Микрорельеф и способ его получения ударным вибронакачиванием Советский патент 1986 года по МПК B24B39/00 F28F3/04 

Изобретение относится к тепло- и хладе- технике, а именно к имеющим регулярный микрорельеф поверхностям теплообмена, предназначенным для отвода теплоты при кипении теплоносителя, а также к холодной обработке металлов и сплавов методом пластической деформации, а именно к способам и инструментам для ударного вибронакаты- ваиия микрорельефа.

Цель изобретения - уменьн ение энергоемкости путем увеличения теплоотдачи за счет образования микрорельефа на обрабатываемой поверхности.

На фиг. 1 изображена схема взаимодействия обрабатываемой поверхности и инструмента; на фиг. 2 -- инструмент для ударного вибронакатывання микрорельефа; на фиг. 3 - узел I и I на фиг. 2 (рабочая часть инструмента); на фиг. 4 - разрез А Л на фиг. 2; на фиг. 5 - поверхность теплообмена с микрорельефом; на фиг. 6 различные виды микрорельефа, полученного предлагаемым способом и инструментом.

Способ ударного вибронакатывання микрорельефа осуществляется следующим образом.

Цилиндрическую деталь - трубу i ди- arvicTpoM 50 мм, вранхают на токарном станке. Одновременно на трубу, перпендикулярно ее поверхности, воздействуют инструментом. 2, совершающим осцилляцион- ное движение с помощью электромеханического вибратора (не показа}).

Инструмент 2 (фиг. 2, 3) состоит из ин- дентора 3 с конической рабочей поверхностью и параллельного ему индентора 4 с рабочей поверхностью в виде обратного конуса. Инденторы закреплены на общей державке 5. Угол конуса индентора 3 , индентора 4 . Диаметр основания конуса у индентора 3 ,5 мм, у индентора 4 ,5 мм. Р1ндентор 4 установлен в назу 6 державки 5 и фиксируется с помощью винта 7.

Оснилляционное движение инденторов осу1н,ествляют с частотой, при которой дробная часть ее отношения к числу оборотов трубы 1 равна О или 5. При частоте осцилляции в нервом случае трубу вранАают со скоростью ,5 об/мин (/7п.I 240,0; ), а во втором случае - со скоростью об/мин (f/n9 187,5; ).

Цодачу инденторов определяют из выражения

с КпРп

5

,

j

0

0

0

5

где S - величина подачи, мм/об;

D - диаметр трубы, мм;

п - скорость вращения трубы, об/мин; / - частота осцилляции,

/С - коэффициент, равньш 1 при {t)0 и равный 0,5; д/3/2 или при .

Исходя из этого выражения при коэффициенте (,5 об/мин) Si --0,65 , при /(0,5 ,42 мм/об при /С д/3/2 ,73 мм/об, при S.:0,24 мм/об (величины подачи Sa, 5з, S. при об/мин). Расстояние f между инденторами в каждом случае устанавливают кратным величине подачи S путем перемещения ин.дентора 4 в пазу 6 и фиксации винтом 7. При подаче инструмента : а каждую из рассчитанных величин были установлены следующие расстояния между инденторами, мм; ,75; 26 ,92; ,68; ,52.

Кратность расстояния между инденторами и величиной их подачи в принципе может быть произвольной и определяется только требуемым расстоянием между впадинами микрорельефа.

Во всех четырех случаях после образования впадины конической формы от удара индентора 3 в его след производит удар индентор 4, заваливающий верхнюю кромку впадины. В результате этого на поверхности (фиг. 5) образовываются впадины глубиной 0,2 мм с основанием 8 конической формы (угол конуса 20°) и зауженным входным отверстием 9 диаметром 0,15 мм, а строго концентрично впадинам выдавливаются кольцевые канавки 10 диаметром 0,5 мм.

При указанных скоростях вращения трубы 1 и величинах подачи инструмента 2 были получены различные виды регулятор- ного микрорельефа. На фиг. 5а изображен тетрагональный микрорельеф с впадинами в вершинах квадрата (П| 12,5 об/мин, Si 0,65 мм/об), на фиг. 56 - с впадинами в вершинах квадрата, повернутого на 45° ( об/мин, ,65 .мм/об), на фиг. Бе - гексогональный микрорельеф с впадинами в верщинах и центре шестиугольника ( об/мин, ,73 мм/об), на фиг. 52 - с впадинами в вершинах и центре шестиугольника, повернутого на 90° («2 16 об/мин, 5.,0,24 мм/об).

Применение указанных микрорельефов позволяет значительно повысить коэффициент теплоотдачи поверхности.

Л

Фиг. 2

I

+ff.0ff .-

4

Ф015

Фиг.З

1. Микрорельеф, имеющий впадины с входными отверстиями, меньшими их максимального поперечного сечения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости путем увеличения теплоотдачи, основания впадин имеют коническую форму, а вокруг входных отверстий впадин выполнены кольцевые канавки. 2. Способ получения микрорельефа ударным вибронакатыванием, при котором инструменту с конической рабочей частью сообщают движение подачи и осцилляционное движение перпендикулярно обрабатываемой поверхности вращающейся детали, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости путем увеличения теплоотдачи при образовании микрорельефа на обрабатываемой поверхности, производят дополнительное ударное вибронакатывание инструментом с обратной конической поверхностью и с углом и основанием конуса, большим угла и основания конуса инструмента с конической рабочей частью, при этом расстояние между инструментами кратно величине их подачи, а осцилляционное движение осуществляют с частотой, при которой дробная часть {/} ее отношения к числу оборотов детали равна О или 5, причем подачу инденторов определяют из выражения с КлОп I где S - величина подачи, мм/об; D - диаметр детали мм; п - скорость вращения детали, об/мин; / - частота осцилляции, К- при , /(0,5; л/ или узТб при . & (Л IC N3 СЛ Ф//г. 7

Фиг,

W @ OOOOOO 00 Oo @@ OOOoOO 0 OOO @@ OOOOO OOOOQ ®© OoOOO о о OOO

® ЙЛ Oooo о oOOO

OOOOOOOO

t-as

Фиг. 5

0 о о о о

о о гё)-i о оо о оооо оо оооооо

li 153f

о & ооооо о о о о о о

оооооо оооооо

г J WS2

фцг.5