se allows hardening the surface layer of the shaft neck due to hardening during cutting (compressive residual stresses useful for operational properties), thereby increasing its wear resistance. The displacement of the axis of rotation of the cutter in the tangential direction allows processing by removing thin layers of metal along an intermittent helical line at a much larger angle of elevation. Approximately the helix interruption points are micro-wells with a depth within 0.5 ... 0.9 μm, which do not impair the formation of an oil hydrodynamic wedge in a sliding bearing. Moreover, with a longitudinal feed of the cutter in the opposite direction, the same counter dashed helical line with similar microwells is formed. These two mutually opposite helical lines, intersecting, overlap each other. The topography of microwells obtained in this way is a mesh, approximately rhombic structure similar to the classical pattern of a scraper surface. The resulting scraper surface, on which a grid of microwells is approximately 50% of its relative area, is considered optimal. With this arrangement of microwells, the wetting area with lubricants increases significantly, which does not reduce the area of the supporting surface of the shaft neck to the value at which the formation of a hydrodynamic oil wedge worsens. A thin layer of lubricant is evenly distributed and held (not squeezed out under high loads and impacts) in microwells, which do not contribute to unproductive circulation and lateral withdrawal of it from the friction zone and during heavy operation of the sliding bearing, its normal operation is maintained. By increasing the elevation angles of the intermittent helical lines, the lubricant is more easily held in the microwells on the friction surface. Thus, a surface characteristic of classical scrapping without sharp peaks and with a network of microwells ensures a soft sliding process of working the treated surface in friction pair during operation with the minimum time needed for running in of rubbing surfaces. Further, with certain processing schemes by this method and combinations of circumferential and longitudinal feeds, you can get a chevron pattern of the location of the microwells. In this case, during the operation of such a surface in a sliding bearing, the lubricant will leak out minimally from the friction zone, since the chevron arrangement of the microwells will facilitate the movement of the lubricant towards the middle of the bearing. With all of the above, this method, due to the removal of thin layers (0.01 ... 0.05 mm) of metal, allows high-precision machining of hardened surfaces with hardness, which is practically applicable for such parts to its intended purpose. To do this, use an end mill with scraper plates made of hard alloy or cermet, to indicate which the applicant introduced the concept of "end-scraper mill."

Сущность полезной модели для ее практического применения раскрывается графически, где:The essence of the utility model for its practical application is revealed graphically, where:

- на фиг.1 показана в изометрии схема финишной обработки цилиндрических поверхностей шеек коленчатого вала, на фиг.2 показана кинематическая схема финишной обработки поверхностей вращения деталей, где выполнен поперечный разрез вдоль оси вращения фрезерного инструмента, на фиг.3 - фотография цилиндра после его экспериментальной обработки заявленным способом, на фиг.4 - фотография фрагмента поверхности, которая обработана на разных режимах, на фиг.5 - фотография фрагмента поверхности, которая затонирована краской для шабрения.- figure 1 shows an isometric diagram of the finish machining of the cylindrical surfaces of the necks of the crankshaft, figure 2 shows a kinematic diagram of the finish machining of surfaces of rotation of the parts, where a transverse section is made along the axis of rotation of the milling tool, figure 3 is a photograph of the cylinder after its experimental processing the claimed method, figure 4 is a photograph of a fragment of a surface that has been processed in different modes, figure 5 is a photograph of a fragment of a surface that is tinted with paint for scraping.

Осуществление предложенного способа финишной обработки поверхностей вращения деталей раскрыто ниже применительно к обработке цилиндрических поверхностей шеек коленчатого вала 1 (фиг.1). Для этой цели используют универсальный токарный станок 2. Коленчатый вал 1 крайними коренными шейками устанавливают соответственно в патроне 3 и центре 4 задней бабки станка 2, и центрируют относительно осей вращения коренных шеек. Далее на суппорте 5 станка 2 закрепляют шпиндельную головку 6 с торцово-шаберной фрезой 7 (фиг.2). Установка фрезы 7 предусматривает ориентацию оси ее вращения в положение, которое должно быть перпендикулярным образующей цилиндрической поверхности обрабатываемой шейки вала 1, а также иметь смещение оси вращения относительно образующей в тангенциальном направлении на величину «е» (фиг.2), которая определяется в зависимости от диаметра обрабатываемой шейки. В последующем передней бабкой станка 2 сообщают вращение коленчатому валу 1 со скоростью окружной подачи, а фрезу 7 приводом шпиндельной головки 6 вращают со скоростью резания. При этом радиальная подача фрезы 7 с необходимым врезанием на установленный припуск, как и продольная ее подача, вдоль образующей цилиндрической поверхности шейки вала 1 обеспечиваются суппортом 5 и кареткой 8 станка 2. В процессе обработки за счет смещения оси вращения фрезы 7 производится механическое шабрение обрабатываемой поверхности по прерывистой винтовой линии. Причем при изменении направления продольной подачи на «обратное» формируется встречная прерывистая винтовая линия из микролунок на обработанной поверхности. Вследствие этого поверхность, обработанная таким образом, представляет собой совокупность прерывистых винтовых линий, которые чередуются между собой и взаимно пересекаются. Ширина таких линий определяется формой шаберной пластинки фрезы 7, а также размером ее режущей кромки, углом наклона и глубиной резания. Тем самым полученная после обработки поверхность представляет собой сетчатую приближенно ромбическую структуру из микролунок, как и классический рисунок после обработки традиционным шабером. Причем после механического шабрения микровыступы не имеют острых вершин, а равномерное распределение микролунок заметно повышает маслоудерживающие качества обработанной поверхности. Последнее качество существенно улучшает условия работы находящихся в контакте поверхностей трения. Финишную обработку шеек коленчатого вала выполняют по классической схеме, т.е. последовательно, начиная обработку с коренных шеек. При переходе к обработке шатунных шеек каждую из них при помощи центросместителя выставляют для совмещения ее продольной оси с осью вращения центросместителя (на схеме не показаны).The implementation of the proposed method for the finishing processing of surfaces of rotation of the parts is disclosed below in relation to the processing of the cylindrical surfaces of the necks of the crankshaft 1 (figure 1). For this purpose, use a universal lathe 2. The crankshaft 1 is installed by the extreme root necks in the cartridge 3 and in the center 4 of the tailstock of the machine 2, respectively, and centered relative to the rotation axes of the main necks. Next, on the support 5 of the machine 2, fix the spindle head 6 with a face-scraper mill 7 (figure 2). The installation of the cutter 7 provides for the orientation of the axis of its rotation in a position that should be perpendicular to the generatrix of the cylindrical surface of the machined neck of the shaft 1, and also have a displacement of the axis of rotation relative to the generatrix in the tangential direction by the value "e" (figure 2), which is determined depending on diameter of the processed neck. Subsequently, the front headstock of the machine 2 is informed of the rotation of the crankshaft 1 at the circumferential feed rate, and the cutter 7 is rotated by the drive of the spindle head 6 at a cutting speed. In this case, the radial feed of the cutter 7 with the necessary cutting into the installed allowance, as well as its longitudinal feed, along the generatrix of the cylindrical surface of the neck of the shaft 1 are provided with a support 5 and a carriage 8 of the machine 2. In the process of processing, the machined surface is mechanically scraped by displacing the axis of rotation of the cutter 7 on a dashed helix. Moreover, when changing the direction of the longitudinal feed to “reverse”, a counter dashed helical line is formed of microwells on the treated surface. As a result, the surface treated in this way is a collection of intermittent helical lines that alternate with each other and intersect. The width of such lines is determined by the shape of the scraper plate of the cutter 7, as well as the size of its cutting edge, the angle of inclination and the depth of cut. Thus, the surface obtained after processing is a mesh approximately rhombic structure of microwells, as well as the classic pattern after processing with a traditional scraper. Moreover, after mechanical scraping, the microprotrusions do not have sharp peaks, and the uniform distribution of the microwells significantly increases the oil-holding qualities of the treated surface. The latter quality significantly improves the working conditions of the friction surfaces in contact. Finishing of the crankshaft journals is performed according to the classical scheme, i.e. sequentially, starting processing from the root necks. When proceeding to the processing of the connecting rod journals, each of them with the help of a centrifuger is set to align its longitudinal axis with the axis of rotation of the centrifugal gear (not shown in the diagram).

Изложенный способ осуществлен путем экспериментальной обработки наружной поверхности цилиндра диаметром 326 мм. Для заготовки цилиндра использовалась стальная поковка марки 40Х2НМА (HRCэ 36), которая в последующем подверглась токарной механической обработке в режиме, принятом для обработки шеек коленчатых валов. Цилиндр был установлен в патроне 3 универсального токарного станка 2 (модель 16К20Б), а на его суппорте 5 закреплена головка шпинделя 6 с торцово-шаберной фрезой 7. Диаметр фрезы 61 мм (фото №1). При этом смещение «е» (фиг.2) оси фрезы 7 относительно образующей обрабатываемой поверхности цилиндра в тангенциальном направлении составило 4 мм. Кроме этого зона 1 (фото №2) длины цилиндра для сравнения фрезой 7 не обрабатывалась. Чистовое шабрение поверхности цилиндра производилось при следующих режимах:The described method is implemented by experimental processing of the outer surface of the cylinder with a diameter of 326 mm. For the cylinder billet, steel forging of grade 40X2NMA (HRCe 36) was used, which was subsequently subjected to turning machining in the mode adopted for processing crankshaft necks. The cylinder was installed in the chuck 3 of the universal lathe 2 (model 16K20B), and on its caliper 5 the spindle head 6 with a face-milling cutter 7 is fixed. The diameter of the cutter is 61 mm (photo No. 1). The offset "e" (figure 2) of the axis of the cutter 7 relative to the generatrix of the machined surface of the cylinder in the tangential direction was 4 mm In addition, zone 1 (photo No. 2) of the cylinder length was not processed by the mill 7 for comparison. Finishing scraping of the cylinder surface was carried out under the following conditions:

- скорость вращения шпиндельной головки: 850 об/мин;- spindle head rotation speed: 850 rpm;

- скорость вращения обрабатываемого цилиндра: 20 об/мин;- rotation speed of the processed cylinder: 20 rpm;

- продольная подача шпиндельной головки: 1 мм/об;- longitudinal feed of the spindle head: 1 mm / rev;

- глубина резания торцово-шаберной фрезы: 0,05…0,15 мм.- cutting depth of the face-cutter cutter: 0.05 ... 0.15 mm.

В ходе эксперимента зона 2 цилиндра (фото №2) подверглась чистовой обработке одним проходом фрезы, а зона 3 была обработана двумя прямыми и двумя обратными проходами фрезы (методом выхаживания, т.е. без поперечной подачи фрезы). После чистового шабрения были проведены упрощенные измерения обработанной поверхности. Измерение шероховатости поверхности и глубины микролунок проводились профилометром DIAVITE ДН-5 Ra 0,02 мкм. Результаты измерения шероховатости показали (фото №2): обработка зоны 1 - это подготовленная под шабрение точеная поверхность с шероховатостью Ra 3,2 мкм; обработка зоны 2: после шабрения среднее значение шероховатости составило в окружном направлении Ra 0,54 мкм, а вдоль образующей - Ra 1,2 мкм; обработка поверхности зоны 3 с использованием метода выхаживания: шероховатость в окружном направлении Ra 0,32 мкм, а в продольном Ra 0,86 мкм. Глубина микролунок в обоих случаях составила приблизительно от 0,5 мкм до 0,9 мкм. В дальнейшем было выполнено фотографирование обработанной поверхности цилиндра в различных ракурсах.During the experiment, zone 2 of the cylinder (photo No. 2) was finished with one pass of the cutter, and zone 3 was processed with two straight and two reverse passages of the cutter (nursing method, i.e. without transverse feed of the cutter). After finishing scraping, simplified measurements of the treated surface were carried out. The surface roughness and depth of the microwells were measured with a DIAVITE DN-5 Ra 0.02 μm profilometer. The roughness measurement results showed (photo No. 2): treatment of zone 1 is a turned surface prepared for scrapping with a roughness Ra of 3.2 microns; treatment of zone 2: after scraping, the average roughness value in the circumferential direction was Ra 0.54 μm, and along the generatrix Ra 1.2 μm; surface treatment of zone 3 using the nursing method: roughness in the circumferential direction Ra 0.32 μm, and in the longitudinal Ra 0.86 μm. The depth of the microwells in both cases was approximately 0.5 μm to 0.9 μm. Subsequently, photographing the machined surface of the cylinder was carried out in various angles.

Результаты экспериментальной обработки цилиндра и их анализ подтверждают следующее:The results of experimental processing of the cylinder and their analysis confirm the following:

- в зонах 2 и 3 поверхности цилиндра острые вершины микровыступов срезаны, в них четко видны микролунки, преимущественно замкнутые по своему контуру, что обуславливает существенное повышение маслоудерживающих свойств обработанной поверхности;- in zones 2 and 3 of the surface of the cylinder, the sharp peaks of the microprotrusions are cut off, the microwells are clearly visible in them, mainly closed along their contours, which leads to a significant increase in the oil-holding properties of the treated surface;

- топография рисунка поверхности в зонах 2 и 3 представляет собой сетчатую структуру из микролунок приближенно ромбической формы, которые достаточно равномерно распределены по обработанной поверхности как в осевом, так и в окружном направлениях (фото №3); отмеченное обеспечивает в условиях эксплуатации значительное увеличение площади смачивания смазочными материалами, обеспечивая тем самым мягкий скользящий процесс работы обработанной поверхности в паре трения.- the topography of the surface pattern in zones 2 and 3 is a mesh structure of microwells of approximately rhombic shape, which are fairly evenly distributed over the treated surface in both axial and circumferential directions (photo No. 3); the aforementioned provides a significant increase in the wetting area with lubricants under operating conditions, thereby providing a soft sliding process of working the treated surface in a friction pair.

Изложенное в своей совокупности позволяет существенно улучшить условия работы поверхностей трения, находящихся между собой в контакте. Повысить эффективность изложенного способа финишной обработки поверхностей трения деталей типа коленчатых валов, валов тяжелых паровых турбин и электрогенераторов возможно также путем подбора формы шаберной пластинки фрезы, размера ее режущей кромки и угла наклона, а также оптимальных режимов резания.Set forth in its entirety can significantly improve the working conditions of the friction surfaces that are in contact with each other. It is also possible to increase the effectiveness of the described method of finishing processing of friction surfaces of parts such as crankshafts, shafts of heavy steam turbines and electric generators by selecting the shape of the cutter blade plate, the size of its cutting edge and the angle of inclination, as well as the optimal cutting conditions.

Claims

A method of finishing machining surfaces of rotation of parts, mainly cylindrical surfaces of the necks of crankshafts, in which the parts mounted on the lathe communicate rotation relative to the axis of the surface being machined at a peripheral feed speed, and the milling tool is installed perpendicular to the generatrix of the surface being machined, and rotation is told about its own axis at a speed cutting and provide him with the possibility of translational movement along the generatrix of the machined surface hn with a longitudinal feed rate, characterized in that as the milling tool use an end mill with scraper plates, the axis of rotation of which is offset relative to the generatrix of the machined surface in the tangential direction.