Способ получения искусственной шероховатости на поверхности детали механическим методом обработки
METHOD FOR OBTAINING ARTIFICIAL ROUGHNESS ON THE SURFACE OF PART BY MECHANICAL PROCESSING

Способ относится к области машиностроения и может быть использован при нанесении искусственной шероховатости на поверхности детали, например, на прямых участках теплообменных аппаратов.
Известен способ получения искусственной шероховатости с использованием импульсного волоконного лазера. Обработку выполняют в два этапа. Первоначально формируют шероховатость на поверхности детали, затем на чистовом режиме выполняют окончательную обработку, причем на первом этапе осуществляют импульсным волоконным лазером обработку детали на прецизионном лазерном комплексе, а на втором этапе выполняют электрохимическую обработку поверхности детали (Патент РФ №2618594, 04.05.2017).
Недостатком способа является необходимость приобретения и обслуживания дополнительного дорогостоящего оборудования (электрохимического) для окончательной обработки детали, что приводит к дополнительным материальным затратам.
Известен способ, в котором для формирования регулируемых шероховатых поверхностей используют электроэрозионную обработку, в качестве инструмента используют электрод. На первом этапе, на грубом режиме электроимпульсным методом на рабочей части электрода -инструмента наносят неровности в виде соприкасающихся углублений, после чего на чистовом режиме электроискровой обработкой электродом -инструментом формируют шероховатость на обрабатываемом участке (Патент РФ №2464137, 20.10.2012).
Недостатками способа являются относительно большой износ электрода-инструмента (например, величина износа латунных электродов составляет 25-30% объема металла, снятого с детали), что значительно удорожает этот вид обработки и затрудняет получение необходимой точности, требует больших энергетических затрат, при этом производительность способа сравнительно низка.
Наиболее близким методом получения искусственной шероховатости является сверление, описанное в патенте РФ №2464137.
Недостатками способа являются большая трудоемкость и погрешность при обработке.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является получение искусственной шероховатости производительным способом на металлообрабатывающем оборудовании с использованием в качестве инструмента ролика, без снижения качества поверхностного слоя изделия, с необходимыми технологическими параметрами.
Данный технический результат достигается с помощью способа получения искусственной шероховатости на поверхности детали механическим способом, включающим формирование профиля поверхности детали с искусственной шероховатостью режущим инструментом, а согласно изобретению, механическую обработку осуществляют на многокоординатном фрезерном станке с числовым программным управлением. Деталь закрепляют в технологическом приспособлении, которое устанавливают на рабочем столе станка, затем выполняют подачу на шпиндель станка и режущим инструментом - роликом формируют шероховатость на поверхности детали.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображено закрепление детали на многокоординатном фрезерном станке с числовым программным управлением для выполнения механической обработки роликом с целью получения искусственной шероховатости.
Деталь 1 устанавливают на технологическое приспособление 2, которое закрепляют на рабочем столе фрезерного станка. План-шайбу 3 технологического приспособления 2 закрепляют на рабочем столе станка при помощи болтов 4. Для перемещения технологического приспособления в конструкции оснастки предусмотрены рым-болты 5.
Способ осуществляют следующим образом.
Деталь 1 устанавливают на технологическое приспособление 2 на рабочий стол многокоординатного фрезерного станка с числовым программным управлением. Выставляют ролик (не показан), установленный в оправке, на необходимом расстоянии от детали 1. Управление инструментом происходит за счет подачи шпинделя станка. Крепление, юстировка и автоматическая регулировка режущего инструмента предусмотрены на оборудовании. Затем подводят ролик к поверхности детали, при этом производят обработку и формируют профиль в виде неровностей.
Пример осуществления способа.
В каналах охлаждения теплообменных аппаратов из сплава БрХЦрТВ необходимо выполнить локальный участок в донной части канала для дополнительного охлаждения. По требованиям технической документации глубина выступов должна быть 0,5±0,1 мм, ширина 0,9±0,1 мм. Для этих целей ранее применялись электроэрозионный, электрохимический, комбинированный и механический методы обработки. Использование указанных методов весьма трудоемко и требует существенных затрат на приобретение специализированного оборудования и технологическую подготовку перед началом выполнения работ.
Выполненные работы показали, что при помощи пятикоординатного фрезерного станка с числовым программным управлением типа ГФ 2171, на рабочей части детали в канале охлаждения формируются участки с высотой неровностей 0,47 мм и шириной 0,91 мм в течение 10 минут. В качестве инструмента использовался ролик, закрепленный в специальной оправке. Измерение профиля участков показало соответствие требованиям технической документации.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволило получить искусственную шероховатость производительным способом на металлообрабатывающем оборудовании с использованием в качестве инструмента ролика, без снижения качества поверхностного слоя изделия, с необходимыми технологическими параметрами.