RU230418U1

RU230418U1 - INDERING FORMER OF LUBRICANT MICRO-CAVITIES

Info

Publication number: RU230418U1
Application number: RU2024122183U
Authority: RU
Inventors: Игорь Витальевич Татаринцев; Виктор Павлович Кузнецов; Семен Викторович Кузнецов; Владимир Георгиевич Горгоц; Владимир Валерьевич Воропаев; Андрей Викторович Корелин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие "Сенсор"
Filing date: 2024-08-05
Publication date: 2024-12-03

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для финишной обработки поверхностей деталей трибосопряжения. Инденторный формирователь смазочных микровпадин содержит корпус, державку, хон-брусок с режущими зернами и пружину, задающую усилие обработки, и снабжен втулкой, закрепленной в корпусе посредством резьбы и предназначенной для установки в ней державки, в которой посредством винта и гайки закреплен хон-брусок и установлена пружина из условия, что ее ось совпадает с осью державки и задает указанное усилие обработки. Поверхность державки, контактирующая с хон-бруском, выполнена сферической. Поверхность хон-бруска, контактирующая с обрабатываемой заготовкой, – радиусной. Упрощается конструкция инструмента и его настройка. 4 ил.

The utility model relates to mechanical engineering and can be used for finishing the surfaces of tribocoupling parts. An indenter former for lubricating micro-cavities comprises a housing, a holder, a hone with cutting grains and a spring setting the processing force, and is provided with a bushing secured in the housing by means of a thread and intended for installing the holder in it, in which the hone is secured by means of a screw and a nut and a spring is installed from the condition that its axis coincides with the axis of the holder and sets the specified processing force. The surface of the holder contacting the hone is spherical. The surface of the hone contacting the workpiece is radial. The design of the tool and its adjustment are simplified. 4 fig.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для финишной обработки поверхностей деталей трибосопряжения. При работе трибосопряженных поверхностей деталей возникают и развиваются процессы разрушения: трение, износ, схватывание под влиянием механических и электрохимических воздействий на материал трущихся пар. Существенное влияние на износостойкость поверхностей деталей, безотказность и долговечность трибосопряжений оказывают физико-механические свойства и структура поверхностного слоя, а также условия смазки, обусловленные маслоемкостью контактирующих поверхностей.The utility model relates to mechanical engineering and can be used for finishing the surfaces of tribocoupling parts. During operation of tribocoupling surfaces of parts, processes of destruction arise and develop: friction, wear, seizure under the influence of mechanical and electrochemical effects on the material of rubbing pairs. The wear resistance of the surfaces of parts, the reliability and durability of tribocouplings are significantly affected by the physical and mechanical properties and structure of the surface layer, as well as the lubrication conditions caused by the oil absorption of the contacting surfaces.

Для лучшего обеспечения узлов трения смазочным материалом необходимо применять детали, поверхность которых обладает макропористостью, образованной механическим путем. Такому требованию отвечает микропрофиль, состоящий из чередующихся относительно глубоких микровпадин и участков с относительно малой шероховатостью (опорных площадок - плато), увеличивающих относительную опорную длину профиля и обеспечивающих хорошую несущую способность.To better provide friction units with lubricant, it is necessary to use parts whose surface has macroporosity formed mechanically. This requirement is met by a microprofile consisting of alternating relatively deep micro-depressions and areas with relatively low roughness (support areas - plateaus), increasing the relative support length of the profile and providing good load-bearing capacity.

Известен способ формирования такого рельефа хонингованием. Способ включает две технологические операции: предварительное хонингование для получения исходной шероховатости поверхности Ra≤5 мкм и чистовое хонингование для формирования конечной геометрии поверхности с шероховатостью Ra≤l,25 мкм (Прогрессивные методы хонингования / С.И.Куликов, Ф.Ф.Ризванов, В.А.Романчук, С.В.Ковалевский - М.: Машиностроение, 1983).A method for forming such a relief by honing is known. The method includes two technological operations: preliminary honing to obtain the initial surface roughness Ra≤5 μm and finishing honing to form the final surface geometry with roughness Ra≤l,25 μm (Progressive honing methods / S.I. Kulikov, F.F. Rizvanov, V.A. Romanchuk, S.V. Kovalevsky - M.: Mashinostroenie, 1983).

Недостатком способа является то, что поверхность после такой обработки содержит шламовый материал абразивных частиц, оставшихся в микровпадинах после хонингования.The disadvantage of this method is that the surface after such treatment contains sludge material of abrasive particles remaining in the micro-cavities after honing.

Известен способ формирования регулярного микрорельефа выглаживанием, заключающийся в обработке поверхности заготовки после точения в два перехода: на первом - создают регулярный рельеф канавок инструментом с рабочей формой, соответствующей профилю канавки, а на втором - формируют плосковершинный профиль выглаживателем (Патент на изобретение №2401731).A method for forming a regular microrelief by smoothing is known, which consists of processing the surface of the workpiece after turning in two steps: in the first, a regular groove relief is created with a tool with a working shape corresponding to the groove profile, and in the second, a flat-topped profile is formed with a smoother (Patent for Invention No. 2401731).

Существенным недостатком способа является низкое качество формируемых микровпадин вследствие использования на этапе формирования выглаживающего инструмента со сферическим индентором и малая производительность. A significant disadvantage of the method is the low quality of the formed micro-depressions due to the use of a smoothing tool with a spherical indenter at the formation stage and low productivity.

Наиболее близким является мультиинденторный деформирующий формирователь смазочных микровпадин содержащий корпус, в котором закреплена державка с формообразующим элементом. В корпусе выполнены отверстие, в которое установлена пружина, задающая усилие обработки, и паз, в котором подвижно закреплена державка с формообразующим хон-бруском, причем рабочая поверхность формообразующего хон-бруска выполнена взаимосопряженной форме обрабатываемой детали (патент на полезную модель №91307).The closest is a multi-indenter deforming former of lubricating micro-cavities containing a housing in which a holder with a forming element is fixed. In the housing there is a hole in which a spring is installed, setting the processing force, and a groove in which a holder with a forming hone-bar is movably fixed, and the working surface of the forming hone-bar is made in a mutually conjugate shape of the workpiece (patent for utility model No. 91307).

Недостатком мультиинденторного деформирующего формирователя смазочных микровпадин является настройка силы деформирования с применением динамометра, что приводит к необходимости снимать его со станка при изменении силы деформирования и взаимосопряженная форма хон-бруска по отношению к обрабатываемой детали, что вынуждает менять радиус хон-бруска при изменении диаметра заготовки.The disadvantage of the multi-indenter deforming former of lubricating micro-cavities is the adjustment of the deformation force using a dynamometer, which leads to the need to remove it from the machine when the deformation force changes, and the interrelated shape of the hone-bar in relation to the workpiece, which forces the radius of the hone-bar to change when the diameter of the workpiece changes.

Для упрощения конструкции инструмента и снижения сложности настройки силы деформирующего инструмента, предлагается инденторный формирователь смазочных микровпадин, содержащий корпус, державку, хон-брусок с режущими зернами и пружину, задающую усилие обработки, втулку, закрепленную в корпусе посредством резьбы и предназначенную для установки в ней державки, в которой посредством винта и гайки закреплен хон-брусок и установлена пружина из условия, что ее ось совпадает с осью державки и задает указанное усилие обработки, при этом поверхность державки, контактирующая с хон-бруском, выполнена сферической, а поверхность хон-бруска, контактирующая с обрабатываемой заготовкой, – радиусной. In order to simplify the design of the tool and reduce the complexity of adjusting the force of the deforming tool, an indenter former of lubricating micro-cavities is proposed, comprising a housing, a holder, a hone with cutting grains and a spring that sets the processing force, a bushing secured in the housing by means of a thread and intended for installing the holder in it, in which the hone is secured by means of a screw and a nut and a spring is installed on the condition that its axis coincides with the axis of the holder and sets the specified processing force, wherein the surface of the holder, contacting the hone, is made spherical, and the surface of the hone, contacting the workpiece, is radiused.

Инденторный формирователь смазочных микровпадин может быть использован для обработки поверхностей деталей трибосопряжений. При обработке таким инструментом формируется поверхность с большим количеством масляных микровпадин, что резко уменьшает трение и износ контактирующих поверхностей. An indenter for forming lubricating micro-cavities can be used for processing surfaces of tribo-coupling parts. When processing with such a tool, a surface with a large number of oil micro-cavities is formed, which sharply reduces friction and wear of contacting surfaces.

На фиг. 1 изображен инденторный формирователь смазочных микровпадин на цилиндрической поверхности детали (вид сбоку). Fig. 1 shows an indenter forming lubricating micro-pits on the cylindrical surface of a part (side view).

На фиг. 2 - инденторный формирователь смазочных микровпадин на цилиндрической поверхности детали (вид сверху). Fig. 2 shows an indenter forming lubricating micro-pits on the cylindrical surface of a part (top view).

На фиг. 3 изображен контакт хон-бруска с плоской деталью (вид сбоку). Fig. 3 shows the contact of a hone with a flat part (side view).

На фиг.4 - изображен контакт хон-бруска с плоской деталью (вид сверху).Fig. 4 shows the contact of a hone with a flat part (top view).

Инденторный формирователь смазочных микровпадин содержит хон-брусок 1 с режущими зернами, закрепленный винтом 2 и гайкой 3 в державке 4, которая удерживается от поворота шплинтом 5 и установлена во втулке 6, закрепленной в корпусе 7 с помощью резьбы. Для настройки силы формирования смазочных микровпадин имеется пружина 8, установленная на державке 4. Для настройки силы формирования смазочных микровпадин предназначен винт 9, который через втулку 10 сжимает пружину 8. Сжатие пружины 8 винтом 9 позволяет установить требуемое усилие обработки детали режущими зернами, не снимая инструмент со станка. На державке 4 имеется сферическая поверхность 11, контактирующая с хон-бруском 1, которая обеспечивает возможность самоориентации рабочей поверхности хон-бруска 1 относительно поверхности обрабатываемой детали 12 и 13. Форма рабочей поверхности хон-бруска 1 выполнена радиусной R=(40-100)мм, для формирования микровпадин режущими зернами при любой форме заготовки.The indenter former of lubricating micro-hollows contains a hone-bar 1 with cutting grains, fixed with a screw 2 and a nut 3 in a holder 4, which is held from turning by a cotter pin 5 and is installed in a bushing 6, fixed in a body 7 by means of a thread. To adjust the force of forming lubricating micro-hollows, there is a spring 8, installed on the holder 4. To adjust the force of forming lubricating micro-hollows, there is a screw 9, which compresses the spring 8 through the bushing 10. Compression of the spring 8 by the screw 9 allows setting the required force of processing the part with cutting grains, without removing the tool from the machine. On the holder 4 there is a spherical surface 11, which contacts the hone-bar 1, which provides the possibility of self-orientation of the working surface of the hone-bar 1 relative to the surface of the workpiece 12 and 13. The shape of the working surface of the hone-bar 1 is made with a radius R=(40-100) mm, for the formation of micro-depressions by cutting grains for any shape of the workpiece.

Инденторный формирователь смазочных микровпадин работает следующим образом. The indenter for forming lubricating micro-pits operates as follows.

Обрабатываемую деталь устанавливают в патрон станка. Обработка заготовки из закаленной цементованной стали 20Х производилась на токарно-фрезерном центре MULTUS В-300 фирмы OKUMA. Поверхность обрабатывалась чистовым точением твердосплавной пластиной VNMG12T304 при рекомендованных скорости V=100 м/мин и подаче S=0,1 мм/об. Наибольшая высота профиля после точения составила Ra=(0,8-1,18) мкм. Инденторный формирователь смазочных микровпадин прижимают к заготовке с настроенной силой. Деформирующее профилирование смазочных микровпадин осуществлялось хон-бруском шириной 8 мм и длиной 20 мм, силой Р=300 Н, зернистостью 250/200 с алмазными зернами и скоростью V=5 м/с. Возвратно-поступательная подача, обеспечивает (при заданной скорости подачи) требуемый угол наклона канавок. При вдавливании хон-бруска в обрабатываемую поверхность, на ней формируются смазочные микровпадины. Количество смазочных микровпадин, размер и расстояние между ними зависит от количества и размера зерен хон-бруска, усилия обработки и подачи. Поверхность детали между канавками остается необработанной и является опорной. Рельеф смазочных микровпадин образуется сочетанием вращательного движения заготовки и возвратно-поступательного движения инструмента. The workpiece is installed in the machine chuck. The workpiece made of hardened case-hardened steel 20X was processed on a MULTUS B-300 turning and milling center by OKUMA. The surface was treated by finish turning with a VNMG12T304 carbide plate at the recommended speed of V=100 m/min and feed of S=0.1 mm/rev. The highest profile height after turning was Ra=(0.8-1.18) µm. The indenter former of lubricating micro-grooves is pressed against the workpiece with the set force. Deforming profiling of lubricating micro-grooves was performed with a hone-bar 8 mm wide and 20 mm long, with a force of P=300 N, grain size of 250/200 with diamond grains and a speed of V=5 m/s. Reciprocating feed provides (at a given feed rate) the required groove inclination angle. When the hone is pressed into the surface being machined, lubricating micro-hollows are formed on it. The number of lubricating micro-hollows, the size and distance between them depend on the number and size of the hone grains, the processing force and feed. The surface of the part between the grooves remains unprocessed and is a support. The relief of the lubricating micro-hollows is formed by a combination of the rotational motion of the workpiece and the reciprocating motion of the tool.

Сформированная совокупность масляных микровпадин и исходной поверхности детали образует регулярный микрорельеф, который не требует дальнейшей приработки и обеспечивает маслоудержание и смазывание тяжелонагруженных деталей трибосопряжений. Использование деталей, обработанных предлагаемым инструментом, позволяет увеличить их ресурс примерно в 2 раза. Предлагаемая конструкция инструмента позволяет значительно облегчить настройку силы деформирования. The formed set of oil micro-depressions and the original surface of the part forms a regular micro-relief, which does not require further running-in and ensures oil retention and lubrication of heavily loaded parts of tribo-unions. The use of parts processed by the proposed tool allows increasing their service life by approximately 2 times. The proposed design of the tool allows significantly facilitating the adjustment of the deformation force.

Claims

An indenter former for lubricating micro-cavities, comprising a housing, a holder, a hone with cutting grains and a spring setting the machining force, characterized in that it is provided with a bushing secured in the housing by means of a thread and intended for installing the holder in it, in which the hone is secured by means of a screw and a nut and a spring is installed on the condition that its axis coincides with the axis of the holder and sets the specified machining force, wherein the surface of the holder, contacting the hone, is made spherical, and the surface of the hone, contacting the workpiece, is radiused.