Способ обработки поверхности трения Советский патент 1989 года по МПК B24B39/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для улучшения антифрикционных свойств поверхностей и для образования таких поверхностей методами поверхностного пластического дефор- гшрования (ШШ) о

Цель изобретения - повышение долговечности за счет улучшения анти фрикционных свойств поверхности трения путем создания плавного перехода от несущей поверхности к дну углубления.

На фиг, t изображена поверхность трения с ЧРМР; на фиг, 2 - схема осуществления способа; на фиг. 3 - схе- ; ма расчета скорости.

Способ осуществляются следующим образом.

На поверхности трения одной из деталей узла трения скольжения созда-. ют микроуглубленик поверхностным пластическим дефор -шрованием, например вибронакатыванием, т.е. создают частично-регз лярный микрорельеф, Затем производят упрочняюще-чистовую обработку участков меяоду углублениями микрорельефа, например гладкое алмазное выглайлвание сферическим индентором.

Поверхность трения с частично- регулярным микрорельефом (ЧРМР) 1 контактирует с сопряженной деталью 2. Контакт происходит по участкам

СП Ю

01

о со

несущей поверхности 3. Смазка 4 находится в микроуглублениях 5. Посколку несущая поверхность 3 имеет смачиваемость выше, чем дно микроуглуб- ления 5, то смазка 4 стремится в зазор между несущей поверхностью 3 и сопряженной деталью 2, В процессе трения микроуглубления 5 заполняются смазкой полностью я за счет аснм метричности профиля возникает гидродинамическое давление.

На фиг. 2 и 3 показаны расчетные схемы дпя определения скорости обработки v на которых обозначены;

Vy- скорость обработки, M/ci Vj скорость перемещения дефорлшрунщего элемента (индентора) вдоль оси X, M/CJ Р - усилие деформирования., Hj

Л предварительный натяг пруяшны, С Р//5 - жесткость щ уаины н/м, m - масса подвижной части инструмента, KrJ b к и h к - координаты точки касания индектора со стенкой микроуглубяения, М} Ь и h, - координаты центра сферы иядентора нрй касания в точке В, ммц Ь н h - вш- рина и глубина микроуглублення, мм| R 1г R н,- радиусы дна микроуглубпе- ния н сферы индентора, мм} F - сила трения в подвижных частях инстр мента, и.

Уравнение колеба1вдй подвижной части инструмента имеет вид ик где F « с(4 -к), (4 -х)-FT- или X + с/т-х .

и

1 X + k -х

с -А

(1)

Общее решение уравнения (1)

«cosk-t+Cj-sinkt + |-; (2)

Из начальных условий находят

значения с

и с

X -т-coskt Г Г7 (l-coskt) . (3)

После подстановки в уравнение (3) значений k и а и преобразований

iPlEzEl-L р

(1-С08

ИндеНтор коснется дна микроуглубления в точке А при

h« iElIllLil (1-cosJ-P-- t. (4)

Из зграввевия (4) находят время t, за KoTtqjoe индентор опустится до дна канавки в точку А:

arccos

(t- lJ-E ) (P-F)

Скорость перемев|ения индентора вдоль оси к находится из условия

Vx teh, отсяща Vfc h/t /

Ь,

агссов ,. Ь Р V

(Р-Ргр)Г

Иеномая скорость перемещения ин- деятора вдоль сжв (скорость обрабрт- кя) -даш о@еслечею{Я в точке В аакодйгся аз сеютношения

Ш Г

VJLV.,

hjL b,

h-Ь

(5)

удобства 110|11ьзования формулой (5) необходимо вместо кос дянат цейт- ра сферы ияденторд ввести координаты iточки в.

Из схемы иа фиг. 3 видно, что

,, h,hb+x, ,

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для улучшения антифрикционных свойств поверхностей трения и для образования таких поверхностей методами поверхностного пластического деформирования /ППД/. Способ обработки в несколько проходов методами ППД заключается в том, что на поверхности детали создается частично-регулярный микрорельеф, а затем производится упрочняюще-чистовая обработка ППД сферическим индентором с заданной скоростью, определяемой по приведенной математической зависимости. Указанная скорость обеспечивает кинетический удар индентора о стенку микроуглубления. При этом заглаживаются наплывы, образуются плавный переход от несущей поверхности к дну микроуглубления и асимметричность профиля микроуглубления, упрочняется несущая поверхность и выполняется требуемое соотношение между смачиваемостью несущей поверхности и дна микроуглубления. 3 ил.

X

o

X в -k-c,-8inkt+k-c, coskt,

О,

О

с. -ь -,

- Sь

kci 0,Cjt О

При подстановке значений с, и с j в ypaBHeime (2) определяется частное решение:

Zi R,.

Ьк-Ь/2 R

у, 1 (Ьк-Ь/2),

b,b,--|il (b,-b/2) .

(6)

55 x,, BC « УКц-у

R - ||.(b.-b/2,.R,f .

R R |l (blW2l.. .

К„(1. (Ьк-Ь/2) 1- .

),

Ьк+Кы(11

(bKib/ar

R

со скоростью v, определяемой по формуле

Vv

h-bi

. I ш-а ... h -Р .V h, arccos (1- 7SrS-TA

(Р-Р.)й

ГР

где S-/R b;,-b/2) hi

Используя выражения (5), (6) и (7)10 правлении скольжения, при этом участ- находят скорость обработки, обеспечи- . углублениями микрорельефа г,, вающую касание в точке В.подвергают дополнительной упрочняюП р и м е р. На поверхности сталь- обработке сферическим индентором ного вала диаметрсм d 30 NM наносят микроутлубяения вибронакатыванием 15 глубиной h 20 мкм 2-10 м и ни- риной ,5 мм Радиус дна микроуг лубления мм.

Вто рой проход вьшодняют алмазным выглаиивателем с радиусом Кц 1 мм 20 и усшшем деформирования Р . 50 Н. Масса подвижных частей инструмента и 30 г кг. Предварительн натяг пруйяны инструмента 4 10 мм 1 tO M, сила трения в подвижных частях инструмента ЗН.

Для обеспечения плавного перехода и асимметричного профиля требуется удар аямаэного выглаживателя о стенку микроуглубления в точке с координатами bfe 0,4 мм и h в 1/2h « to мкм.

Во формулам (6) и О) определяют 1ЕОо| дииаты центра сферы алмазного, пеошвс т-епя Ь п h .

изобретение oeecnetntBaeT згменьше- ни€ коэффициента треняя, увеличение татщш смазочной пленки и сниже1ше идиоса поверзшостей трения, что в конечном итоге уменьшает потери энер- Q гии за спет трения и увеличивает долговечность трувргкся деталей в машинах и приборах.

30

35

25 где Ь, и h - координаты центра сферы индентора при касании со стенкой микроуглубления в заданной точке,

ММ;

- координаты точки касания индентора со стенкой микроуглубления, MMJ

-ширина и глубина микро-t углубления, м; радиусы дна микроуглубления и сферы икденто-: ра. Mi

усилие деформирования.

Hi

предварительный натяг

пружинил. Hi

-масса подвижной части инструмента, кг i

Ьй и h

Ъ и h

R и R,. Р и а

формулаизобретения

Способ обработки поверхности трения, при котором образуют частич- но-1 егулярный микрорельеф виброна1521569

катьша1шем, отличающийся тем, что, с целью повышения дплговеч- нести за счет улучшения антифрикционных свойств поверхности трения путем создания плавного перехода от несущей поверхности к дну углублений, частично-регулярный микрорельеф выполняют асшвч1етричного в насо скоростью v, определяемой по фор обработке сферическим индентором

муле

о

Vv

h-bi

. I ш-а ... h -Р .V h, arccos (1- 7SrS-TA

(Р-Р.)й

ГР

обработке сферическим индентором

где S-/R b;,-b/2) hi

0

Q

0

5

5 где Ь, и h - координаты центра сферы индентора при касании со стенкой микроуглубления в заданной точке,

ММ;

- координаты точки касания индентора со стенкой микроуглубления, MMJ

-ширина и глубина микро-t углубления, м; радиусы дна микроуглубления и сферы икденто-: ра. Mi

усилие деформирования.

Hi

предварительный натяг

пружинил. Hi

-масса подвижной части инструмента, кг i

-сила трения в подвижных С частях инструмента, Н

причем величину отношения смачиваемости несущей поверхности и смачивае- ,мости дна углубления микрорельефа выбирают больше 1.

Ьй и h

Ъ и h

R и R,. Р и а

тр

35 г

жж:

Составитель С.Чукаева Редактор А.Лежнина Тезфед М.Ходанич Корректор Т йалец

Заказ 6789/14

Тираж 662

ВНИШШ Государственного комитета по изобретешмм и открытиям npir ПСНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиъ.1

-

т. ±±,///

А/////

Фиъ.г

X

11

/ J

Ш //7/7/

////

Фал

Подписвое