ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАКАЛКИ ОТВЕРСТИЙ КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к инструментальной оснастке для отделочно-упрочняющей обработки, и может быть использована при отделочно-упрочняющей обработке отверстий квадратного сечения.
Известен инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения [Патент RU №202687, опубл.: 02.03.2021, Бюл. №7], содержит оправку с лыской, в передней части которой зафиксирован упрочняющий зуб с упором в поперечном сечении, имеющий форму квадрата с прорезями, выполненными взаимно перпендикулярно, и расположены параллельно сторонам квадрата с точкой пересечения в центре квадратного сечения упрочняющего зуба, задняя часть оправки штифтом соединена с направляющей, на конец которой навинчена токоизоляционная втулка.
Известный инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения обладает следующими недостатками - низкая стойкость упрочняющего зуба и нестабильное качество отделочно-упрочняющей обработки отверстий квадратного сечения.
Технический результат - повышение стойкости упрочняющего зуба и обеспечение качества отделочно-упрочняющей обработки отверстий квадратного сечения.
Указанный технический результат достигается тем, что упрочняющий зуб выполнен с износостойким покрытием на основе карбонитрида титана-кремния.
На фиг. 1 представлен инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения деталей, на фиг. 2 - разрез по линии А-А, на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б.
Инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения содержит оправку 1 с лыской 2, в передней части которой зафиксирован упрочняющий зуб 3 в поперечном сечении имеющий форму квадрата с прорезями 4, выполненными взаимно перпендикулярно и расположены параллельно сторонам квадрата с точкой пересечения в центре квадратного сечения упрочняющего зуба 3, образующими четыре упругих сегмента 5. Задняя часть оправки 1 штифтом 6 соединена с направляющей 7, на конец которой навинчена токоизоляционная втулка 8. Упрочняющий зуб 3 выполнен с износостойким покрытием на основе карбонитрида титана-кремния.
Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Предварительно очищенный от загрязнений упрочнящий зуб, изготовленный из быстрорежущей стали Р6М5, размещали в камере установки «Булат-6Т» с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия.
Работают с инструментом для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения следующим образом. Оправку 1 с упрочняющим зубом 3 заводят в обрабатываемое отверстие детали с нижней части, фиксируют ее с помощью штифта 6 в направляющей 7. Обеспечивают необходимый натяг между рабочими поверхностями упрочняющего зуба 3 и обрабатываемой поверхностью отверстия квадратного сечения и присоединяют электрическую клемму к лыске 2 для подвода электрического тока.
2
Инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения при обработке перемещают вертикально «снизу-вверх». Через место контакта упрочняющего зуба 3 с обрабатываемой поверхностью отверстия квадратного сечения пропускают электрический ток плотностью j=250…300 А/мм. В результате этого рабочие поверхности упрочняющего зуба 3 контактирующие с обрабатываемой поверхностью отверстия квадратного сечения разогреваются до температуры 900…1000°С, а при последующем осевом перемещении дорна для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения относительно оси отверстия квадратного сечения происходит мгновенный отвод тепла и формирование закаленного слоя при одновременном сглаживании шероховатости.
Применение резьбового соединения направляющей 7 с токоизоляционной втулкой 8 позволит обеспечить качество фиксации и надежную работу инструмента.
2
Для исследования влияния покрытия на основе карбонитрида титана-кремния на упрочняющий зуб были обработаны 10 отверстий квадратного сечения со стороной а=30 мм и глубиной h=50 мм образцов из стали 45 упрочняющим зубом с покрытием и без покрытия (Р6М5). Режимы электромеханической отделочно-упрочняющей обработки: j=250 А/мм, i=0,1 мм, υ=60 мм/мин.
Результаты исследований качественных характеристик отверстий, обработанных упрочняющим зубом с покрытием и без покрытия, приведены в таблице.
После обработки 10 отверстий следов износа на упрочняющем зубе не обнаружено. На упрочняющем зубе без покрытия в большом количестве выявлены риски и царапины.
Применение упрочняющего зуба с ионно-плазменным покрытием на основе карбонитрида титана-кремния позволяет повысить стойкость упрочняющего зуба в 1,2…1,4 раза и обеспечить качество отделочно-упрочняющей обработки отверстий по параметрам твердости поверхностного слоя и шероховатости.