СПОСОБ АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1996 года по МПК B24B39/04 B21D53/78 

Изобретение относится к поверхностно-чистовой, в частности, упрочняющей обработке деталей, например, лопаток газотурбинных двигателей поверхностным пластическим деформированием, которое осуществляют выглаживанием алмазным индентором.

Известны способы алмазного выглаживания деталей, согласно которым к поверхности обрабатываемой детали прикладывают усилие накатывания посредством алмазного инструмента-индентора со сферическим рабочим концом, которому сообщают вращение вокруг его геометрической оси, подачу вдоль обрабатываемой поверхности и подачу на строку (1).

Недостатком этих способов является низкая производительность обработки, так как они осуществляются слишком узкими продольными или поперечными строчками (шириной порядка 0,1 мм).

Указанного недостатка лишен способ алмазного выглаживания деталей, согласно которому инструменту-индентору дополнительно сообщают вращение вокруг оси, эксцентричной его геометрической оси (2).

Недостатком известных способов алмазного выглаживания деталей, в том числе и принятого за прототип, является относительно низкая производительность и качество обработки из-за истирания конца сферического индентора - образования на нем плоского пятна износа, поскольку именно он в основном участвует в работе.

Ставится задача повышения производительности и качества обработки.

Для этого, при осуществлении способа индентору со сферическим рабочим концом сообщают продольные перемещения по обрабатываемой поверхности, а в конце каждой продольной строчки перпендикулярно к ней подачу на строку, обрабатываемой детали сообщают качательные движения огибания сферической поверхности индентора в плоскости, перпендикулярной продольной подаче по строке, а подачу W на строку задают равной W = πrα/180^°, где π = 3,14..., r радиус сферической поверхности индентора, α угол огибания сферы индентора деталью в процессе ее качания, причем величину этого угла принимают из условия образования целочисленного количества строчек выглаживания по ширине детали.

Суть заявляемого способа поясняется чертежом, на котором зона обработки изображена в плоскости качания обрабатываемой детали, проходящей через геометрическую ось индентора.

Выглаживание поверхности А обрабатываемой детали 1, например пера лопатки газотурбинного двигателя, производят алмазным индентором 2 со сферическим рабочим концом радиуса r, которому сообщают продольные перемещения S по обрабатываемой поверхности (перпендикулярно поверхности чертежа) и усилие поджима P_у.

Обрабатываемой детали в процессе ее выглаживания (относительного продольного перемещения) сообщают качательные движения w огибания сферической поверхности индентора r в плоскости (чертежа), перпендикулярной продольной подаче S по строке. В процессе этих качаний деталь 1 перемещают из крайнего положения П в другое крайнее положение Ш, а ее точки В и Д соответственно касаются точек "в" и "d" сферы индентора, причем ВД-вd.

В конце каждой продольной строки S перпендикулярно к ней осуществляют подачу W индентора 2 на строку, причем ее величину задают равной w = πrα/180^°,, где π = 3,14...,
r радиус сферической поверхности индентора,
α угол Вod угол огибания сферы индентора деталью.

Величина угла a задают из условия образования целочисленного количества строчек выглаживания n по ширине L детали, т.е. отношение L/W принимают равным целому числу продольных строчек n, при этом их число n задают по формуле
n = 180^°L/πrα
Действительно, длина дуги в d сферы индентора равна πrα/180^°, a так как L/W n, то α = 180^°/πrn, откуда следует это значение n.

Целочисленное значение количества строчек обеспечивает равномерность обработки по ширине L детали. А поскольку ширина строчки ВД при выглаживании предлагаемым способом в несколько раз больше, чем при обработке известными способами, то в соответствующее число раз увеличивается и производительность обработки. В то же время высокое качество обработки достигается и за счет того, что подачу на строку задают равной длине дуги в d индентора, поскольку в этом случае обеспечивается одинаковое перекрытие строчек, возникающее из-за определенной ширины следа от индентора при его поджатии к детали с силой P_у.

Конкретный пример выполнения способа.

Алмазное выглаживание пера титановой лопатки компрессора газотурбинного двигателя с шириной хорды L 32,5 мм производили индентором марки АСПК ГОСТ 18295-72 со сферической рабочей частью радиуса r 2,5 мм, который поджимали к детали с силой P_у 50H. Скорость продольной подачи индентора по строке S 5 мм/с.

В процессе продольной подачи обрабатываемой лопатке сообщали качательные движения огибания ω по сферической поверхности индентора в плоскости, перпендикулярной продольной подаче по строке, с частотой 50 качаний в минуту. При этом угол огибания лопаткой индентора α = 57,33^°..

В конце каждой продольной строчки индентор смещали в перпендикулярном к ней направлении на величину W 3,14 • 2,5 • 57,33/180 2,5 мм, в результате чего на ширине лопатки L 32,5 мм укладывается целое число продольных строк: n L/W 32,5/2,5 13, которое в 19 раз меньше числа строк, которыми обрабатывали лопатку до нашего предложения, что позволило в 19 раз повысить производительность обработки.

Использование: способ алмазного выглаживания деталей относится к поверхностно-чистовой упрочняющей обработке деталей, например, лопаток газотурбинных двигателей, поверхностным пластическим деформированием, которое осуществляют выглаживанием алмазным индентором. Суть способа заключается в том, что выглаживание поверхности обрабатываемой детали, например, пера лопатки газотурбинного двигателя, производят алмазным индентором со сферическим рабочим концом, которому сообщают продольные перемещения по обрабатываемой поверхности и усилие поджима. Обрабатываемой детали в процессе ее выглаживания сообщают качательные движения огибания сферической поверхности индентора в плоскости, перпендикулярной продольной подаче по строке. В конце каждой продольной строчки перпендикулярно к ней осуществляют подачу W индентора на строку, причем ее величину задают равной W = πrα/180^°, где π = 3,14, r - радиус сферической поверхности индентора, мм, α - угол огибания сферы индентора деталью. 1 ил.

Способ алмазного выглаживания деталей, при котором индентору со сферическим рабочим концом сообщают продольные перемещения по обрабатываемой поверхности, а в конце каждой продольной строчки перпендикулярно к ней подачу на строку, отличающийся тем, что обрабатываемой детали сообщают качательные движения огибания сферической поверхности индентора в плоскости, перпендикулярной продольной подаче по строке, а подачу на строку задают равной
W = πrα/180^°,
где π = 3,14;
r радиус сферической поверхности индентора, мм;
α угол огибания сферы индентора деталью в процессе качания,
причем величину упомянутого угла принимают из условия образования целочисленного количества строчек выглаживания по ширине детали.