Способ абразивной обработки Советский патент 1989 года по МПК B24B1/00 

Изобретение относится к шлифованию или полированию и может применяться для финишной обработки прецизионных поверхностей из закаленных сталей, в частности запирающего конуса в корцусе 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 реткущие

зерна, с одновременным применением доводочного компонента со свободным абразивом. В качестве доводочного компонента применяют абразивную пасту, которую наносят на инструмент, режущие зерна которого выполняют из кубического нитрида бора и закрепляют в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем 0,8... 1,0 размера зерен абразивной пасты, которые имеют размеры в пределах О,35...О,7 размера зерен кубического нитрида бора. Твердость связки композиционного материала составляет О,8...1,0 твердости зерен абразивной пасты.

ел

О

to

00

о

При таком выполнении способа свободный абразив в составе доводочной пасты наносят непосредственно на инструмент, что позволяет вместе с инструментом подавать свободный абразив в зону обработки глухих внутренних поверхностей, причем свободный абразив удерживается в составе пасты на поверхности рабочей части инструмента 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 связк с твердостью, равной О,8...1,0 твер дости 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 не создается в связи с очень малым износом связки. При твердости связки менее О,,8 твердости зерен абразива создается более глубокий микрорельеф, приводящий к разрушению (вырьшанию зерен кубического нитрида бора) рабочей поверхности 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 свя ки ойределяется необходимостью ее преимущественного изнашивания, т.е.. требованиями к производительности инструмента, которая больше, чем производительность инструментов с алмазными зернами. Микрорельеф поверхност инструмента определяется также расстоянием между зернами кубического нитрида бора в связке.

Оптимальная фррма микрорельефа для получения максимальной производительности, как показали зксперимен- тальные исследования, достигается при среднем расстоянии между зернами

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кубического нитрида бора, равном О,8,,,1,0 размера зерен свободного абразива, при этом размеры зерен свободного абразива должны находиться в пределах О,35,,,О,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 О,35,,,О,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 воздействия инструмента на обрабатываемую

коническую поверхность; на фиг. 2 - узел Г на фиг. 1,

Инструмент для абразивной обработки состоит из цилиндрической направляющей части 1S закрепляемой 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 нктрида бора, закрепленные связкой 6, твердость которой составляет О,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 О,8;..1,0 размера абразивных зерен 7 пасты, применяемой согласна данному способу абразивной обработки. Размеры абразивных зерен 7 пасты находятся в пределах О,35...О,7 размера зерен 5 кубического нитрида бора. В процессе абразивной обработки образуется пшам 8.

Способ осуществляют следующим образом.

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

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

Состав инструмента: кубический : нитрид бора BN-ji в виде зерен, зарепленных в связке из борида циркония и хрома ZrBj-Сг с твердостью Hv-18000 МПа.

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

Составляющие композиционного материала взяты в соотношении, обеспечивающем получение в материале закреп5

0

iio

ление зерен кубического нитрида бора в связке на среднем расстоянии друг от друга, составляющем О,8...1,0 раз мера зерен свободного абразива, пасты, мае.%:

BN-360

ZrBjl Сг J

Q Состав связующего , %: ,5

Сг65,5

Материалы, взятые в указанном соотношении, смешивают в вибромельнице, 5 а затем спекают при температуре t «ТбОО С и давлении кбар.

В качестве абразивных зерен 7 пасты используется злектрокорунд белый твердостью Ну 20000 МПа с размером 0 зерна 7 мкм (24АМ7).

Состав абразивной пасты, %: Элёктрокорунд белый 24АМ735

Олеиновая кислота25

5 . Стеарин20

Веретенное масло, 20

В табл. 1 приведены данные испыта- . кий инструмента, показьгаающие влияние соотношений размеров абразивных зерен 0 пасты и параметров композиционного материала с зернами кубического нитрида бора на результаты обработки.

Из табл. 1 видно, что при выкоде за пределы предлагаемьк соотношений размеров зерен пасты и кубического нитрида бора BN-jl и среднего расстояния между зернами BN-p) резко ухудшается качество обработанной поверхности (шероховатость) и уменьшается производительность (величина съема металла).

В табл. 2 представлены сравнительные данные испытаний инструмента из 5 композиционного материала с зернами кубического нитрида бора, закрепленными в связках, имеющих различную твердость.

0; 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 верхним - при некотором увеличении стойкости инструмента значительно уменьшается производительность (величина съема металла).

Формула изобретения

Способ абразивной обработки инструментом из композиционного материала, при котором в зону обработки подают доводочный компонент со сво- , бодным абразивом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки при расширении технологических возможностей способа, берут инструмент с режущими

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

Таблица

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.

Состав связки, X

Сг 72,1; ZrBt 27,9

ZrBt 34,5; Cr 65,5

ZrBt 34,5; TiBj 40

.Сг„20.5 .:

Таблиц

Отношение

твердос- тей связки зерен пасты

40 100 40 250 40 300

34 36 10