SU1750933A1

SU1750933A1 - Method of machining surface of parts

Info

Publication number: SU1750933A1
Application number: SU904853978A
Authority: SU
Inventors: Олег Михайлович Щебров; Андрей Викторович Киричек; Александр Владимирович Никифоров
Original assignee: Московский институт приборостроения
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Использование: обработка металлов резанием и отделочно-упрочн юща обработка поверхностным пластическим деформированием деталей из труднообрабатываемых материалов. Сущность изобретени , к заготовке и электроду с электрически изолированным от него инструментом, помещенным в технологическую среду, прикладываетс электрический потенциал, а в процессе механической обработки обеспечиваетс отсутствие электрического тока между электродом и заготовкой путем, например , предварительного нанесени диэлектрического покрыти на поверхность электрода, обращенную к заготовке, или, например, использовани в качестве технологической среды диэлектрика. В процессе обработки рассто ние от обрабатываемрй поверхности до поверхности электрода обращенной в сторону последней, обеспечиваетс равным 0,1 - 1 мм. 4 з п. ф-лы, 2 илUsage: metal cutting and finishing and hardening treatment by surface plastic deformation of parts from hard-to-cut materials. The invention, an electric potential is applied to the workpiece and the electrode with an electrically isolated tool placed in the process medium, and during the machining process there is no electric current between the electrode and the workpiece by, for example, pre-applying a dielectric coating on the electrode surface billet, or, for example, using a dielectric as the process medium. In the process of processing, the distance from the surface to be treated to the surface of the electrode facing the latter is 0.1 to 1 mm. 4 з п. Ф-л, 2 silt

Description

Изобретение относитс к технологии машиностроени , в частности к способам обработки металлов резанием и к способам отделочно-упрочн ющей обработки поверхностным пластическим деформированием деталей из труднообрабатываемых материалов .The invention relates to mechanical engineering technology, in particular, to methods for metal cutting and to methods of finishing and hardening treatment by surface plastic deformation of parts from hard-to-machine materials.

Известен способ обработки металлов резанием, заключающийс вудалении части материала с обрабатываемой поверхности с целью достижени заданного размера.There is a method of metal cutting, which consists in removing part of the material from the surface to be treated in order to achieve a given size.

Известен способ отделочно-упрочн ющей обработки, заключающийс в пластиче- ском деформировании поверхностного сло заготовки с целью повышени качества обрабатываемой поверхности.The known method of finishing and hardening treatment consists in the plastic deformation of the surface layer of the workpiece in order to improve the quality of the surface being processed.

Недостатками способов вл етс резкое снижение производительности процесса обработки и ухудшение качества поверхности деталей при обработке труднообрабатываемых материалов.The disadvantages of the methods are a sharp decrease in the productivity of the treatment process and a deterioration in the quality of the surface of the parts when processing difficult-to-machine materials.

Известен способ алмазного выглаживани , реализуемый при обработке известным устройством, но npi-, котором, с целью повышени эффективности обработки за счет изменени поверхностной прочности и твердости обрабатываемого материала, к заготовке и электроду, установленному на металлическую головку с вмонтированным в нее кристаллом алмаза, прикладываетс технологическое напр жение, а в зону выглаживани подаетс электролит.The known method of diamond smoothing, which is carried out during processing by a known device, but npi-, which, with the aim of increasing the processing efficiency by changing the surface strength and hardness of the material being processed, is applied to the workpiece and the electrode mounted on a metal head with a diamond crystal embedded in it. voltage, and an electrolyte is supplied to the smoothing area.

«га"Ha

чh

(Л(L

о юo you

СО САCO CA

Недостатками известного технического решени вл ютс невозможность его реализации дл процессов механической обработки , св занных с удалением припуска и образованием стружки, вследствие возможности короткого замыкани в момент одновременного касани стружкой близко расположенных неэлектроизолированных поверхностей электрода и заготовки, привод щего к ухудшению качества поверхностного сло заготовки, а также недостаточна точность обработки вследствие неучитываемого сьема металла за счет электрохимического растворени поверхностного сло заготовки.The disadvantages of the known technical solution are the impossibility of its implementation for the machining processes associated with removing the allowance and the formation of chips, due to the possibility of short-circuiting at the time of simultaneous contact of closely spaced non-electrically insulated electrode surfaces and the workpiece with chips, and lack of accuracy of processing due to unrecorded metal removal due to electrochemical dissolution surface layer of the workpiece.

Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей способа путем повышени точности и качества обрабатываемой поверхности.The aim of the invention is to expand the technological capabilities of the method by increasing the accuracy and quality of the surface to be treated.

Цель достигаетс тем, чго в процессе обработки обеспечиваетс отсутствие электрического тока между электродом и заготовкой путем, например, предварительного нанесени диэлектрического покрыти на поверхность электрода, обращенную к заготовке , или, например, использовани в качестве технологической среды диэлектрика. Цель достигаетс также тем, что в процессе обработки обеспечиваетс рассто ние от обрабатываемой поверхности до поверхности электрода, обращенной в сторону последней , равным 0,1 - 1,0 мм,The goal is achieved by the fact that during the processing, there is no electric current between the electrode and the workpiece by, for example, pre-applying a dielectric coating on the electrode surface facing the workpiece, or, for example, using a dielectric as the process medium. The goal is also achieved by the fact that in the course of processing the distance from the surface to the electrode surface facing the latter is 0.1 to 1.0 mm,

На фиг.1 представлена схема обкатывани шаром согласно предлагаемому способу; на фиг.2 - схема точени согласно предлагаемому способу.Figure 1 shows a ball rolling scheme according to the proposed method; Fig. 2 is a turning scheme according to the proposed method.

Способ отделочно-упрочн ющей обработки поверхностным пластическим деформированием методом обкатывани наружных поверхностей тел вращени согласно предлагаемому способу механической обработки осуществл етс следующим образом.The method of finishing and hardening treatment by surface plastic deformation by running around the outer surfaces of the bodies of revolution according to the proposed method of mechanical processing is carried out as follows.

Шар 1 (фиг.1) закрепл етс в обкатном приспособлении 2 крышкой 3, котора одновременно вл етс электродом с рабочей поверхностью 4, так, что рассто ние от наи- брлее выступающей точки шара до поверхности 4 составл ет 0,1 - 1,0 мм. Предварительно на поверхность 4 электрода , обращенную к заготовке, наноситс диэлектрическое покрытие с целью исключени возможности возникновени электрического тока в процессе обработки, например, тонкий слой химически стойкого лака ХС-1. Шар изолируетс от крышки 3 и корпуса 5 приспособлени 2 диэлектрическими прокладками 6 и 7. Обкатное приспособление 2 закрепл етс в резцедержателе токарного станка 8. От источника 9 питани The ball 1 (Fig. 1) is fixed in the rolling fixture 2 by the lid 3, which is simultaneously an electrode with the working surface 4, so that the distance from the most protruding point of the ball to the surface 4 is 0.1 - 1.0 mm Preliminarily, a dielectric coating is applied to the surface 4 of the electrode facing the workpiece in order to prevent the occurrence of electric current during processing, for example, a thin layer of chemically resistant lacquer XC-1. The ball is isolated from the cover 3 and the housing 5 of the device 2 by the dielectric pads 6 and 7. The sliding device 2 is fixed in the tool holder of the lathe 8. From the power source 9

к электроду 3 и заготовке 10, закрепленной в центрах 11, прикладываетс электрический потенциал, величина которого выбираетс , например, по эпюре распределени An electric potential is applied to the electrode 3 and the workpiece 10 fixed in the centers 11, the value of which is chosen, for example, over the distribution diagram

микротвердости при пол ризации обрабатываемого материала в технологической среде. Заготовка 10 приводитс во вращение и в контакт с шаром 1. Одновременно из сопла 12 осуществл етс подача технологи0 ческой среды 13 в зону контакта инструмента и заготовки. Инструменту сообщаетс движение подачи.microhardness during the polarization of the processed material in the technological environment. The workpiece 10 is brought into rotation and in contact with the ball 1. Simultaneously from the nozzle 12, the process medium 13 is supplied to the zone of contact of the tool and the workpiece. The tool is informed of the feed motion.

Аналогично осуществл етс способ точени наружных поверхностей тел враще5 ни , На резце 14 (фиг.2) через диэлектрические прокладки 15 и 16 винтом 17 закрепл етс электрод 18 с рабочей поверхностью 4 так, что рассто ние от вершины режущего лезви резца до поверхностиSimilarly, the method of turning the outer surfaces of the bodies of rotation is carried out. On the cutter 14 (Fig. 2), through the dielectric pads 15 and 16, the electrode 18 is fixed with the screw 17 to the working surface 4 so that the distance from the tip of the cutter blade to the surface

0 4 составл ет 0,1 - 1,0 мм, Резец 14 закрепл етс в резцедержателе токарного станка 8. От источника 9 питани к электроду 18 и заготовке 10, закрепленной в центрах 11, прикладываетс электрический потенциал,0 4 is 0.1-1.0 mm. The cutter 14 is fixed in the tool holder of the turning machine 8. From the power source 9, an electrical potential is applied to the electrode 18 and the workpiece 10, fixed in the centers 11,

5 Заготовка приводитс во вращение и в контакте резцом 14. Одновременно из сопла 12 осуществл етс подача технологической среды 13 в зону контакта инструмента и заготовки. Инструменту сообщаетс движе0 ние подачи.5 The workpiece is rotated and in contact with the cutter 14. At the same time, the process medium 13 is supplied from the nozzle 12 to the contact zone of the tool and the workpiece. The tool is informed of the feed movement.

Установка электрода на рассто нии меньшем 0,1 мм от поверхности заготовки нецелесообразна, так как вследствие погрешностей формы заготовки возникаетSetting the electrode at a distance of less than 0.1 mm from the surface of the workpiece is impractical because, due to errors in the shape of the workpiece,

5 возможность непосредственного контакта электрода и обрабатываемой поверхности. При установке электрода на рассто нии большем 1,0мм резко возрастает требуема величина прикладываемого электрического5 the possibility of direct contact of the electrode and the treated surface. When the electrode is installed at a distance greater than 1.0 mm, the required amount of applied electrical

0 потенциала, что ведет к неоправданному увеличению расхода энергии.0 potential, which leads to an unjustified increase in energy consumption.

Пример. Одним из способов отделочно-упрочн ющей обработки поверхностным пластическим деформированиемExample. One of the methods of finishing and strengthening treatment by surface plastic deformation

5 вл етс алмазное выглаживание. Изобретение было реализовано при алмазном выглаживании цилиндрических образцов 025 i мм и длиной 100 мм из титанового сплава ВТЗ-1 с использованием в качестве техно0 логического оборудовани токарно-винто- резного станка мод.16К20. Стандартна металлическа головка (нормаль ВНИИ АЛ МАЗА ОН 037-103)с синтетическим алмазом АСПК (радиус сферы 2,5 мм) закрепл лась в5 is a diamond smoothing. The invention was implemented with diamond smoothing of cylindrical specimens of 025 i mm and a length of 100 mm from titanium alloy VTZ-1 using a mod-16K20 turning-screw machine as the technological equipment. The standard metal head (normal of the VNII AL MAZA HE 037-103) with synthetic diamond ASPK (sphere radius 2.5 mm) was fixed in

5 приспособлении дл алмазного выглаживани и электрически изолировалась от него посредством изол ционной прокладки из фторопласта. Приспособление дл выглаживани закрепл лось на суппорте станка, имелоупругийтарированный элемент-пружинудл установлени определенной силы выглаживани .5 is a diamond smoothing tool and electrically insulated from it by means of a fluoroplastic insulating gasket. The smoothing device was fixed on the support of the machine, it had an elasticized spring element to establish a certain smoothing force.

Колпачок - электрод из латуни Л-62 диаметром tf22 мм - закрепл лс на поверхности головки инструмента и изолировалс от нее посредством изол ционной втулки из фторопласта так, что в процессе выглаживани рассто ние от обрабатываемой поверхности заготовки до рабочей поверхности электрода составл ло 0,1-1,0 мм. На рабочую поверхность электрода с целью исключени возможности возникновени анодного тока наносилось защитное диэлектрическое покрытие -тонкий слой химически стойкого лака ХС-1.The cap — an L-62 brass electrode with a diameter of tf22 mm — was attached to the surface of the tool head and insulated from it by means of a fluoroplastic insulating sleeve so that, during the smoothing process, the distance from the workpiece surface to the working electrode surface was 0.1- 1.0 mm. A protective dielectric coating — a thin layer of XC-1 chemically resistant lacquer — was applied to the working surface of the electrode in order to prevent the occurrence of the anode current.

Деталь и колпачок-электрод подключались к источнику технологического напр жени ВСА-5А, в зону обработки подавалс слабый электролит - 10%-ный раствор №МОз в воде. Параметры выглаживани были следующими: сила выглаживани 200- 250 Н; скорость выглаживани 15 - 16 м/мин; продольна подача до 0,2 мм/об электрический потенциал 0,5 - 5,0 В.The part and the cap electrode were connected to the VSA-5A process voltage source, and a weak electrolyte, a 10% solution of water in water, was supplied to the treatment area. The smoothing parameters were as follows: the smoothing power of 200-250 N; smoothing speed 15 - 16 m / min; longitudinal feed up to 0.2 mm / rev electric potential 0.5 - 5.0 V.

В результате обработки сплава ВТЗ-1 согласно предлагаемому способу шероховатость поверхности образцов характеризовалась значени ми 0,2 - 0,3 мкм, было достигнуто упрочнение поверхности до 12 - 15% выше исходной величины. Задиров на обработанной поверхности, наволакивани материала детали на кристалл алмаза илиAs a result of processing the VTZ-1 alloy according to the proposed method, the surface roughness of the samples was characterized by values of 0.2 - 0.3 µm, and surface hardening was achieved up to 12 - 15% above the initial value. Scoring on the treated surface, enveloping the part material on a diamond crystal or

00

5five

00

5five

00

износа инструмента после обработки партии образцов не наблюдалось. tool wear after processing a batch of samples was not observed.

Claims

1. The method of surface treatment of parts, which means that an electric potential is applied to the parts placed in the technological environment and the electrode with an electrically insulated tool, they are reported to the tool and parts according to the feed and rotation movements and bring them into contact, characterized by that, in order to expand the technological capabilities of the Z and by increasing the accuracy and quality of the surface to be treated, in the course of processing the part is electrically isolated from the electrode,

2. A method according to claim 1, characterized in that the treatment is carried out with an electrode with a dielectric coating deposited on its surface facing the part.

3. A method according to claim 2, characterized in that a conductive medium is used as the process medium.

4. The method according to claim 1 and 2, excellent and with the fact that the dielectric is used as the process medium.

5. Method according to Claims 1-4, characterized in that, in order to reduce the energy intensity of the process, the distance from the workpiece surface to the electrode surface facing the latter is 0.1 to 1.0 mm.

eleven

ten

Phie.1

12

J p-mt-gtt1

A.11.,.

//

FIG. g

Yu

P

I 4-J-Jl I IK

13

15

eight