UA51394C2 - Method of strengthening-finishing treatment of details - Google Patents
Method of strengthening-finishing treatment of details Download PDFInfo
- Publication number
- UA51394C2 UA51394C2 UA2002031960A UA2002031960A UA51394C2 UA 51394 C2 UA51394 C2 UA 51394C2 UA 2002031960 A UA2002031960 A UA 2002031960A UA 2002031960 A UA2002031960 A UA 2002031960A UA 51394 C2 UA51394 C2 UA 51394C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- strengthening
- processing
- treatment
- ultrasonic
- parts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 30
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 16
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 abstract description 15
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 31
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000009862 microstructural analysis Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
- B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до області обробки металів тиском, зокрема обробці поверхневим пластичним 2 деформуванням і може бути використане в металооброблювальної промисловості.The invention relates to the field of metal processing by pressure, in particular processing by surface plastic 2 deformation and can be used in the metalworking industry.
Відомий спосіб зміцнювально-чистової обробки - обкатування поверхні деталі роликами чи кульками. Процес обкатування здійснюється шляхом переміщення по оброблюваної поверхні кульки чи ролика під визначеним тиском. Застосування обкатування дозволяє підвищити міцність і витривалість деталей, збільшити ступінь зміцнення на 40 - 6095, знизить вихідну шорсткість у 2 - 4 рази (Папшев Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой 70 шариками. -- М.: Машиностроение, 1968. -- 132 с., стр. 62 - 73).A well-known method of strengthening and finishing is rolling the surface of the part with rollers or balls. The running-in process is carried out by moving a ball or roller under defined pressure along the treated surface. The use of rolling makes it possible to increase the strength and endurance of parts, increase the degree of strengthening by 40 - 6095, reduce the initial roughness by 2 - 4 times (Papshev D.D. Hardening of parts by rolling with 70 balls. -- M.: Mashinostroenie, 1968. -- 132 s ., pp. 62 - 73).
Недоліком даного способу обробки є виникаючі при обробці великі статичні сили, у результаті чого, він не може застосовуватися при обробці маложорстких і тонкостінних деталей через викривлення їхньої форми.The disadvantage of this method of processing is the large static forces arising during processing, as a result of which it cannot be used for processing low-rigidity and thin-walled parts due to distortion of their shape.
Відносно малий тиск, створюваний у поверхневому шарі деталі під дією нормально спрямованої сили, і швидкість деформації малоефективно впливають на стан і структуру поверхневих шарів деталі і не дозволяють 79 досить повно використовувати здатність металів до зміцнення.The relatively small pressure created in the surface layer of the part under the action of a normally directed force and the rate of deformation have little effect on the condition and structure of the surface layers of the part and do not allow 79 to fully use the strengthening ability of metals.
Найбільш близьким до заявленого технічного рішення є спосіб чистової обробки - ультразвукове алмазне вигладжування, що включає безабразивну ультразвукову обробку поверхні алмазним інструментом.The closest to the declared technical solution is the method of finishing - ultrasonic diamond smoothing, which includes non-abrasive ultrasonic treatment of the surface with a diamond tool.
Використання фізичних полів ультразвуку дозволяє знижувати шорсткість поверхні в 1,5 - 6 разів і підвищувати мікротвердість поверхневого шару на 20 - 12095 у залежності від властивостей оброблюваного 20 металу (Применение ультразвука в промьішленности / Г.С. Ангелов, И.Н. Ермолов, А.И. Марков, А.М. Мицкевич /The use of physical ultrasound fields allows you to reduce the surface roughness by 1.5-6 times and increase the microhardness of the surface layer by 20-12095 depending on the properties of the treated metal (Application of ultrasound in industry / G.S. Angelov, I.N. Ermolov, A I. Markov, A. M. Mytskevich /
Под ред. А.И. Маркова -- М.: Машиностроение, 1975. -- 240 с., стр. 172 - 180).Ed. A.I. Markova -- M.: Mashinostroenie, 1975. -- 240 p., pp. 172 - 180).
Недоліком даного способу обробки є недостатній ступінь зміцнення, в результаті чого експлуатаційні характеристики оброблених деталей часто не відповідають вимогам, які до них пред'являються.The disadvantage of this method of processing is the insufficient degree of strengthening, as a result of which the operational characteristics of the processed parts often do not meet the requirements that are imposed on them.
В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу зміцнювально-чистової обробки деталей, у с 22 якому шляхом введення інших технологічних операцій досягається значне підвищення ступеня зміцнення Го) поверхневого шару і поліпшення чистоти поверхні, і за рахунок цього підвищення довговічності й експлуатаційних характеристик деталей машин. Основним результатом пропонованого способу обробки є одержання високого рівня стану поверхневого шару деталі: підвищення мікротвердості поверхні в 1,5 - 3,5 рази, сприятливий її розподіл по глибині наклепаного шару (на глибину до 500мкм), зниження шорсткості поверхні в З 30 2,5 - 10 разів, підвищення зносостійкості деталей в 4 - 5 разів. Ге»!The basis of the invention is the task of improving the method of strengthening and finishing processing of parts, in which, through the introduction of other technological operations, a significant increase in the degree of strengthening of the surface layer and improvement of surface cleanliness is achieved, and due to this, an increase in the durability and operational characteristics of machine parts. The main result of the proposed processing method is obtaining a high level of condition of the surface layer of the part: an increase in the microhardness of the surface by 1.5 - 3.5 times, a favorable distribution of it over the depth of the riveted layer (up to a depth of 500 μm), a decrease in surface roughness in Z 30 2.5 - 10 times, increasing the wear resistance of parts by 4-5 times. Gee!
Задача вирішується тим, що у відомому способі зміцнювально-чистової обробки деталей, що включає безабразивну ультразвукову обробку поверхневого шару деталі, відповідно до винаходу попередньо о оброблювану поверхню насичують геомодифікатором тертя (ГМТ) на основі серпентину, а потім роблять «-- ультразвукову обробку поверхні деталі. 3о На фіг.1 представлена схема ультразвукової зміцнювально-чистової обробки, де 1 - оброблювана деталь, 2 - о ультразвукова голівка, З - ультразвуковий генератор.The problem is solved by the fact that in the known method of strengthening and cleaning of parts, which includes non-abrasive ultrasonic treatment of the surface layer of the part, in accordance with the invention, the treated surface is pre-saturated with a geomodifier of friction (GMT) based on the serpentine, and then "-- ultrasonic treatment of the surface of the part is carried out . 3o Fig. 1 shows a diagram of ultrasonic strengthening and finishing treatment, where 1 is the processed part, 2 is the ultrasonic head, and C is the ultrasonic generator.
На фіг.2 представлена мікроструктура вихідного стану поверхні деталі (х 500) (після токарської обробки).Fig. 2 shows the microstructure of the initial state of the surface of the part (x 500) (after turning).
На фіг.3 представлена мікроструктура поверхневого шару деталі (х 500) після безабразивної ультразвукової « дю обробки. -оFig. 3 shows the microstructure of the surface layer of the part (x 500) after non-abrasive ultrasonic treatment. -at
На фіг.4 представлена мікроструктура поверхневого шару деталі (х 500) після обробки по пропонованому с способу. :з» На фіг.5 представлені профілограми поверхонь деталі (збільшення по вертикалі - 1000, по горизонталі - 50000), де 1 - вихідний стан; 2 - після безабразивної ультразвукової обробки; З - після обробки по пропонованому способу. сл що На фіг.б представлені результати порівняльних іспитів на знос, де 1 - знос зразка, обробленого шліфуванням; 2 - знос зразка, обробленого безабразивною ультразвуковою обробкою; З - знос зразка, -й обробленого по пропонованому способу. сю У табл. 1 приведені результати виміру шорсткості поверхонь деталі. 50 У табл. 2 приведені результати виміру мікротвердості поверхонь деталей. (Се) У табл. З приведені результати застосування технології безабразивної ультразвукової обробки деталей іFig. 4 shows the microstructure of the surface layer of the part (x 500) after processing according to the proposed method. :z» Fig. 5 shows the profilograms of the surfaces of the part (magnification vertically - 1000, horizontally - 50000), where 1 - initial state; 2 - after non-abrasive ultrasonic treatment; With - after processing according to the proposed method. Fig. b shows the results of comparative wear tests, where 1 - wear of the sample processed by grinding; 2 - wear of the sample processed by non-abrasive ultrasonic processing; C - wear of the sample processed by the proposed method. syu In the table. 1 shows the results of measuring the surface roughness of the part. 50 In the table 2 shows the results of measuring the microhardness of the parts' surfaces. (Se) In table. The results of the application of the technology of non-abrasive ultrasonic processing of parts and
Т» пропонованої технології (з використанням ГМТ).T" of the proposed technology (using HMT).
Спосіб реалізується наступним чином. Оброблювана деталь 1 (фіг.1) (після точіння чи шліфування) встановлюється в патроні верстата. Далі на поверхні деталі 1, що необхідно обробити, наносять трибологичний порошковий склад - геомодифікатором тертя на основі серпентину (наприклад, см. Патент РФ Мо 2169172, МПКThe method is implemented as follows. The processed part 1 (fig. 1) (after turning or grinding) is installed in the chuck of the machine. Further, on the surface of part 1, which must be processed, a tribological powder composition is applied - a geomodifier of friction on the basis of a serpentine (for example, see Patent RF Mo 2169172, IPC
С 10 М 125/04 // С 10 М 30/06, Бюл. Мо 25 от 20.06.2001), утираючи його в поверхню, так щоб він заповнив усі (Ф) мікрозападини, що маються на поверхні деталі 1. Сухий геомодифікатор подається на обертову з невеликоюC 10 M 125/04 // C 10 M 30/06, Bul. Mo 25 dated 20.06.2001), rubbing it into the surface so that it fills all (Ф) micro-recesses on the surface of part 1. The dry geomodifier is fed to the rotary with a small
Ге швидкістю (18 - ббоб/хв) деталь 1 за допомогою спеціального пристосування у виді вилки чи фетрового ролика (на фіг.1 не показані). Після того, як ГМТ був нанесений на поверхню оброблюваної деталі 1, на верстат во Встановлюють ультразвукове обладнання. Ультразвукову голівку 2 затискають у супорті верстата, за допомогою якого здійснюють подачу інструмента уздовж утворюючої й забезпечують силу притиснення ультразвукової голівки 2 до деталі 1 під час обробки. Ультразвукову голівку 2 підключають до ультразвукового генератора З і системи охолодження (на фіг.1 не показана). Потім роблять ультразвукову обробку, у результаті якої одночасно відбувається пластична деформація поверхні і насичення поверхневого шару деталі 1 геомодифікаторами тертя.At a speed (18 - bbob/min) detail 1 using a special device in the form of a fork or a felt roller (not shown in Fig. 1). After the HMT has been applied to the surface of the workpiece 1, ultrasonic equipment is installed on the machine. The ultrasonic head 2 is clamped in the machine's caliper, which is used to feed the tool along the forming part and provide the force of pressing the ultrasonic head 2 to the part 1 during processing. The ultrasonic head 2 is connected to the ultrasonic generator C and the cooling system (not shown in Fig. 1). Then ultrasonic treatment is performed, which simultaneously results in plastic deformation of the surface and saturation of the surface layer of part 1 with friction geomodifiers.
Режими обробки (частоту обертання деталі п, подачу 57, зусилля притиску Ем, число проходів інструменту і, б5 частоту ю та амплітуду 54 коливань інструмента) вибирають також, як і при звичайному ультразвуковому алмазному вигладжуванні, у залежності від властивостей оброблюваного матеріалу, геометричних розмірів деталі, жорсткості системи СРІД, вихідної твердості і шорсткості поверхні і необхідної після обробки якості поверхні (Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностньм пластическим деформированием.Processing modes (rotation frequency of the part n, feed 57, clamping force Em, number of tool passes and, b5 frequency y and amplitude 54 of tool oscillations) are selected as well as in conventional ultrasonic diamond smoothing, depending on the properties of the processed material, geometric dimensions of the part , the rigidity of the SRID system, the initial hardness and surface roughness and the required surface quality after processing (Odyntsov L.H. Hardening and finishing of parts by surface plastic deformation.
Справочник. -- М.: Машиностроение, 1987. -- 328 с., стр. 262 - 265).Directory. -- M.: Mashinostroenie, 1987. -- 328 p., pp. 262 - 265).
У процесі обробки під дією ультразвуку відбувається наклеп поверхні і часток ГМТ, що знаходяться в западинах мікронерівностей оброблюваної поверхні. При наклепі твердих складових геомодифікатора тертя на основі серпентину частково відбувається їхній розпад, у результаті якого виділяються дрібні частки нових структурних утворень які, потрапивши на площині ковзання, блокують розвиток зрушень. Це приводить до 7/0 істотного підвищення щільності дислокацій, дробленню кристалів на фрагменти і блоки, збільшенню ступеня наклепу і як наслідок до значного збільшення твердості поверхні. Структурні зміни, що відбуваються в приповерхніх шарах оброблених по пропонованому способу виробів, приводять до значного підвищення їхніх експлуатаційних характеристик, таких як контактна витривалість, зносостійкість, міцність та ін.In the process of processing under the influence of ultrasound, the surface and particles of HMT, which are located in the depressions of the micro-uniformities of the processed surface, are defamed. When the solid components of the serpentine-based friction geomodifier are slandered, they partially disintegrate, as a result of which small particles of new structural formations are released, which, once on the sliding plane, block the development of displacements. This leads to 7/0 a significant increase in the density of dislocations, the crushing of crystals into fragments and blocks, an increase in the degree of slander and, as a result, a significant increase in surface hardness. Structural changes occurring in the near-surface layers of products processed by the proposed method lead to a significant increase in their operational characteristics, such as contact endurance, wear resistance, strength, etc.
Запропонований спосіб обробки ілюструється наступними прикладами.The proposed processing method is illustrated by the following examples.
Приклад 1. На токарно-гвинторізному верстаті 16К20 була зроблена безабразивна ультразвукова обробка валів 5Омм із сталі 45 (НВ 180, Ка сх - З,7мкм) з використанням ГМТ та без нього, на наступних режимах: - Зусилля притиску ультразвукової голівки Ем - 200Н; - Подача 5, - О,08мм/об; - Число обертів п - 71О0об/хв; - Число проходів і - 1; - Робоча чистота о - 22,0кКГц; - Амплітуда коливань г, - 5мМкКм.Example 1. Non-abrasive ultrasonic processing of 5Ω shafts made of steel 45 (HB 180, Ka xh - 3.7μm) was performed on a 16K20 lathe and screw-cutting machine with and without HMT, in the following modes: - Pressure force of the ultrasonic head Em - 200N; - Feed 5, - O.08mm/rev; - Number of revolutions n - 71O0rpm; - Number of passes and - 1; - Working purity of - 22.0 kHz; - Amplitude of oscillations g, - 5mMkKm.
До і після обробки були проведені дослідження мікроструктури поверхневого шару, зроблені виміри поверхневої мікротвердості і шорсткості поверхні, проведені іспити зразків на знос. ГеBefore and after processing, studies of the microstructure of the surface layer were carried out, measurements of surface microhardness and surface roughness were made, and wear tests of samples were carried out. Ge
Мікроструктурний аналіз вихідного стану поверхневого шару деталей (фіг.2) показав, що вихідна сталь 45 о має грубозернисту феррито-перлитную структуру, однорідну по всьому перетині деталі.Microstructural analysis of the initial state of the surface layer of the parts (Fig. 2) showed that the initial steel 45 o has a coarse-grained ferrite-pearlite structure, uniform over the entire cross-section of the part.
Аналіз мікроструктур поверхневого шару деталей після обробки показав, що на зразках оброблених безабразивною ультразвуковою обробкою (фіг.3) і по пропонованому способу (фіг.4) зерна в поверхні дрібніше, помітно змінилося орієнтування зерен у приповерхньої зоні, вони витягнулися в напрямку головної деформації. «І Ферит, як більш м'яка складова витиснутий з поверховості. Глибина деформованого шару складає 70 - 120мкм.The analysis of the microstructures of the surface layer of the parts after processing showed that on the samples processed by non-abrasive ultrasonic processing (Fig. 3) and according to the proposed method (Fig. 4), the grains on the surface are finer, the orientation of the grains in the near-surface zone has noticeably changed, they are elongated in the direction of the main deformation. "And Ferrite, as a softer component squeezed out of the surface. The depth of the deformed layer is 70 - 120 μm.
Однак, поверхневий шар деталі обробленої по пропонованому способу (з використанням ГМТ) має більш Ф однорідну структуру з більшим ступенем деформації, що, мабуть, сприяє підвищенню ступеня зміцнення со поверхні.However, the surface layer of the part processed according to the proposed method (using HMT) has a more homogeneous structure with a greater degree of deformation, which, apparently, contributes to an increase in the degree of strengthening of the surface.
Вимір мікропрофілю поверхонь деталі (фіг.5) дали таки результати: шорсткість поверхні після безабразивної - ультразвукової обробки зменшилася в 3,5 рази, після обробки по пропонованому способу - у 6 разів. Чисельні юю результати вимірів приведені в табл. 1. їх и но с з» |з Обробка ло пропонованому способу (з еомодифікатором тертя) 00006 пThe measurement of the microprofile of the surface of the part (Fig. 5) gave the same results: the roughness of the surface after non-abrasive - ultrasonic treatment decreased by 3.5 times, after treatment by the proposed method - by 6 times. The numerical results of the measurements are given in the table. 1. their i no s z» |z Processing according to the proposed method (with a friction modifier) 00006 p
Вимір мікротвердості показало, що в результаті безабразивної ультразвукової обробки зразки твердість поверхні підвищилася в 1,6 - 2 рази, після обробки по пропонованому способу - у 2,5 - З рази. Результати 4! вимірів приведені в табл. 2. - о я. щі ї»The measurement of microhardness showed that as a result of non-abrasive ultrasonic treatment of the samples, the surface hardness increased by 1.6-2 times, after treatment by the proposed method - by 2.5-3 times. Results 4! measurements are given in the table. 2. - oh me. more"
Іспити на знос зразків оброблених шліфуванням, безабразивної ультразвукової обробкою і по пропонованому св способу (фіг.б) показали, що застосування безабразивної ультразвукової обробки дозволяє підвищити зносостійкість сталі 45 у 1,6 - 2 рази, а обробки по пропонованому способу (з використанням ГМТ) - у 4 - 5 разів. (Ф) Приклад 2. На об'єднанні "Криворіжсталь" ультразвуковий зміцнювально-чистовій обробці були піддані два ка вали зі сталі ЗОХГСА (180 - 190НВ) насоса 8НД. Один вал після виконання операції шліфування, другий - після токарської обробки з припуском під шліфування. Обробка вироблялася на токарському верстаті моделі 163. бо Перед ультразвуковою обробкою на шейки 1 і З (25120мм) був нанесений сухий триботехнічний склад - геомодифікатор тертя. Обробка вироблялася на наступних режимах: - Зусилля притиску ультразвукової голівки Ем - 250Н; - Подача 5, - 0,08мм/об; - Число обертів п - 56бОоб/хв; 65 - Число проходів і - 1; - Робоча чистота о - 22,0кКГц;Wear tests of samples treated by grinding, non-abrasive ultrasonic treatment and by the proposed method (Fig. b) showed that the use of non-abrasive ultrasonic treatment allows to increase the wear resistance of steel 45 by 1.6-2 times, and treatment by the proposed method (using HMT) - 4-5 times. (F) Example 2. At the "Kryvorizhstal" association, two pieces of ZOHHSA steel (180 - 190NV) of the 8ND pump were subjected to ultrasonic strengthening and cleaning treatment. One shaft after the grinding operation, the second - after turning with an allowance for grinding. Processing was carried out on a lathe model 163. Because before ultrasonic processing, a dry tribotechnical composition - a friction geomodifier - was applied to necks 1 and З (25120 mm). Processing was carried out in the following modes: - Pressure force of the ultrasonic head Em - 250N; - Feed 5, - 0.08mm/rev; - The number of revolutions n - 56bOrpm; 65 - Number of passes and - 1; - Working purity of - 22.0 kHz;
- Амплітуда коливань г, - мкм.- Amplitude of oscillations g, - μm.
Складено акт за результатами застосування технології ультразвукової обробки деталей з використаннямAn act was drawn up based on the results of applying the technology of ultrasonic processing of parts with the use of
ГМТ. Результати обробки приведені в табл. 3.GMT The processing results are given in table. 3.
Таблиця ЗTable C
Мо шейки До обробки Після обробкиMo necks Before processing After processing
Розмір (Шорсткість поверхні Ка, мкм Шорсткість поверхні Ка, мкм Твердість, ктмм?.Size (Surface roughness Ka, μm Surface roughness Ka, μm Hardness, ktmm?.
Вал Мо 1 - після шліфування 1 -003 НВ 180 - 190 -003 0,32 нКкс 48 - 50 2 -0,02 НВ 180 - 190 -0,02 ОА НВ 220Shaft Mo 1 - after grinding 1 -003 HB 180 - 190 -003 0.32 nKks 48 - 50 2 -0.02 HB 180 - 190 -0.02 OA HB 220
Вал мо 2 - після токарської обробкиShaft mo 2 - after turning
З -007 32 НВ 180 - 190 -0,09 0,63 нКкс 48 - 50 120 дв 120 ріZ -007 32 HB 180 - 190 -0.09 0.63 nKks 48 - 50 120 dv 120 ri
А 0,04 32 НВ 180 - 190 дз нВв 220A 0.04 32 HB 180 - 190 dz nBv 220
ЗО о'юз ЗоряZO union Zorya
З таблиці видно, що безабразивна ультразвукова обробка шийок вала дозволяє після токарської обробки на тім же верстаті знизити висоту мікронерівностей за один прохід у 2 - 4 рази і незначно підвищити твердість поверхневого шару (на 2096).It can be seen from the table that the non-abrasive ultrasonic treatment of the shaft necks allows, after turning on the same machine, to reduce the height of micro-uniformities in one pass by 2-4 times and to slightly increase the hardness of the surface layer (by 2096).
Застосування ГМТ разом з ультразвуковою обробкою дозволяє збільшити мікротвердість поверхні в 2,5 рази і знизити шорсткість шліфованої поверхні в 2,5 рази, а поверхні, попередньо обробленої точінням, у 5 разів.The use of HMT together with ultrasonic treatment allows to increase the microhardness of the surface by 2.5 times and reduce the roughness of the polished surface by 2.5 times, and the surface pre-treated by turning by 5 times.
Область застосування заявленого технічного рішення така ж, як і при ультразвуковому алмазному с вигладжуванні. Використання пропонованого способу обробки дозволяє обробляти різні конструктивні форми: о циліндричні зовнішні і внутрішні поверхні, торцеві, конічні, кульові, різні виступи, галтелі, прямокутні і радіусні канавки та ін. Пропонований спосіб зміцнювально-чистової обробки дозволяє зміцнювати гладкі і ступневі вали, шейки і галтелі колінчатих валів, поршневі пальці, штоки гидрокрепей, калібри і пуансони, бігові доріжки підшипників, твердосплавні інструменти і т.д. Деталі, що мають циліндричну поверхню обробляють (Ж на токарно-гвинторізних верстатах, при більш складній формі деталей використовують спеціальні верстати з Фо більш складною кінематикою руху (стругальні, шліфувальні та ін.) Висока ефективність ультразвукової обробки разом із ГМТ досягається при обробці високоміцних і загартованих сталей твердістю НКС 60 - 65 (40Х, ШХ15, соThe field of application of the declared technical solution is the same as in the case of ultrasonic diamond smoothing. The use of the proposed method of processing allows you to process various constructive forms: o cylindrical external and internal surfaces, end, conical, spherical, various protrusions, fillets, rectangular and radius grooves, etc. The proposed method of strengthening and finishing allows you to strengthen smooth and stepping shafts, necks and fillets of crankshafts, piston fingers, hydrocrepe rods, calipers and punches, raceways of bearings, carbide tools, etc. Parts with a cylindrical surface are processed (on lathes and screw-cutting machines, for more complex parts, special machines with more complex kinematics of movement are used (planing, grinding, etc.). High efficiency of ultrasonic processing together with HMT is achieved when processing high-strength and hardened steels with hardness NKS 60 - 65 (40X, SHX15, so
Р18, 12ХНЗА, 18ХГТ, ЗВХМЮОА, 07Х16Нб, 12Х2НВФА) конструкційних сталей, як у стані постачання, так і після «- термічної обробки (15, 20, 30, 40Х13, 12Х18Н9Т, 1Х18Н2АТ), кольорових металів і сплавів (АКб6, ДІІТ, ЛОБ59-13, БрАЖО-4Л), сірого чавуна СЧ21-40 та інших матеріалів. ІФ)Р18, 12ХНЗА, 18ХГТ, ЗВХМЮОА, 07Х16Нб, 12Х2НВФА) structural steels, both in the state of delivery and after "- heat treatment (15, 20, 30, 40Х13, 12Х18Н9Т, 1Х18Н2АТ), non-ferrous metals and alloys (AKb6, DIIT, LOB59-13, BrAZHO-4L), gray cast iron СЧ21-40 and other materials. IF)
Запропонований спосіб у порівнянні з іншими механічними способами зміцнення поверхні має наступні переваги: простота пристосування і простота його установки на верстаті, незначний постійний тиск, висока продуктивність процесу, можливість зміцнення маложорстких і тонкостінних деталей, а також деталей з високою « вихідною твердістю. Використання пропонованого способу дозволить виключити з процесу обробки тривалу операцію шліфування, скоротити час на перестановку і транспортування деталей, у більшості випадків ші с виключити зміцнювальні операції, такі як термічна і хіміко-термічна обробки, легування стали, застосування "з зносостійких наплавлень і покрить та ін. пCompared to other mechanical methods of surface strengthening, the proposed method has the following advantages: ease of adjustment and ease of installation on the machine, low constant pressure, high productivity of the process, the possibility of strengthening low-rigidity and thin-walled parts, as well as parts with high initial hardness. The use of the proposed method will make it possible to exclude a long grinding operation from the processing process, reduce the time for rearrangement and transportation of parts, and in most cases to exclude strengthening operations, such as thermal and chemical-thermal treatment, alloying of steel, application of wear-resistant surfacing and coatings, etc. p
Формула винахо 15 рму ду 1 - Спосіб зміцнювально-чистової обробки деталей, що включає безабразивну ультразвукову обробку поверхневого шару деталі, який відрізняється тим, що попередньо оброблювану поверхню деталі насичують (95) геомодифікатором тертя на основі серпентину, а потім виконують ультразвукову обробку поверхні. се) с» іме) 60 б5Invention formula 15 rmu du 1 - The method of strengthening and finishing treatment of parts, which includes non-abrasive ultrasonic treatment of the surface layer of the part, which is characterized by the fact that the pre-treated surface of the part is saturated (95) with a geomodifier of friction based on the serpentine, and then the surface is ultrasonically treated. se) s» ime) 60 b5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002031960A UA51394C2 (en) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | Method of strengthening-finishing treatment of details |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002031960A UA51394C2 (en) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | Method of strengthening-finishing treatment of details |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA51394C2 true UA51394C2 (en) | 2006-08-15 |
Family
ID=37503854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2002031960A UA51394C2 (en) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | Method of strengthening-finishing treatment of details |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA51394C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2628808A1 (en) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | Longevity Engineering SA | Localized hardening of metallic surfaces |
| EA020478B1 (en) * | 2011-11-28 | 2014-11-28 | Сергей Владимирович ПЛЕТНЕВ | Method for finishing of articles |
| CN104439891A (en) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 苏州科技学院 | Single electrical signal excitation ultrasonic elliptic vibration extrusion processing device |
| CN104439890A (en) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 苏州科技学院 | Single-excitation ultrasonic elliptical vibration extrusion processing device |
| CN105834671A (en) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 山东华云机电科技有限公司 | Ultrasonic strengthening method for machining annular groove and ultrasonic machining tool bit |
| RU2660537C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-07-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Наплавки и Металлизации" | Method of surfaces reconditioning of rotation bodies |
| RU2668645C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью " Технологии Наплавки и Металлизации" | Method of restoring the rollers of continuous casting machines |
-
2002
- 2002-03-12 UA UA2002031960A patent/UA51394C2/en unknown
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA020478B1 (en) * | 2011-11-28 | 2014-11-28 | Сергей Владимирович ПЛЕТНЕВ | Method for finishing of articles |
| EP2628808A1 (en) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | Longevity Engineering SA | Localized hardening of metallic surfaces |
| WO2013121005A1 (en) * | 2012-02-15 | 2013-08-22 | Longevity Engineering Sa | Localized hardening of metallic surfaces |
| CN104411840A (en) * | 2012-02-15 | 2015-03-11 | 长寿工程公司 | Localized hardening of metallic surfaces |
| US10151008B2 (en) | 2012-02-15 | 2018-12-11 | Longevity Engineering Sa | Localized hardening of metallic surfaces |
| CN104439891A (en) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 苏州科技学院 | Single electrical signal excitation ultrasonic elliptic vibration extrusion processing device |
| CN104439890A (en) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 苏州科技学院 | Single-excitation ultrasonic elliptical vibration extrusion processing device |
| CN105834671A (en) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 山东华云机电科技有限公司 | Ultrasonic strengthening method for machining annular groove and ultrasonic machining tool bit |
| RU2660537C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-07-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Наплавки и Металлизации" | Method of surfaces reconditioning of rotation bodies |
| RU2668645C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью " Технологии Наплавки и Металлизации" | Method of restoring the rollers of continuous casting machines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rech et al. | Surface integrity in finish hard turning of case-hardened steels | |
| Hassan et al. | Further improvements in some properties of shot peened components using the burnishing process | |
| Jain | Nanofinishing science and technology: basic and advanced finishing and polishing processes | |
| Huang et al. | Experimental research material characteristics effect on white layers formation in grinding of hardened steel | |
| Steitz et al. | Effect of process parameters on surface roughness in hammer peening and deep rolling | |
| Jain et al. | Abrasive Fine Finishing Processes | |
| UA51394C2 (en) | Method of strengthening-finishing treatment of details | |
| Maiboroda et al. | AISI 1045 steel flat surfaces machining using the magneto-abrasive method | |
| Frihat et al. | Experimental investigation of the influence of burnishing parameters on surface roughness and hardness of brass alloy | |
| RU2458777C2 (en) | Method of part surface hardening by burnishing | |
| Saraeian et al. | Influence of vibratory finishing process by incorporating abrasive ceramics and glassy materials on surface roughness of ck45 steel | |
| Thamizhmanii et al. | A study of multi-roller burnishing on non-ferrous metals | |
| Jeevanantham et al. | Optimization of internal grinding process parameters on C40E steel using taguchi technique | |
| Rachmat et al. | Comparison between dry, MQL, and cryogenic cooling technique on surface integrity of burnished surface | |
| Okada et al. | Influence of various conditions on quality of burnished surface in developed roller burnishing with active rotary tool | |
| Zheng et al. | Basic research on ultrasonic extrusion for 45 steel shaft | |
| Kumara et al. | Investigations on effect of different ball burnishing conditions on surface roughness using response surface methodology | |
| Ibrahim | An investigation into ball burnishing process of carbon steel on a lathe | |
| Líska et al. | Investigation of microgeometry on diamond burnished surfaces | |
| Nagy et al. | Analyzing the effect of the tool pass number and the direction of sliding burnishing on surface roughness | |
| Huuki et al. | Effects of ultrasonic burnishing on the surface quality of corrosion-resistant tool steel using a hard-carbon-coated burnishing tool | |
| Laber | 657. Tribological properties of cast iron conditioned by a technological surface layer and material microstructure | |
| Yamaguchi et al. | Influence of Work Speed on Surface Quality with Rapid Rotation Mirror-like Surface Grinding | |
| Nikiforov | Technology of magnetic abrasive polishing of tools for threading in stainless steel products | |
| Brecher et al. | Metal Cutting Machines for Tools with Geometrically Undefined Cutting Edges (Chip Removal) |