RU2458776C2

RU2458776C2 - Method of making lubing pockets on part surface

Info

Publication number: RU2458776C2
Application number: RU2010136190/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Павлович Кузнецов (RU); Виктор Павлович Кузнецов; Владимир Георгиевич Горгоц (RU); Владимир Георгиевич Горгоц
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие "Сенсор"
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2012-08-20
Also published as: RU2010136190A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and may be used for producing regular microrelief made up of lubing pockets on part surface. Workpiece is pre-machined to provide for macrorelief of its surface. Oil-retentive regular microrelief is applied on workpiece surface. Said application is performed by workpiece surface burnishing at the rate of 120 m/min that allows burnishing tool self-oscillation at frequency of 1000 s^-1 with striking the workpiece surface.

EFFECT: simplified process, higher efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания регулярного микрорельефа в виде смазочных карманов на поверхности детали.The invention relates to mechanical engineering and can be used to create regular microrelief in the form of lubricant pockets on the surface of the part.

При работе сопряженных деталей возникают и развиваются процессы разрушения: трение, износ, схватывание под влиянием механических и электрохимических воздействий среды на материал трущихся пар. Существенное влияние на износостойкость деталей, безотказность и долговечность трибосопряжений оказывают физико-механические параметры поверхности, а также структура поверхностного слоя и условия смазки, обусловленные недостаточной маслоемкостью контактирующих поверхностей.During the operation of mating parts, fracture processes arise and develop: friction, wear, setting under the influence of mechanical and electrochemical effects of the medium on the material of rubbing pairs. The physical and mechanical parameters of the surface, as well as the structure of the surface layer and lubrication conditions due to the insufficient oil absorption of the contacting surfaces, have a significant impact on the wear resistance of parts, the reliability and durability of tribological conjugations.

Для повышения износостойкости деталей на рабочую поверхность детали наносят вибронакатыванием микрорельеф, выполненный в виде одной или нескольких пересекающихся канавок, имеющих форму синусоиды, наложенной на винтовую линию, что обеспечивает не только надежное удержание смазки, но и ее перетекание в канавках (описание изобретения к авторскому свидетельству №313993, МПК F02F 3/00). Размеры, форму, взаимное расположение, площадь, занимаемую канавками, и их суммарный объем определяют опытным путем как функцию эксплуатационных условий работы сопрягаемых деталей (скорость перемещения, давление, способ подачи масла и т.д.). Параметры режима обработки рассчитывают исходя из условий работы сопрягаемых деталей аналитическим путем.To increase the wear resistance of parts, a microrelief is applied to the work surface of the part by vibro-rolling, made in the form of one or several intersecting grooves in the form of a sinusoid superimposed on a helical line, which ensures not only reliable lubricant retention, but also its flow in the grooves (description of the invention to the copyright certificate No. 313993, IPC F02F 3/00). The dimensions, shape, relative position, the area occupied by the grooves, and their total volume are determined empirically as a function of the operating conditions of the mating parts (speed, pressure, oil supply method, etc.). The parameters of the processing mode are calculated based on the working conditions of the mating parts analytically.

Для повышения износостойкости и надежности работы деталей применяют способ вибронакатывания микрорельефа, выполненного в виде одной или нескольких непрерывных соприкасающихся канавок, имеющих форму синусоиды, наложенной на винтовую линию (описание изобретения к авторскому свидетельству №315814, МПК F16C 9/04). Размеры, форму, взаимное расположение, площадь, занимаемую канавками, и суммарный объем определяют опытным путем как функцию эксплуатационных условий работы трущейся пары. Параметры режима обработки рассчитывают исходя из условий работы сопрягаемых деталей аналитическим путем.To increase the wear resistance and reliability of the parts, a microrelief vibro-rolling method is applied, made in the form of one or several continuous contacting grooves in the form of a sinusoid superimposed on a helix (description of the invention to copyright certificate No. 315814, IPC F16C 9/04). The size, shape, relative position, the area occupied by the grooves, and the total volume are determined empirically as a function of the operating conditions of the work of the rubbing pair. The parameters of the processing mode are calculated based on the working conditions of the mating parts analytically.

Недостатком указанных способов является сложность расчета и наладки процесса, необходимость специального оборудования для вибронакатывания.The disadvantage of these methods is the complexity of the calculation and adjustment of the process, the need for special equipment for vibratory rolling.

Известен способ упрочнения поверхности деталей с получением направленного микрорельефа и карманов на поверхности для удержания смазки, включающий процессы механического и энергетического (электрофизического) воздействия сменными рабочими инструментами на обрабатываемую поверхность. Сначала по компьютерной программе на станке поэтапно выполняют построчное непрерывное вибрационное накатывание масляных карманов, затем осуществляют энергетическим воздействием упрочнение охватывающей масляные карманы детали поверхности другим инструментом, создавая на обработанной поверхности из фрагментов белого слоя геометрически правильную сетку упрочненных треков и структуру направленного регулярного микрорельефа поверхностного слоя (заявка на изобретение №2008105186, МПК B24B 39/00).A known method of hardening the surface of parts with obtaining directional microrelief and pockets on the surface to hold the grease, including the processes of mechanical and energy (electrophysical) exposure to replaceable working tools on the work surface. First, according to the computer program, the line-by-line continuous vibrational rolling of oil pockets is performed step by step on a machine, then the surface details of the oil parts covering the oil pockets are strengthened by another tool, creating a geometrically correct grid of strengthened tracks and a structure of a directed regular microrelief of the surface layer on the treated surface from fragments of a white layer (application for invention No. 2008105186, IPC B24B 39/00).

Недостатком этого способа является сложность процесса и необходимость специального оборудования для вибронакатывания и энергетического упрочнения поверхности, охватывающей масляные карманы.The disadvantage of this method is the complexity of the process and the need for special equipment for vibro-rolling and energy hardening of the surface, covering the oil pockets.

Наиболее близким является способ финишной обработки рабочей поверхности гильзы цилиндра, включающий абразивную или лезвийную обработку с обеспечением размера и макрогеометрии рабочей поверхности гильзы цилиндра, пневмовибродинамическую обработку с последующим нанесением маслоудерживающего микропрофиля и дополнительное пластическое деформирование около мертвых точек для повышения степени их упрочнения (патент на изобретение №2226146, МПК B24B 39/00).The closest is the method of finishing the working surface of the cylinder liner, including abrasive or blade processing to ensure the size and macrogeometry of the working surface of the cylinder liner, pneumo-vibrodynamic processing followed by applying an oil-retaining microprofile and additional plastic deformation near the blind spots to increase the degree of their hardening (patent for invention No. 2226146, IPC B24B 39/00).

Недостатком этого способа является трудоемкость и длительность процесса, необходимость применения специального оборудования, низкая производительность.The disadvantage of this method is the complexity and duration of the process, the need for special equipment, low productivity.

Для упрощения процесса и повышения производительности предлагается способ формирования смазочных карманов на поверхности детали, включающий предварительную механическую обработку заготовки с обеспечением макрогеометрии ее поверхности и последующее нанесение не ее поверхности маслоудерживающего регулярного микрорельефа путем выглаживания поверхности заготовки со скоростью 120 м/мин, обеспечивающей совершение выглаживателем автоколебательных движений с частотой более 1000 с^-1 с нанесением им ударов по поверхности заготовки.To simplify the process and increase productivity, a method is proposed for forming lubricant pockets on the surface of a part, including preliminary machining of the workpiece with macrogeometry of its surface and subsequent application of an oil-holding regular microrelief on its surface by smoothing the surface of the workpiece at a speed of 120 m / min, which ensures that the ironing machine performs self-oscillating movements with a frequency of more than 1000 s ^-1 with striking them on the surface of the workpiece.

При данной скорости выглаживатель колеблется с частотой более 1000 с^-1, с выходом из обрабатываемой поверхности на достаточный уровень для нанесения ударов и создания смазочных карманов в виде лунок, т.е. регулярного микрорельефа, который можно изменять в осевом направлении скоростью подачи.At this speed, the smoothing device oscillates with a frequency of more than 1000 s ^-1 , with the exit from the surface being machined to a sufficient level for striking and creating grease pockets in the form of holes, i.e. regular microrelief, which can be changed in the axial direction by the feed rate.

Авторами при проведении испытаний установлено, что, увеличивая величину подачи до значения S=L₂, можно сформировать масляные карманы на поверхности детали с регулируемым расстоянием L₂ между лунками в осевом направлении.During the tests, the authors found that by increasing the feed rate to the value S = L ₂ , it is possible to form oil pockets on the surface of the part with an adjustable distance L ₂ between the holes in the axial direction.

В высокотехнологичном машиностроении возрастает применение многооперационных центров с ЧПУ, например на токарно-фрезерных центрах, позволяющих выполнять многоцелевую обработку сложных и ответственных деталей за один установ. Для осуществления предлагаемого способа формирования смазочных карманов обработку детали осуществляли за один установ.In high-tech mechanical engineering, the use of CNC multi-operation centers is increasing, for example, on turning and milling centers, which allow multi-purpose processing of complex and critical parts in one installation. To implement the proposed method of forming lubricant pockets, the processing of the part was carried out in one installation.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Металлическую заготовку предварительно механически обрабатывали точением на токарно-фрезерном центре MULTUS-300BM с обеспечением размера и макрогеометрии рабочей поверхности. Затем проводили обработку выглаживателем с индентором, имеющим сферическую форму заточки R<3 мм. Масса индентора m>30 г, эквивалентный коэффициент демпфирования В<20 Н·сек/м, сила трения в направляющих индентора F≈0 Н, скорость выглаживания Vвыгл.>120 м/мин.The metal billet was preliminarily mechanically machined by turning at the MULTUS-300BM turning-milling center with ensuring the size and macrogeometry of the working surface. Then, a smoothing treatment was carried out with an indenter having a spherical sharpening shape R <3 mm. Indenter mass m> 30 g, equivalent damping coefficient B <20 N · sec / m, friction force in the indenter guides F≈0 N, smoothing speed Voutl.> 120 m / min.

При такой скорости выглаживатель совершает автоколебательные движения с частотой f>1000 1/сек, наносит удары по поверхности детали и создает лунки, которые являются смазочными карманами.At this speed, the smoothing machine oscillates with a frequency f> 1000 1 / s, strikes the surface of the part and creates holes that are lubricant pockets.

На фиг.1 показан фрагмент поверхности детали с нанесенными масляными карманами. 1 - масляный карман - след автоколебаний индентора на поверхности детали; Т - период автоколебаний; V - скорость выглаживания, L_i=T·V - расстояние между лунками в тангенциальном направлении, L₂ - расстояние между лунками в осевом направлении.Figure 1 shows a fragment of the surface of the part with oil pockets applied. 1 - oil pocket - a trace of indenter self-oscillations on the surface of the part; T - period of self-oscillations; V is the speed of smoothing, L _i = T · V is the distance between the wells in the tangential direction, L ₂ is the distance between the holes in the axial direction.

Применение предлагаемого способа позволяет за короткое время без смены оборудования на поверхности детали сформировать микрорельеф со смазочными карманами, который не требует приработки и обеспечивает эффективное маслоудержание и смазывание тяжелонагруженных деталей трибосопряжений.The application of the proposed method allows for a short time without changing equipment on the surface of the part to form a microrelief with lubricant pockets, which does not require running-in and provides effective oil retention and lubrication of heavily loaded parts of tribological conjugations.

Claims

The method of forming lubricant pockets on the surface of the workpiece, including preliminary machining of the workpiece with macrogeometry of its surface and subsequent application of oil-holding regular microrelief on its surface, characterized in that the application of oil-holding regular microrelief is carried out by smoothing the surface of the workpiece with a speed of more than 120 m / min, providing making a self-oscillating motion with a smoother with a frequency of more than 1000 s ^-1 with striking about the surface of the workpiece.