Способ выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава
Владельцы патента RU 2789618:
Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" (RU)
Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано для выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава. Способ включает обработку заготовки с выполнением в ней сквозных отверстий, установку в эти отверстия пробок, наплавку пространств между пробками упрочняющим сплавом, остывание изделия до комнатной температуры и удаление пробок. Отверстия в детали выполняют сквозными. В качестве пробок используют закладные детали в виде втулок, которые устанавливают на поверхность детали со стороны последующей наплавки упрочняющего сплава соосно выполненным отверстиям и фиксируют посредством крепежных деталей. Используют втулки, выполненные из материала, твердость и обрабатываемость резанием которого соответствует твердости и обрабатываемости резанием материала обрабатываемой детали, на которую осуществляют наплавку упрочняющего сплава. Высоту втулок выбирают равной толщине наплавляемого упрочняющего сплава или превышающей ее на величину припуска под шлифование. Обеспечивается выполнение отверстий диаметром, меньшим диаметра стандартных пробок. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при выполнении отверстий в деталях, имеющих наплавку упрочняющего сплава.
В различных отраслях промышленности часто возникает необходимость выполнения отверстий в стальных деталях, имеющих наплавку упрочняющего сплава. Таким сплавом могут быть, например, так называемые сормайты и стеллиты. Если выполнение отверстий в материале деталей обычно не представляет больших проблем, то сверление наплавок из материалов типа Сормайт №1, имеющих после наплавки минимальную твердость около 48 HRC, сопряжено с технологическими трудностями.
Известен способ электрохимической размерной обработки инструмента, примененный для обработки поверхностей сверлильных головок, восстановленных наплавкой сормайта (пат. RU 2240901, опубл. 27.11.2004). Известный способ включает подачу вибрирующего электрода-инструмента относительно электрода-заготовки при заданных амплитудном значении технологического напряжения, линейной скорости подачи электрода-инструмента и длительности импульса технологического напряжения. Осуществление известного решения требует не только специальной оснастки и специального оборудования, но и применения жидкого электролита, что можно отнести к недостаткам способа.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков прототипом заявляемого изобретения является способ, применяемый для установки породоразрушающих элементов с PDC в долотах режущего типа и включающий обработку заготовки с выполнением в ней отверстий, установку в эти отверстия закладных деталей, наплавку пространств между пробками упрочняющим сплавом, ожидание остывания долота до комнатной температуры, удаление пробок (заявка RU 2008125368, опубл. 27.12.2009). Авторы известного решения называют отверстия под закладные детали гнездами, в качестве закладных деталей используют графитовые пробки, а в качестве упрочняющего сплава -износостойкий твердый сплав.
К недостаткам известного решения относится применение графитовых пробок, которые нужно предварительно изготовить специально для осуществления известного решения.
Кроме того, применение графитовых пробок является фактором, дополнительно повышающим загрязненность рабочего места. Минимальный наружный диаметр стандартных огнеупорных стопорных деталей (пробок и вкладышей), размеры которых оговорены ГОСТ 5500, равен 71 мм (вкладыш №35). В то же время часто требуется получить в деталях с наплавкой упрочняющего слоя отверстия меньшим диаметром, что ограничивает применение стандартных деталей.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение возможности выполнения отверстий диаметром, меньшим диаметра стандартных пробок.
Решение поставленной технической задачи достигается за счет выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава по следующему алгоритму:
- обработка детали с выполнением в ней отверстий;
- установка на деталь со стороны последующей наплавки упрочняющего слоя соосно упомянутым отверстиям закладных деталей в виде втулок, высоту которых выбирают равной толщине наплавляемого упрочняющего сплава или превышающей ее на величину припуска под шлифование;
- фиксация втулок с помощью крепежных деталей; в предпочтительном варианте крепление втулок может быть осуществлено с помощью, например, болтов или винтов и гаек;
- наплавка пространств между втулками упрочняющим сплавом;
- ожидание остывания детали до комнатной температуры;
- снятие крепежных деталей;
- при необходимости доработка поверхностей втулок.
Новизной в предлагаемом способе выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава является использование в качестве пробок закладных деталей в виде втулок, высота которых равна толщине наплавляемого упрочняющего сплава или превышает ее на величину припуска под шлифование, а твердость и обрабатываемость резанием соответствуют характеристикам детали, на которую устанавливаются.
Указанный признак является новым, существенным, неочевидным, промышленно выполнимым и направлен на решение поставленной изобретением технической задачи.
Предлагаемый способ выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава осуществляется следующим образом.
В детали, имеющей твердость, позволяющую обрабатывать ее инструментами общего назначения, например, парооксидированными сверлами из быстрорежущей стали, в заданных координатах выполняют отверстия заданного диаметра. Обработка детали без наплавленного упрочняющего сплава позволяет обойтись без специального инструмента, например, имеющего покрытия или установленные твердосплавные режущие элементы.
На деталь со стороны последующей наплавки упрочняющего слоя соосно упомянутым отверстиям устанавливают закладные детали в виде втулок. Высота втулок равна или превышает толщину наплавленного впоследствии слоя упрочняющего сплава. Материал втулок должен иметь твердость и обрабатываемость резанием, соответствующую характеристикам детали, на которую устанавливаются втулки. Предпочтительным вариантом является изготовление втулок из того же материала, что и деталь, на которую они устанавливаются.
На время наплавки упрочняющего сплава втулки фиксируют с помощью крепежных деталей. В предпочтительном варианте крепление втулок может быть осуществлено с помощью крепежных деталей, например, болтов и гаек.
Выполняют наплавку на поверхность детали упрочняющего сплава.
Дают детали после наплавки остыть до комнатной температуры.
Закладные детали надежно зафиксированы наплавкой упрочняющего сплава, а крепежные детали могут быть свободно удалены после снятия гаек.
При необходимости втулки могут быть доработаны: например, в них могут быть выполнены расточки или выступающие над уровнем наплавки упрочняющего сплава поверхности втулок, могут быть доработаны в нужный размер, например, методом плоской шлифовки.
Пример осуществления предлагаемого способа выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава.
Выполняли обработку детали «Плита» штампа для высадки концов топливопроводов высокого давления. Материал детали: сталь 18ХГТ, твердость 26 HRC. Материал наплавки: сплав Сормайт №1. В соответствии с конструкторской документацией в детали должны быть выполнены 6 отверстий 06,5 мм, проходящих через наплавку упрочняющим сплавом.
Обработку вели в следующей последовательности:
- выполнили в детали 6 отверстий 06,5 мм сверлом Р6М5К5 6,5;
- установили на поверхность под будущую наплавку соосно выполненным отверстиям втулки из стали 18ХГТ наружным диаметром 012 и закрепили их винтами, пропустив винты Мб через отверстия и установив и затянув на винтах гайки;
- выполнили наплавку упрочняющего сплава;
- остудили до комнатной температуры;
- сняли винты с гайками;
- прошлифовали втулки на плоской шлифовке в заданный размер.
Сверла, применявшиеся при обработке детали, представляли собой цельный лезвийный инструмент, то есть не имели прикрепленных пластин из твердого сплава или специальных износостойких покрытий типа нитрида титана.
Техническим результатом осуществления предлагаемого способа выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава является обеспечение возможности выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава с использованием стандартного металлообрабатывающего лезвийного инструмента.
Предлагаемый способ выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава применяется в серийном производстве на Алтайском заводе прецизионных изделий.
1. Способ выполнения отверстий в деталях с наплавкой упрочняющего сплава, включающий обработку детали с выполнением в ней отверстий, установку в отверстия пробок, наплавку пространства между пробками упрочняющим сплавом, обеспечение остывания детали до комнатной температуры и удаление пробок, отличающийся тем, что в качестве пробок используют закладные детали в виде втулок, которые устанавливают на поверхность детали со стороны последующей наплавки упрочняющего сплава соосно выполненным отверстиям и фиксируют посредством крепежных деталей, причем используют втулки, выполненные из материала, твердость и обрабатываемость резанием которого соответствует твердости и обрабатываемости резанием материала обрабатываемой детали, на которую осуществляют наплавку упрочняющего сплава, а высоту втулок выбирают равной толщине наплавляемого упрочняющего сплава или превышающей ее на величину припуска под шлифование.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют втулки, выполненные из того же материала, что и обрабатываемая деталь, на которую осуществляют наплавку упрочняющего сплава.
