Паста для доводки шариков и способ доводки шариков

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПАСТА ДЛЯ ДОВОДКИ ШАРИКОВ И СПОСОБ ДОВОДКИ ШАРИКОВ(71) Заявитель Производственное республиканское унитарное предприятие Минский автомобильный завод(72) Авторы Ящерицын Петр Иванович Ракомсин Александр Петрович Кожуро Лев Михайлович Сидоренко Михаил Иванович Сергеев Леонид Ефимович(73) Патентообладатель Производственное республиканское унитарное предприятие Минский автомобильный завод(57) 1. Паста для доводки шариков, содержащая абразивную, керосиново-масляную, связующую, ферромагнитную и стабилизирующую составляющие, отличающаяся тем, что в качестве ферромагнитной составляющей она содержит железо карбонильное и порошок никелевый при следующем соотношении компонентов, мас.окись хрома 12,018,0 арахин 8,012,0 парафин 2,03,0 железо карбонильное 6,08,0 порошок никелевый 18,521,5 олеиновая кислота 4,06,0 масло индустриальное остальное. 6495 1 2. Способ доводки шариков путем их обработки между двумя дисками, при котором в зону обработки шариков подают доводочную пасту по п. 1 и создают магнитное поле, при этом каждые 10-15 минут подают дополнительную порцию доводочной пасты в количестве 5-10 от первоначального и одновременно увеличивают значение магнитной индукции на 0,1-0,12 Тл.(56)1342698 1, 1987.1144855 , 1985.1444 1, 1996.1030147 , 1983.973319, 1982.998100, 1983.1665623 1, 1995.1510250 , 1995. Изобретения относятся к магнитно-абразивной обработке и могут быть использованы в подшипниковой, автотракторной, авиационной и других отраслях промышленности при окончательной доводочной обработке шариков. Известны абразивные пасты и суспензии при доводке сферических поверхностей шариков, состоящие из абразива, который по массе составляет 20-40 и находится во взвешенном состоянии в керосино-масляной смеси с различными связующими добавками, необходимыми для стабилизации процесса и устранения оседания абразива 1 - прототип. Недостатками известных паст является то, что они плохо удерживаются на вращающихся шариках, что требует непрерывной подачи доводочной пасты. Кроме того, имеет место сепарация вращающимся диском масла от абразивных частиц, что сказывается на качестве обработки шариков. Известен способ доводки шариков, при котором в рабочую зону обработки шариков между двумя дисками подают многокомпонентную доводочную пасту с ферромагнитными свойствами и создают магнитное поле 2 - прототип. В известном способе используются как кинематические и динамические факторы, так и воздействие магнитных полей. В качестве режущего инструмента применяется ферроабразивный порошок (ФАП). Качество обработанных деталей в значительной степени зависит от оптимизации состава и количества входящих в него компонентов, который и определяет заданные рабочие характеристики. Задача изобретения - повышение качества и производительности обработки шариков. Поставленная задача решается тем, что паста для доводки шариков, содержащая абразивную, керосино-масляную, связующую, ферромагнитную и стабилизирующую составляющие, в качестве ферромагнитной составляющей содержит железо карбонильное и порошок никелевый при следующем соотношении компонентов, мас.окись хрома 12,0-18,0 арахин 8,0-12,0 парафин 2,0-3,0 железо карбонильное 6,0-8,0 порошок никелевый 18,5-21,5 олеиновая кислота 4,0-6,0 масло индустриальное остальное. Поставленная задача решается также тем, что в способе доводки шариков путем их обработки между двумя дисками в зону обработки шариков подают доводочную пасту по п. 1 и создают магнитное поле, при этом каждые 10-15 минут подают дополнительную 6495 1 порцию доводочной пасты в количестве 5-10 от первоначального и одновременно увеличивают значение магнитной индукции на 0,1-0,12 Тл. Предложенный состав и соотношение компонентов пасты для доводки шариков обеспечивает устойчивость системы за счет предотвращения седиментации и самопроизвольной коагуляции частиц и не препятствует структурированию системы в магнитном поле. Наложение такого рода полей приводит к образованию цепочек намагниченных частиц и их ориентацию согласно требований минимума свободной энергии вдоль магнитных силовых линий самого магнитного поля. Применение в способе доводки шариков МАО позволяет при относительном перемещении дисков образовывать клин доводочной пасты, которая одновременно играет роль демпфера, снижающего значение отрицательного воздействия вибраций и колебаний шариков и дисков. Рост пятна контакта в 2-3 раза, за счет изменения положения мгновенной оси вращения шариков, обеспечивает увеличение производительности. Для стабилизации процесса МАО необходимо поддержание постоянного показателя сдвиговой вязкости доводочной пасты, обусловленное тем, что в процессе обработки по мере повышения температуры и расхода пасты требуется большая величина напряженности магнитного поля и дополнительная порция пасты. Подача через определенный промежуток времени обработки в рабочую зону дополнительной порции доводочной пасты в количестве 5-10 от первоначального и постоянное увеличение значения магнитной индукции на 0,1-12 Тл обеспечивают стабилизацию процесса МАО. Таким образом, предлагаемый состав пасты для доводки шариков и способ доводки шариков позволяют получить заданные качественные характеристики обрабатываемых поверхностей и повысить производительность обработки методом МАО сферических поверхностей шариков. Изобретение поясняется чертежом. На фигуре представлено устройство для реализации предложенного способа. Изобретение реализуется следующим образом. В качестве режущего инструмента использовалась паста для доводки шариков, включающая абразивную, керосино-масляную, связующую, магнитную и стабилизирующие составляющие, состав которой представлен в таблице 1. Таблица 1 Наименование компонента Содержание компонентов,Окись хрома 153 Арахин 51 Парафин 2,50,5 Железо карбонильное 751,5 Порошок никелевый 201,5 Олеиновая кислота 51 Масло индустриальное 405 Способ доводки шариков путем их обработки между двумя дисками 1 и 2, при котором в зону обработки 3 шариков 4 в канавки 5 подают доводочную пасту приведенного выше состава (табл. 1) и создают магнитное поле посредством электромагнитных катушек 7 и магнитопровода 8 (фиг. 1). При относительном перемещении диска 1 происходит образование клина пасты 6 для доводки шариков, которая одновременно играет роль демпфера. Наиболее общей характеристикой при МАО является сдвиговая вязкость доводочной пасты, определяемая по формуле 6495 1 Поскольку реологические показатели магнитно-абразивной пасты во многом зависят от режима деформации, величины магнитного поля, кинематики и динамики процесса МАО, то она является неньютоновской средой и указанное выше отношение переменно. Ввиду того, что для стабильности протекания процесса показатель сдвиговой вязкости следует выдерживать постоянным, регулирование им осуществляют путем подачи через каждые 10 минут обработки дополнительной порции пасты в рабочую зону в количестве 5-10 от первоначального с постоянным увеличением через каждые 10 минут значения магнитной индукции на 0,1 Тл. Это обусловлено тем, что при более высокой температуре,величина которой растет при контакте частиц пасты с обрабатываемой поверхностью,требуется и большая величина напряженности магнитного поля, а также происходит расход пасты в ходе обработки шариков методом МАО. При выполнении данных условий,например, установлено, что съем материала шариков диаметром 3 мм по истечении одной минуты обработки равнялся 4 мкм, а по истечении 30 минут - 98 мкм. Достигаемая точность соответствует ГОСТ 3722-81. Пример. Проводились испытания на установке ЭУ-5 производства ФТИ НАН Беларуси. Пастой для доводки шариков обрабатывали шарики диаметром 2-4 мм из стали ШХ-15 ГОСТ 80178 в процессе финишной обработки МАО. Диапазон магнитной индукции в рабочей зоне составлял 0,3-1,2 Тл в зависимости от величины силы тока, подаваемого на электромагнитные катушки. Параметры электрической питающей сети составляли напряжение - 380 вольт, частота - 50 герц. В качестве пасты для доводки шариков использован состав, представленный в табл. 2. Таблица 2 Диаметр обрабат. шариков, мм Состав компонентов доводочной пасты окись хрома 18 арахин 8 парафин 2 2 железо карбонильное 6 4 21 41 81 порошок никелевый 22 олеиновая кислота 4 масло индустриальное остальное окись хрома 16 арахин 10 парафин 2,5 3 железо карбонильное 7 порошок никелевый 20 5 24 48 84 олеиновая кислота 5 масло индустриальное остальное окись хрома 15 арахин 12 парафин 3 4 железо карбонильное 8 порошок никелевый 18 7 27 49 88 олеиновая кислота 6 масло индустриальное остальное Режимы процесса магнитно-абразивной обработки шариков приведены в табл. 3. 4 6495 1 Таблица 3 Диаметр обраба- Рабочее давле- Частота враще- Сила тока элек- Диаметр работываемых шари- ние в пневмоци- ния верхнего тромагнитной чей канавки ков (мм) линдре, атм диска, мин катушки, А диска, мм 2-2,5 1,2 200 2,5 140 2,5-3 1,9 200 2,5 235 3-3,5 2,5 200 3 235 3,5-4 2,8 200 3 235 Необходимо отметить, что по завершению процесса МАО обязательным является демагнитизация обработанных шариков и дисков для исключения остаточной намагниченности. Измерения, проведенные при помощи тесламетра Т-3, позволили установить, что на расстоянии 0,2 м величина магнитной индукции составляет не более 0,004 Тл. Данный показатель находится в пределах естественного радиационного фона. Таким образом, за счет подбора компонентов и их весовых соотношений появилась возможность получения пасты для доводки шариков, позволяющей получить заданные качественные характеристики обрабатываемых поверхностей, а применение ее в способе окончательной доводки шариков привело к росту производительности обработки методом МАО сферических поверхностей шариков. Источники информации 1.1144855 А, 1985. 2.1342698 А 1, 1987. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5