Устройство для упрочнения поверхности цилиндрических деталей — SU 1504075 (original) (raw)

ВО ДЛЯ УГ 1 РОЧНЕНИЯ ЦИ г 1 ИНДРИЧЕГКИХ(57) Изобретенметаллов лавлснзовано для уповерхностей.щение качествалей за счетдеформации. Ус к обрдботке быть исполь. гггиндрических ния - повыжестких летаплдстической ржит корпус с с оиемрочг носится и может ения и изобрете ель обр рави трой отки н мерной во сол ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится к обработке ме таллов давлением в машиностроении и может быть использовано, во всех отраслях ндролноп хозяйства лля хгргигенгя и повышения качества периферийных слоев нилин;грических деталей типа валов, осей, штанг.ель изобретения - повышение качества обработки нежестких леталей за счет равномерной пластической деформации.На фиг.прелстдвлс.но устройство, общий вил; нд фиг. 2 - разрез А-А нд фиг. 1; на фиг. 3расчетная схема устройства.Устройство лля упрочнения поверхности цилиндрических деталей состоит из корпуса 1 с коаксиальным отверстием 2, в котором размещается цилиндрическая деталь 3. На торцовой части корпусачерез 20" расположены три оси 4, нд которых крспятся рычаги 5 с возможностьк поворота. На конце короткого плеча каждого из рычагов 5 выполнен паз 6, гле расположен леформирую 2коаксиальным отверстием, в котором размещается цилиндрическая деталь. На торцовой части корпуса через 20 расположены три оси, на которых крепятся рычаги с возможностью поворота. На конце короткого плеча каждого из рычагов выполнен паз, гле расположен деформирующий элемент. На конце длинного плеча каждого рычага крепятся сменные грузы на осях. Цилинлрические пружины соединяют длинное плечо каждого рычага с корпусом. Корпус закрепляется в патроне токарного станка, а летдль в державке. При вращении корпусд возникают от собственного веса рычагов и смеггньх грузов центробежные силы, которые, преодолевая сопротивление пружин, поворачивакт рычаги относительно осей и прижимакт к летали деформирун. щии элемент. 1 линг плеч определяется по расчетной зависимо.ти. 3 ил. щий э,.емент 7, опирдкпгиг)ся нд лвд парико подшипника 8 и улерживакщийся от выпадании с помощью сспараторд 9. Нд конце ллинного плеча каждого рычага рдспсложена ось О, на которой крепятся сменные грузы 11. Г помошьк цилиндрических пружин 12 длинное плечо каждого рычага 5 соелинено с корпусом . Защитный кожух 13 обеспечивает безопасную работу устрои. ства. Корпусзакрепляется в пдтронс 4 металлорежушего станка, д леталь 3 в лержавке 15, которая установлснд в суггг 1 сртс станка 16.Рычаги, выполненные в виде пглхкглц, обеспечивают выполнение функциональной задачи - созддния давления, негбхглимгн для пластической деформации поверхностных слоев цилиндрических леталей. 11 спользование рычагов прямолинейной формы нс лает желдемого результата, тдк как нагрузка на леформирукший элемент при этом в 34 раза ниже. Если степень плдстичсс 1504075кой деформации меньше определенной величины, то это отрицательным образом сказывается на изменении уровня остаточных напряжений.В зависимости от максимальной величины нагрузки на деформируюший элемент из расчета на прочность определяются радиус оси рычага )х, внутренний Кь и наружный х радиусы.Ось поворота рычага делит его на две неравные по длине части. Наличие неравномерных плецей обеспечивает направленный поворот рычагов при враьцении корпуса. Г 1 ри этом деформирукший элемент, расположенный на конце короткого плеча каждого рычага, прижимается к поверхности обрабатываемой детали и упрочняет ее. Наличие паза для размещения деформирующего элемента обеспечивает необходимук жесткость конструкции, от которой в прямой зависимости находится качество поверхности.Лгьиьа короткого плеча рычага определена из условия обеспечения деформирукшим лементом в зоне контакта максимально возможного давления. необходимого для упрочнения поверхностных слоев металла. Конструктивно это реализуется размещением оси поворота рычага на касательной, проведенной к окружности детали в точке контакта с деформ ируюшим элементом (фиг. 3).На конце длинного плеча каждого рычага закрепляются на осях сменные грузы и цилиндрическая пружина, соединяюшая рычаг с корпусом. Наличие сменных ьрузов необходимо для увеличения центробежных сил, которые поворачивают рычаги и прижимают деформирукший элемент к поверхности детали. Масса грузов позволяет, с учетом частоты враьььеьььья корпуса, обеспечить необходимое для пластической деформации давление. Цилиндрические пружины отводят рычаги от поверхности обрабатываемой детали, когда устройство находится в нерабочем остоянии ил и частота враьььен ия корпуса мала. В противном случае при выключении электродвигателя деформируюьцие элементы будут ударять по поверхности детали и ухудшать ее качество.От размера длинного плеча рычага зависит величина центробежной силы. При этом сказываются два фактора - масса рычага и место расположения грузов. Для того, цтобы получить наибольший момент от центробежной силы, необходимо ее удалить на максимально возможное расстояние от оси поворота, Оптимальный размер длинного плеча рычага определяется по формулед=йигггох (2 Р с) /2 И,гдеКонструкция предлагаемого устройства, содержащая три рычага, выполненных в форме полуколец, обеспечивает обработку деталей как бы в несколько проходов, так как деформирующие элементы, следуя друг за другом, обкатывают участок детали столько раз, сколько элементов находится в конструкции.При наличии одного рычага создается давление деформируюьцего элемента на деталь в одном направлении. Это приводит к искривлению длинномерных деталей и неравномерности пластической деформации, т.е. процесс механической обработки будет неустойчивым. Кроме того, неуравновешенная масса рычага вызывает вибрацию всего устройства и резкое снижение качества обрабатываемой поверхности.Наличие двух деформируюших элементов значительно повышает качество поверхностного слоя, но изменяет форму круглого сечения детали. Наиболее сильное иска. жение формы возникает, если ось детали и оси вращения деформируюших элементов не лежат в одной плоскости. В этом случае деталь будет не тол ько деформ и роваться несимметрично, но и выталкиваться из зоны обработки, что приводит к неравномерной пластической деформации.Устройство работает следующим образом, Обрабатываемая деталь 3 одним концом вставляется в отверстие 2 корпуса 1, а другим концом центрируется и закрепляется в державке 15, которая закреплена в суппорте 16 металлорежушего станка. Г 1 ри враьь 1 ении патрона 14 движение передается корпусу 1, на торцовой поверхности которого через 20 закреплены три криволинейных рычага 5 с возможностью поворота на осях 4. При вращении корпуса 1 от собственного веса рычагов 5 и сменных грузов 11, закрепленных на осях 10, возникают центробежные силы, которые, преодолевая сопротивление пружин, повораци. вают рычаги 5 относительно осей 4. При этом короткая часть каждого рычага 5, поворачиваясь, прижимает к детали 3 деформируюший элемент 7, который опирается на два шарикоподшипника 8, расположенных в пазу 6. Одновременно с врашением корпуса 1 включается суппорт 16, и деталь 3 получает продольное перемешение. За счет врашаеельного движения деформирук- шего элемента 7 и поступательного движения суппорта 16 осуществляется пластическая деформация по всей цилиндрической поверхности детали. Величину давления деформирующего элемента 7 на деталь 3, а следовательно, и глубину пластической деформации можно регулировать как за счет изменения частоты врашения корпуса 1, так и за счет изменения массы сменных гру.зов 11. 1 О 15 20 25 30 35 4045 50 55 По окончании процесса обкатки отклюется суппорт 16 и прекрашается вра.1504075 Фор.нула изабретс на.ч Фиг. У щение патрона 14 с корпусом . При этом величина центробежных сил уменьшается, и рычаги 5, поворачиваясь в другую сторону, отводят деформирующие элементы 7 от детали 3. П ри гнэлной остановке корпуса 1 пружины 12 удерживают рычаги 5 от контакта их с деталью 3, которая освобождается от крепления в державке 15 и снимается со станка.Использование центробежных сил для упругопластической деформации обеспечивает постоянное давление деформирующих элементов на поверхность изделия. Интенсивность нагрузки можно плавно регулировать изменением частоты вращения корпу. са устройства и сменой массы грузов. Предлагаемая конструкция обеспечивает значительное повышение качества поверхности за счет снижения вибрации системы деталь станок - устройство. Это достигается отсутствием вращательного движения детали, свойственного известным процессам поверхностной пластической деформации. По этой же причине возможна обработка прутков малой жесткости без применения дополнительных опор - люнетов.Предлагаемая конструкция устройства для упрочнени я поверхности цилиндрических деталей изготовлена и испытана в лабораторных условиях. Экспериментально уста. новлено, что обработка цилиндрических деталей типа валов на предлагаемом устройстве обеспечивает равномерную пластическую деформацию в поверхностных слоях цилиндра, повышает качество поверхности за счет снижения шероховатости и уплотнения металла, снижает остаточные напряжения растяжения на 50 - -100 О и формирует благоприятные, с точки зрения работоспособности изделий, ост;точы. напряжения сжатия. устройство для прочнения поверхностицилиндрических деталей, содержание корпус, три деформирующих заеметь, устаиовленных на концах рьчаган с возможОностыо поворота на оси, тличиюа(с гг.тем, что, с целью повышения касва обработки нежестких деталей за счет равномерной пластическоЙ деформации, оно снабжено сменными грузами и пружинами, ириэтом корпус выполнен в виде цилиндракоаксиальным отверстием для размеигеииядетали, рычаги выполнены в виде двупалачих полуколец, оси качания которых мешеныв сторону деформирующих элементов и ;- креплены на торцовой поверхноти когнуса,причем длина дуги короткоо плеча рычаа( определяется выражением1=0 агсгок 2 Й,/Р,где- радиус оси рычага;Р, - радиус коаксиального отверстиякорпуса,а сменные грузы размещены на конце длинного плеча рычагов, при этом длинадлинного плеча определяется из выражения.,Остави тель -. Чек1 ехред И. БересТираж 662 п комитета по изобрстени Москва, Ж - 35, Раушсн ельский комбинат Патентамборска Корректор М. .яПодписноеи и открытиям при ГКНТ СС(.я на 6., д 45г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Смотреть

Устройство для упрочнения поверхности цилиндрических деталей