Використання: поверхневе пластичне деформування, може бути використано для обробки прямолінійних, циліндричних, сферичних і криволінійних поверхонь з метою отримання шорсткості типу "пісочної" із заданою розмірністю. Суть винаходу: спосіб полягає в тому, що поверхня шліфують, потім піддають піскоструминної обробці за умови d = 0,9 (Rz -1) 2 +40. де Rz. мкм - величина шорсткості поверхні; d, мкм - розмір абразиву, після чого поверхню нікелюють. 2 мул.
Винахід відноситься до машинобудування і може бути використано для обробки прямолінійних, циліндричних, сферичних і криволінійних поверхонь з метою отримання шорсткості типу "пісочної" із заданою розмірністю. Необхідність в цьому виникає, зокрема, при дослідженнях, пов'язаних з моделюванням тертя і тепловіддачі при течії високошвидкісного і високотемпературного газу або рідини уздовж шорсткої поверхні.
Відомий спосіб отримання шорсткості поверхні типу "пісочної", заснований на наклеюванні на поверхні абразивних матеріалів різної зернистості, наприклад, абразивних шкурок.
Недоліком способу є мала надійність зчеплення нанесеного шару шорсткості з основним матеріалом в умовах високошвидкісних і високотемпературних газових потоків, так як абразив несеться потоком газів або рідини, порушуючи задану (первісну) шорсткість поверхні.
Відомий спосіб отримання шорсткості на внутрішніх стінках, заснований на механічному зміні поверхневої геометрії поверхні (методом накатки, піскоструминної обробки та ін.).
Відомий спосіб поверхневої обробки деталей шляхом зміцнення і створення певної шорсткості, що полягає в тому, що оброблювану поверхню фрезерують, шліфують, полірують, а потім обробляють струменевим потоком мікрочастинок.
Недоліком зазначених способів є нестійке збереження шорсткості в умовах надзвукового газового потоку при високих температурах і великі труднощі, що виникають при отриманні шорсткостей малих розмірів (0,5- 30 мкм).
Технічним результатом, на досягнення якого спрямована описується технічне рішення, є створення пісочної шорсткості заданої розмірності, стійкої в умовах впливу високотемпературних, високошвидкісних агресивних потоків.
Поставлена мета досягається тим, що в способі, заснованому на механічному зміні геометрії поверхні, поверхню шліфують, потім ведуть піскоструминну обробку за умови: d = 0,9 (Rz -1) 2 + 40, де Rz. мкм - величина шорсткості, поверхні; d, мкм - розмір абразиву, після чого виробляють нікелювання поверхні до необхідної товщини покриття.
Шліфування перед піскоструминної обробкою забезпечує отримання високої чистоти поверхні, яку потім обробляють абразивом при зазначених умовах. Експериментально отримана залежність розмірів пісочної шорсткості від параметрів зернистості абразивного порошку дозволяє отримати задану шорсткість поверхонь. Для запобігання поверхонь від окислення при температурному або хімічному впливі в процесі, наприклад, вогневих випробувань, поверхня нікелюють. При цьому відбувається деяке поліпшення параметрів шорсткості.
На фіг.1 схематично зображено обробка поверхні полуціліндріческой оболонки за допомогою форсунки сухий піскоструминної установки; на фіг.2 - графік залежності одержуваної шорсткості від розмірів зернистості абразивного порошку.
Перевірка способу моделювання шорсткості здійснювалася на внутрішніх стінках циліндричних насадков з бронзи БрХО8 (ТУ 48-21-197-72). Насадок попередньо розрізався уздовж поздовжньої осі, після чого токарної обробкою обох полуцилиндров забезпечувалася чистота поверхні 1,25 мкм. Далі проводилося шліфування внутрішньої поверхні зразка 1 для усунення слідів токарного оброблення, так як вихідна шорсткість поверхні зразка після механічної обробки дуже впливає на величину мікронерівностей після піскоструминної обробки мікропорошками. Для отримання шорсткості в заданому діапазоні Rz = 0,5-30 (мкм) поверхню зразка шліфувалася до 7-9 класу чистоти (Ra = 0,2-1,3 мкм).
Після шліфування поверхні зразка 1 проводилася піскоструминна обробка з використанням форсунки 2, що створює потік 3 абразивного матеріалу.
Піскоструминна обробка проводилася при постійному тиску технологічного повітря Рв = 4-6 (атм). Зміна відстані від зрізу форсунки 2 до оброблюваної поверхні зразка 1 становило 100 + 10 (мм), при цьому діапазоні зміни дистанції досягається стабільність заданої шорсткості в межах від Rz = 1 (мкм) до Rz = 20-30 (мкм). Піскоструминна обробка проводилася абразивним порошком з розміром зерна від 14 до 630 мкм.
Як очевидно з графіка (фіг.2), при розмірі абразиву d <40 мкм определяющей остается исходная шероховатость (Rz 1 мкм) - участок 1 зависимости. При дальнейшем увеличении размера абразива получающийся размер шероховатости Rz возрастает по параболе, определяемой соотношением d = 0,9 (Rz -1) 2 + 40 - участок II зависимости. Вертикальными отрезками на фиг.2 обозначен разброс экспериментальных значений Rz в различных образцах.
Подальше нікелювання поверхні, що має задану шорсткість, практично не змінює початкове значення шорсткості, а стійкість поверхні зразка проти температурних впливів і окислення збільшується; під час проведення випробувань з використанням високотемпературного газового потоку характер і розміри вихідної шорсткості не змінюються.
Використання запропонованого способу в порівнянні з існуючими дозволяє отримати стабільні задані розміри шорсткості в діапазоні від 1 до 30 мкм і отримувати поверхні з незмінними характеристиками шорсткості в процесі обтікання поверхні при високих температурах і великих швидкостях робочого середовища.
СПОСІБ СТВОРЕННЯ ШОРСТКОСТІ НА ПОВЕРХНЯХ ДЕТАЛЕЙ, заснований на механічному зміні геометрії поверхні, що включає шліфування і подальшу піскоструминну обробку, що відрізняється тим, що піскоструминну обробку ведуть за умови d = 0,9 (RZ - 1) 2 + 40. де Rz - величина шорсткості поверхні , мкм; d - розмір абразиву, використовуваного при піскоструминної обробці, мкм, після чого виробляють нікелювання поверхні.