RU2530606C2 - Способ формирования плосковершинного микрорельефа трибосопряжений со смазочными микровпадинами - Google Patents
Способ формирования плосковершинного микрорельефа трибосопряжений со смазочными микровпадинами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530606C2 RU2530606C2 RU2012115899/02A RU2012115899A RU2530606C2 RU 2530606 C2 RU2530606 C2 RU 2530606C2 RU 2012115899/02 A RU2012115899/02 A RU 2012115899/02A RU 2012115899 A RU2012115899 A RU 2012115899A RU 2530606 C2 RU2530606 C2 RU 2530606C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lubricating
- smoothing
- microrelief
- tool
- microrecesses
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для формирования плосковершинного микрорельефа деталей трибосопряжений со смазочными микровпадинами. Осуществляют обработку опорной поверхности детали сферическим индентором и цилиндрическим индентором выглаживающего инструмента, ось которого параллельна вектору скорости выглаживания или составляет с ним некоторый угол. Осуществляют формирование деформирующим инструментом смазочных микровпадин на поверхности детали. Производят полирующее выглаживание поверхности детали. В результате уменьшается шероховатость поверхности, увеличивается ее микротвердость и маслоемкость.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для финишной обработки различных поверхностей деталей трибосопряжения.
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 поверхностей деталей, безотказность и долговечность трибосопряжений оказывают физико-механические свойства и структура поверхностного слоя, а также условия смазки, обусловленные маслоемкостью контактирующих поверхностей.
Для лучшего обеспечения узлов трения смазочным материалом необходимо применять детали, поверхность которых обладает макропористостью, образованной механическом путем. В наибольшей степени такому требованию отвечает плосковершинный микропрофиль, состоящий из чередующихся относительно глубоких микровпадин и участков с относительно малой шероховатостью (опорных площадок - плато), увеличивающих относительную опорную длину профиля и обеспечивающих хорошую несущую способность.
Известен способ комбинированной обработки цилиндрических деталей, при котором осуществляют нанесение микрорельефа в виде пересекающихся винтовых канавок резцом при его прямом и обратном ходе. Затем проводят поверхностное пластическое деформирование пирамидок шаром, при котором осуществляется их частичное скалывание и образование опорных площадок (авторское свидетельство №1310181, МПК B24B 39/00).
Недостатком способа является низкое качество поверхности опорных площадок, низкая производительность способа, невозможность обеспечить токарным резцом требуемый микропрофиль смазочных канавок.
Известен способ формирования плосковершинного рельефа хонингованием. Способ включает две технологические операции: предварительное хонингование для получения исходной шероховатости поверхности Ra≤5 мкм и чистовое хонингование для формирования конечной геометрии поверхности с шероховатостью Ra≤l,25 мкм (Прогрессивные методы хонингования / С.И.Куликов, Ф.Ф.Ризванов, В.А.Романчук, С.В.Ковалевский - М.: Машиностроение, 1983. С.30-31).
Недостатком способа является то, что поверхность после такой обработки представляет собой совокупность царапин и опорных площадок с высокой шероховатостью, а также наличие шламового материала абразивных частиц, оставшихся в микровпадинах после хонингования.
Наиболее близким является способ формирования плосковершинного регулярного микрорельефа выглаживанием, заключающийся в обработке поверхности заготовки после точения в два перехода: на первом - создают регулярный рельеф канавок инструментом для выглаживания с рабочей формой, соответствующей профилю канавки, а на втором - формируют плосковершинный профиль выглаживателем, формирующим плосковершинный профиль (патент на изобретение №2401731).
Существенным недостатком способа является низкое качество формируемых опорных площадок, а также принципиальная невозможность формирования смазочных микровпадин в случае, когда параметр Rmax микропрофиля поверхности после точения превышает глубину формируемых микровпадин.
Для повышения качества поверхности за счет уменьшения шероховатости и увеличения микротвердости, маслоемкости, отрицательных остаточных напряжений предлагается способ формирования плосковершинного микрорельефа деталей трибосопряжений со смазочными микровпадинами, заключающийся в деформирующем профилировании и выглаживании. Опорную поверхность формируют сферическим и цилиндрическим индентором, ось которого параллельна вектору скорости выглаживания или составляет с ним некоторый угол, затем формируют смазочные микровпадины деформирующим инструментом (мультиинденторным формирователем микрокарманов), после этого производят полирующее выглаживание.
Формирование плосковершинного микрорельефа проводится после предварительной обработки поверхности точением в следующей последовательности: первый и второй переходы - формируют физико-механические свойства и шероховатость опорной поверхности сферическим и цилиндрическим инденторами выглаживающего инструмента; третий переход - формирование микровпадин - обработка деформирующим инструментом на основе хон-бруска; четвертый переход - полирующее выглаживание.
После предварительной обработки поверхности заготовки, например точением, шероховатость поверхности Ra=(0,8…1,18) мкм. Для формирования физико-механических свойств поверхности и уменьшения высоты следов точения (первый переход) назначают силу выглаживания и подачу с учетом шероховатости поверхности и материала заготовки на основе рекомендуемых типовых режимов обработки.
Второй переход выглаживания выполняют инструментом с цилиндрической формой рабочей поверхности индентора. При выглаживании наружных поверхностей тел вращения ось индентора выглаживающего инструмента может быть направлена параллельно вектору скорости выглаживания или составлять с ним некоторый угол. Второй переход назначают для сглаживания неровностей регулярного микрорельефа, образованного первым переходом, и получения требуемого уровня шероховатости плосковершинной поверхности.
На третьем переходе деформирующего профилирования силу и скорость инструмента назначают в зависимости от требуемой маслоемкости рельефа поверхности, обеспечивая требуемые глубину и наклон смазочных микровпадин. Для получения микрорельефа смазочных микровпадин пригодны бруски средней зернистости от 100/80 до 200/160.
Четвертый переход - выступы металла, сформированные предыдущей обработкой, сглаживаются полирующим выглаживанием. Шероховатость на плато плосковершинной поверхности после полирующего выглаживания составляет Ra=(0,03…0,05) мкм.
Новая совокупность существенных признаков: последовательность переходов, применяемых инструментов и режимов позволяет одновременно обеспечить высокую производительность формирования смазочных микровпадин и повысить физико-механические свойства, на два порядка уменьшить шероховатость поверхности за счет уменьшения высоты микропрофиля и увеличения микротвердости, маслоемкости, отрицательных остаточных напряжений.
Пример осуществления способа
Обработка заготовки из стали 20Х производилась на токарно-фрезерном центре MULTUS В-300 фирмы OKUMA. Поверхность перед финишными переходами обрабатывалась чистовым точением твердосплавной пластиной IC907 (VNMG12T304-NF) при рекомендованных фирмой ISKAR скорости V=100 м/мин и подаче S=0,1 мм/об. Наибольшая высота профиля после точения Rmax составила 4,5 мкм, Ra=(0,8-1,18) мкм, твердость поверхности НМ 6,8 ГПа.
Выглаживание осуществлялось за два перехода, сначала сферическим индентором с радиусом 2 мм в среде СОТС фирмы Renus с режимами: Р=135 H, V=50 м/мин, S=0,15 мм/об. В результате первого перехода выглаживания происходит полное сглаживание исходных неровностей после чистового точения и формирование профиля с Ra=(0,5-0,6) мкм.
Второй переход выглаживания поверхности проводился инструментом с цилиндрической формой индентора R=2 мм, установленным под углом 63° к вектору скорости, с режимами Р=150 H, V=50 м/мин, S=0,2 мм/об. В результате второго перехода выглаживания сглаживаются вершины неровностей микропрофиля после первого перехода. Режимы обработки и параметры инструмента выбирают в зависимости от шероховатости поверхности после первого перехода. В результате первого и второго переходов происходит полное сглаживание исходных неровностей после чистового точения и формирование профиля с Ra=(0,l-0,2) мкм.
Третий переход - деформирующее профилирование смазочных микровпадин на плосковершинной поверхности осуществлялось разработанным мультиинденторным деформирующим формирователем смазочных карманов (патент на полезную модель №91307, РФ, МПК B24B 39/00) с хон-бруском 160/125 шириной 4 мм и длиной 15 мм, сила равнялась Р=150 Н, скорость V=5 м/сек. Рельеф смазочных микровпадин образуется сочетанием вращательного движения заготовки и возвратно-поступательного движения инструмента.
Четвертый переход - полирующее выглаживание проводится для сглаживания выступов рельефов смазочных микровпадин инструментом с цилиндрическим индентором радиусом 2 мм, повернутым относительно вектора скорости выглаживания на угол, равный 63°, при следующих режимах: сила равнялась Р=150Н, скорость V=50 м/мин, S=0,2 мм/об.
Согласно результатам дюрометрии микротвердость образцов на глубине поверхностного слоя до 0,15 мм составила HV≥700 ГПа. После полирующего выглаживания по данным оптической профилометрии шероховатость опорных площадок составила Ra=0,05 мкм, маслоемкость карманов составила 1,277 мкм3/мкм2. Величина отрицательных остаточных напряжений в поверхностном слое детали составляет на глубине до 20 мкм 980…1100 МПа.
Обработка поверхностей деталей из закаленной цементованной стали 20Х обеспечивает формирование опорной поверхности с микронеровностями профиля Ra<0,05 мкм и микротвердостью 440…980 МПа на глубине до 20 мкм. При этом глубина смазочных микровпадин находится в пределах 4…7 мкм, маслоемкость поверхности достигает 1,305 мкм3/мкм2.
Claims (1)
- Способ формирования плосковершинного микрорельефа деталей трибосопряжений со смазочными микровпадинами, включающий деформирующее профилирование и выглаживание, отличающийся тем, что опорную поверхность детали формируют сферическим индентором и цилиндрическим индентором выглаживающего инструмента, ось которого параллельна вектору скорости выглаживания или составляет с ним некоторый угол, затем формируют смазочные микровпадины деформирующим инструментом, после этого производят полирующее выглаживание.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115899/02A RU2530606C2 (ru) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Способ формирования плосковершинного микрорельефа трибосопряжений со смазочными микровпадинами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115899/02A RU2530606C2 (ru) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Способ формирования плосковершинного микрорельефа трибосопряжений со смазочными микровпадинами |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012115899A RU2012115899A (ru) | 2013-10-27 |
RU2530606C2 true RU2530606C2 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=49446305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115899/02A RU2530606C2 (ru) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Способ формирования плосковершинного микрорельефа трибосопряжений со смазочными микровпадинами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2530606C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994021427A1 (de) * | 1993-03-22 | 1994-09-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum festwalzen eines bauteils |
RU2286237C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2006-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Способ восстановления и упрочнения внутренних поверхностей отверстий статико-импульсным раскатыванием |
RU2401731C2 (ru) * | 2008-07-04 | 2010-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие "Сенсор" | Способ формирования плосковершинного регулярного микрорельефа выглаживанием |
UA54282U (xx) * | 2010-03-04 | 2010-11-10 | Сергей Владимирович Суханов | Водно-дисперсійна фарба "посад/posad" |
-
2012
- 2012-04-19 RU RU2012115899/02A patent/RU2530606C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994021427A1 (de) * | 1993-03-22 | 1994-09-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum festwalzen eines bauteils |
RU2286237C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2006-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Способ восстановления и упрочнения внутренних поверхностей отверстий статико-импульсным раскатыванием |
RU2401731C2 (ru) * | 2008-07-04 | 2010-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие "Сенсор" | Способ формирования плосковершинного регулярного микрорельефа выглаживанием |
UA54282U (xx) * | 2010-03-04 | 2010-11-10 | Сергей Владимирович Суханов | Водно-дисперсійна фарба "посад/posad" |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012115899A (ru) | 2013-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
De Lacalle et al. | Quality improvement of ball-end milled sculptured surfaces by ball burnishing | |
Akkurt | Comparison of roller burnishing method with other hole surface finishing processes applied on AISI 304 austenitic stainless steel | |
Hamadache et al. | Improvement of surface conditions of 36 Cr Ni Mo 6 steel by ball burnishing process | |
US10107227B2 (en) | Method of forming a cylinder liner | |
Jain | Nanofinishing science and technology: basic and advanced finishing and polishing processes | |
Heinzel et al. | The use of the size effect in grinding for work-hardening | |
Zhang et al. | Grinding performance and tribological behavior in solid lubricant assisted grinding of glass-ceramics | |
Jain et al. | 1.4 review of gear finishing processes | |
Steitz et al. | Effect of process parameters on surface roughness in hammer peening and deep rolling | |
CN103648719B (zh) | 超精加工砂轮、使用该砂轮的超精加工方法和球轴承 | |
Chen et al. | Affecting factors, optimization, and suppression of grinding marks: a review | |
Johnson et al. | New approach for pre-polish grinding with low subsurface damage | |
RU2530606C2 (ru) | Способ формирования плосковершинного микрорельефа трибосопряжений со смазочными микровпадинами | |
RU2458777C2 (ru) | Способ упрочняющей обработки поверхностей деталей выглаживанием | |
Raymond et al. | Characterization of surface polishing with spindle mounted abrasive disk-type filament tool for manufacturing of machine tool sliding guideways | |
RU2385213C1 (ru) | Способ отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием наружных цилиндрических поверхностей | |
Raymond et al. | A study on the effect of abrasive filament tool on performance of sliding guideways for machine tools | |
Feng et al. | Polishing investigation on zirconia ceramics using magnetic compound fluid slurry | |
Raymond et al. | Surface polishing of hardened grey cast iron with a compliant abrasive filament tool | |
RU2574158C1 (ru) | Способ финишной обработки поверхностей прецизионных деталей | |
Deshpande et al. | Analysis of super-finishing honing operation with old and new plateau honing machine concept | |
Ogburn | Roll to the finish | |
RU2458778C2 (ru) | Способ формирования нанорельефа на поверхностях деталей двухпереходным выглаживанием | |
Gessenharter et al. | Polishing processes for structured surfaces | |
Koszela et al. | The Influence of Structuring Surfaces and Slide Burnishing on Tribological Properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141104 |