Способ абразивной обработки

 

Изобретение относится к абразивной обработке и может применяться для финишной обработки прецизионных поверхностей деталей из закаленных сталей , в частности, запирающего конуса в корпусе распылителя форсунок дизельных двигателей. Цель изобретения - повышение точности обработки поверхностей при расширении технологических возможностей способа. Абразивную обработку поверхности производят воздействием на нее инструментом из композиционного материала, содержащего закрепленные в связке режущие зерна. В зону обработки подают доводочный компонент со свободным абразивом. В качестве доводочного компонента применяют абразивную пасту, которую наносят на инструмент с режущими зернами из кубического нитрида бора, которые закрепляют в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем 0,8-1,0 размера зерен абразивной пасты. Последние имеют размеры в пределах 0,35-0,7 размера зерен кубического нитрида бора, при этом твердость композиционного материала составляет 0,8-1,0 твердости зерен абразивной пасты. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Д1) 4 В 24 В 1/00

1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4238406/30-08 (22) 27. 04. 87 (46) 23,09,89, Бюл, К- 35 (71) Научно-производственное объединение по топливной аппаратуре двигателей (72) В.В. Дмитриев, В.А. Сафелкин, В,Д. Чупов, Б.IO. Юридицкий и М.С. Друй (53) 621.923.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 931387, кл, В 24 В 1/00, 1980. (54) СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к абразивной обработке и может применяться для финишной обработки прецизионных поверхностей деталей из закаленных ста" лей, в частности запирающего конуса в корпусе распылителя форсунок дизельных двигателей. Цель изобретения повышение точности обработки поверхИзобретение относится к шлифованию или полированию и может применяться для финишной обработки прецизионных поверхностей из закаленных сталей, в частности запирающего конуса в корпусе распылителя форсунок дизельных двигателей, Целью изобретения является повышение точности обработки поверхностей при расширении технологических возможностей способа.

Сущность способа состоит в том, что при абразивной обработке на поверхность воздействуют инструментом из композиционного материала, содержащего закрепленные в связке режущие

„„SU„„1509230 А1

2 костей при расширении технологических возможностей способа. Абразивную обработку поверхности производят воз-1 деиствием на нее инструментом из композиционного материала, содержащего закрепленные в связке режущие зерна.

В зону обработки подают доводочный компонент со свободным абразивом.В качестве доводочного компонента применяют абразивную пасту, которую наносят на инструмент с режущими зернами иэ куби-, ческого нитрида бора, которые закрепляют в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем 0,8-1,0 размера зерен абразивной пасты. Последние имеют размеры в пределах 0 35-.

0,7 размера зерен кубического нитрида бора, при этом твердость композиционного материала составляет 0,81,0 твердости зерен абразивной пасты. 2 ил °, 2 табл, зерна, с одновременным применением доводочного компонента со свободным абразивом. В качестве доводочного компонента применяют абразивную пасту, которую наносят на инструмент, режущие зерна которого выполняют иэ кубического нитрида бора и закрепляют в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем 0,8...

1, О размера зерен абразивной пасты, которые имеют размеры в пределах

0,35...0,? размера зерен кубического нитрида бора. Твердость связки ком.позиционного материала составляет

0,8...1,0 твердости зерен абразивной пасты.

1509230

При таком выполнении способа свободный абразив в составе доводочной пасты наносят непосредственно на инструмент, что позволяет вместе с ин5 струментом подавать свободный абразив в зону обработки глухих внутренних поверхностей, причем свободный абразив удерживается в составе пасты на поверхности рабочей части инстру0 мента в течение всего периода обработки, Применение в качестве режущих зерен инструмента зерна кубического нитрида бора обеспечивает наибольшую эффективность по производительности и качеству обработки закаленных сталей.

Использование в инструменте связки с твердостью, равной 0,8,. ° 1,0 твердости свободного абразива, способствует созданию на рабочей поверхности инструмента оптимального микрорельефа для эффективного процесса резания твердыми зернами кубического нитрида бора.и свободного абразива за счет сочетания условий износа связки и зерен кубического нитрида бора. При твердости связки большей твердости зерен абразива микрорельеф- 30 не создается в связи с очень малым износом связки. При твердости связки менее 0,,8 твердости зерен абразива создается более глубокий микрорельеф, приводящий к разрушению (вырыванию зерен кубического нитрида бора} рабочей поверхь сти инструмента, т,е. к снижению его износостойкости. Нижняя граница твердости связки определяется требованиями к общей твердости композиционного материала и надежному закрепленю частиц твердой фазы (кубического нитрида бора), т.е. требованиями к стойкости инструмента, Верхняя граница твердости связ-,15 ки определяется необходимостью ее преимущественного изнашивания, т.е. требованиями к производительности инструмента, которая больше, чем производительность инструментов с алмазными зернами. Иикрорельеф поверхности инструмента определяется также расстоянием между зернами кубического нитрида бора в связке.

Оптимальная фррма микрорельефа для получения максимальной производительности, как показали экспериментальные исследования, достигается при среднем расстоянии между зернами кубического нитрида бора, равном

0,8...1,0 размера зерен свободного абразива, при этом размеры зерен свободного абразива должны находиться в пределах 0,35...0,7 размера зерен кубического нитрида бора. Такой микрорельеф дает возможность зернам свободного абразива периодически закрепляться на поверхности притира и не позволяет брикетироваться шламу, засаливаться поверхности инструмента.

При расстоянии между зернами кубического нитрида бора менее 0,8 размера зерен свободного абразива микрорельеф не создает достаточных условий для закрепления зерен свободного абразива, происходит проскальзывание частиц абразива по микронеровностям поверхности инструмента. Производительность обработки при этом снижается. При расстоянии более 1,0 размера зерен образуется более глубокий микрорельеф, ухудшаются условия резания в связи с брикетированием абразивного зерна и шлама во впадинах микрорельефа, условия обновления изношенных частиц абразива, что приводит к снижению производительности.

Кроме того, ускоряется вырывание зерен кубического нитрида бора из связ- ки и, соответственно, снижение стойкости инструмента, а значит, и точности обработки.

Соотношение размеров зерен свободного абразива в пределах 0,35...0,7 размера зерен кубического нитрида бора обеспечивает наименьшую величину шероховатости при наибольшей производительности обработки. При размере зерен свободного абразива менее 0,35 падает производительность ввиду уменьшения размера свободного абразива и увеличивается шероховатость, так как зерна свободного абразива не успевают сгладить риски, получающиеся при резании зернами кубического нитрида бора. При увеличении размера зерен свободного абразива более.0,7 производительность уменьшается, так как уменьшается число зерен кубического.. нитрида бора, участвующих в резании, шероховатость также начинает увеличиваться ввиду увеличения размеров зерен абразива пасты.

На фиг. 1 показана схема воэдейст. вия инструмента на обрабатываемую

Из табл, 2 видно, что при твердости связки, находящейся за нижним пределом предлагаемого соотношения твердостей связки и зерен пасты; резко падает стойкость инструмента (сог ответственно,и точность), а за верх55 ним — при некотором увеличении стойкости инструмента значительно уменьшается производительность (величина съема металла) 5 15 коническую поверхность; на фиг. 2— узел T на фиг. 1.

Инструмент для абразивной обработки состоит из цилиндрической направляющей части 1, эакрепляемой в шпинделе станка (не показан), к которой через промежуточный слой припоя 2, крепится рабочая часть 3 из композиционного материала. Инструмент предназначен для абразивной обработки конической поверхности детали 4.

Композиционный материал рабочей части 3 содержит режущие зерна 5 (фиг. 2) кубического нитрида бора, закрепленные связкой 6, твердость которой составляет 0,8...1,0 твердости абразивных зерен 7 пасты.

Зерна 5 кубического нитрида бора расположены в связке 6 на среднем расстоянии а друг от друга, составляющем 0,8;..1, 0 размера абразивных зерен 7 пасты, применяемой согласно данному способу абразивной обработки. Размеры абразивных зерен 7 пасты находятся в пределах 0,35.. ° 0,7 размера зерен 5 кубического нитрида бора. В процессе абразивной обработки образуется шлам 8. Способ осуществляют следующим образом.

На коническую поверхность рабочей части 3 инструмента наносят абразивную пасту. После этого вводят в контакт рабочую часть 3 с обрабатываемой конической поверхностью детали 4. Затем осуществляют вращение инструмента и обрабатываемой детали в противо,положные стороны и возвратно-поступательные осевые перемещения инструмента (показано стрелками).

Пример. Подвергают абразивной обработке конические поверхности партии распылителей форсунок дизельньм двигателей. Распылитель (деталь 4) изготовлен иэ стали 18Х2Н4ВА и имеет твердость HRC 60-62.

Состав инструмента: кубический нитрид бора BN-P в виде зерен, закрепленных в связке из борида циркония и хрома ZrB -Cr с твердостью

Нч-18000 MIIa

Мжропорошок кубического нитрида бора имеет зерна размером 14 мкм (ЛМ14).

Составляющие композиционного материала взяты в соотношении, обеспечивающем получение в материале закреп09230 6 ление зерен кубического нитрида бора в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем 0,8...1 0 раэ мера зерен свободного абразива. пасты, 5 мас. 7.:

BN- Р 60

ZrB< 46

Cr

Состав связующего Zr8 -Сг, X:

ZrB, 34,5

Cr 65,5

Материалы, взятые в указанном соотношении, смешивают в вибромельнице, а затем спекают при температуре

=1600 С и давлении P=400 кбар.

В качестве абразивных зерен 7 пасты используется электрокорунд белый твердостью Н 20000 NIIa с размером

20 зерна 7 мкм (24АМ7). Состав абразивной пасты, X:

Электрокорунд белый

24АМ7 35

Ол еи нов ая кисло та 25

25, Стеарин 20

Веретенное масло, 20

В табл. 1 приведены данные испытаний инструмента, показывающие влияние соотношений размеров абразивных зерен

30 пасты и параметров композиционного материала с зернами кубического нитрида бора на результаты обработки.

Из табл. 1 видно, что при выходе за пределы предлагаемых соотношений размеров зерен пасты и кубического нитрида бора ВИ-Р и среднего расстояния между зернами BN- резко ухудшается качество обработанной поверхности (шероховатость) и уменьшается

4g производительность (величина съема металла).

В табл. 2 представлены сравнительные данные испытаний инструмента иэ

45 композиционного материала с зернами кубического нитрида бора, закрепленными в связках, имеющих различную твердость.

1509230

Шероховатость обработки

Время цикла обра-.. ботки, с

Размер зерен абразива ласты

Стойкость

Размер зерен вк-р, мкм

Величина съема металСреднее расстояние между зернами BN-P инс тру мента

По отношению к разме ру зере вя- р

Величина, мкм

Величи- По отна, мкм ношению поверхности, ла, мкм до правки рабочей а, мкм к размеру зерен пасты части, шт, 0,24 180 28

0,18 250 36

0,28 220 30

2,3

1,0

0,5

0,21

0,5

1,0

14

14

3

14

Таблица 2

Состав csRsKH ° I

Pas мер зерен

В11-В, мкм

Размер зерен абразива пас ты мкн

Отношениее та ердостей связки зерен пасты

Среднее расстояние менду зернамн BN-P

Время цикла, с

Величинаа сьема не" талпа, мхи

Вели- Отношение ина, х размеру мкн зерен пасты

14 7 7 40 100

14 7 7 40 250

14 7 7 40 300

0,7

0,9

1,1

34

36

Сг 72,1; ZrB 27,9

ЕгВ 34,5; Сг 65,5

ZrB< 34,5; ТСВ, 40

Cr 20,5

1,0

1,О

1,0

Формула изобретения

Способ абразивной обработки инструментом из композиционного материала, при котором в зону обработки подают доводочный компонент со свободным абразивом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности обработки при расширении технологических. воэможностей способа, берут инструмент с режущими

1 зернами из кубического нитрида бора, расположенными на расстоянии друг от друга 0,8...1,0 размера зерен свободного абразива, при этом размеры зерен свободного абразива выбирают в пределах 0,35. ° .0,7 размера зерен кубическбго нитрида бора, а твердость композиционного материала инструмента—

0,8...1,0 твердости зерен свободного абразива.

Т аблица1

Стойкость инструмента до перешлифовки, ит °

1509230 фиР 2

Составитель А. Козлова

Редактор В, Петраш Техред g.яндык . Корректор С, Шекмар

Заказ 7935 Тираж 662 Подпис но е

ВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101