RU105215U1

RU105215U1 - DEVICE FOR STRENGTHENING SURFACE TREATMENT OF CYLINDRICAL PARTS

Info

Publication number: RU105215U1
Application number: RU2011103356/02U
Authority: RU
Inventors: Елена Юрьевна Кропоткина; Александр Александрович Корниенко
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-06-10

Abstract

Устройство для упрочняющей поверхностной обработки цилиндрических деталей, содержащее основание с расположенным на нем составным корпусом с деформирующими элементами, выполненными в виде тел вращения и установленными в нем с возможностью вращения и механического воздействия на поверхность обрабатываемой детали с образованием на нем в процессе пластического деформирования поверхностного наклепа, отличающееся тем, что корпус выполнен вильчатой формы, установленный с возможностью поворота на оси основания по скользящей посадке, при этом деформирующие элементы выполнены в виде протяженных цилиндров, расположенных на взаимообращенных концевых участках корпуса, с возможностью воздействия на поверхность обрабатываемой детали в диаметрально противоположных локальных зонах. A device for hardening the surface treatment of cylindrical parts, comprising a base with a composite body located on it with deforming elements made in the form of bodies of revolution and installed in it with the possibility of rotation and mechanical impact on the surface of the workpiece with the formation of surface hardening on it during plastic deformation, characterized in that the casing is made in the form of a fork, mounted with the possibility of rotation on the axis of the base on a sliding fit, with that the deformation elements are in the form of long cylinders located on vzaimoobraschennyh end portions of the housing to act on the surface of the workpiece at diametrically opposed local zones.

Description

Полезная модель относится к холодной обработке металлов и сплавов поверхностным пластическим деформированием с формированием микрорельефа и упрочнения поверхностного слоя и может быть использовано для упрочнения и чистовой обработки цилиндрических деталей.The utility model relates to the cold processing of metals and alloys by surface plastic deformation with the formation of microrelief and hardening of the surface layer and can be used for hardening and finishing of cylindrical parts.

Наиболее близким техническим решением из уровня техники по технической сути и назначению является устройство для упрочняюще-чистовой обработки деталей, содержащее обрабатывающий инструмент, выполненный в виде обоймы, сепаратора и деформирующих элементов, расположенный на подвижной платформой, и обкатник, жестко связанный с платформой, и расположенный перед обрабатывающим инструментом с возможностью отслеживания погрешностей формы обрабатываемой поверхности и соответствующего смещения платформы (Патент РФ №2146596, В24В 39/00, 2000 г.).The closest technical solution from the prior art in terms of technical essence and purpose is a device for hardening and finishing of parts containing a processing tool made in the form of a cage, a separator and deforming elements located on a movable platform, and a run-in rigidly connected to the platform, and located in front of the processing tool with the ability to track the errors in the shape of the surface being machined and the corresponding platform displacement (RF Patent No. 2146596, V24V 39/00, 2000).

К недостаткам известного из уровня техники устройства, следует отнести формирование устройством недостаточно однородного упрочняющего поверхностного слоя, что приводит при эксплуатации детали к локальной концентрации напряжений, разрушению упрочняющего слоя и снижению эксплуатационных характеристик детали.The disadvantages of the device known from the prior art include the formation by the device of an insufficiently homogeneous reinforcing surface layer, which leads to a local stress concentration, destruction of the reinforcing layer and a decrease in the operational characteristics of the part during operation of the part.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное устройство является формирование более однородной структуры и равномерной толщины поверхностно-упрочненного слоя, что в итоге повысит эксплуатационные характеристики и износостойкость изделий.The technical problem to be solved by the claimed device is the formation of a more uniform structure and uniform thickness of the surface-hardened layer, which will ultimately increase the operational characteristics and wear resistance of the products.

Технический результат, соответствующий поставленной технической задаче, достигается за счет того, что в устройстве для упрочняющей поверхностной обработки цилиндрических деталей, содержащем основание с расположенным на нем составным корпусом с деформирующими элементами, выполненными в виде тел вращения и установленными в нем с возможностью вращения и механического воздействия на поверхность обрабатываемой детали с образованием на нем в процессе пластического деформирования поверхностного наклепа, согласно полезной модели, корпус выполнен вильчатой формы, установленный с возможностью поворота на оси основания по скользящей посадке, при этом деформирующие элементы выполнены в виде протяженных цилиндров, расположенных на взаимообращенных концевых участках корпуса, с возможностью воздействия на поверхность обрабатываемой детали в диаметрально противоположных локальных зонах.The technical result corresponding to the technical task is achieved due to the fact that in the device for hardening the surface treatment of cylindrical parts, containing a base with a composite body located on it with deforming elements made in the form of bodies of revolution and installed in it with the possibility of rotation and mechanical impact on the surface of the workpiece with the formation on it in the process of plastic deformation of the surface hardening, according to the utility model, the housing made in a forked shape, mounted with the possibility of rotation on the axis of the base in a sliding fit, while the deforming elements are made in the form of extended cylinders located on mutually inverted end sections of the body, with the possibility of impacting on the surface of the workpiece in diametrically opposite local zones.

Заявленное устройство для упрочняющей поверхностной обработки цилиндрических деталей поясняется графическими материалами, где:The claimed device for hardening the surface treatment of cylindrical parts is illustrated by graphic materials, where:

- на фиг.1 схематично изображен продольный разрез заявленного устройства;- figure 1 schematically shows a longitudinal section of the claimed device;

- на фиг.2 - размещение деформирующих элементов относительно продольной оси корпуса при поверхностном упрочнении детали.- figure 2 - the placement of the deforming elements relative to the longitudinal axis of the housing during surface hardening of the part.

Заявленное устройство для упрочняющей поверхностной обработки цилиндрических деталей содержит основание 1, с расположенным на нем корпусом 2 вильчатой формы, со встроенными деформирующими элементами 3 цилиндрической формы. При этом деформирующие элементы 3 расположены на взаимообращенных концевых участках корпуса 2, с возможностью вращения вокруг своих осей и воздействия на поверхность обрабатываемой детали в диаметрально противоположных локальных зонах.The claimed device for hardening the surface treatment of cylindrical parts contains a base 1, with a fork-shaped housing 2 located on it, with built-in deforming elements 3 of a cylindrical shape. In this case, the deforming elements 3 are located on the mutually inverted end sections of the housing 2, with the possibility of rotation around their axes and impact on the surface of the workpiece in diametrically opposite local zones.

Основание 1 размещается на оси 4 державки 5 по скользящей посадке с возможностью поворота составного корпуса 2 относительно державки 5 на величину колебаний в устройстве. В центральной зоне взаимообращенных элементов корпуса 2 установлены с возможностью поворота оси 6, а по обе стороны от осей 6 попарно установлены регулировочные винты 7 и 8, причем на регулировочных винтах 8 установлена система пружин 9 с возможностью настройки и регулирования величины натяга деформирующих элементов 3 относительно обрабатываемой детали.The base 1 is placed on the axis 4 of the holder 5 along a sliding fit with the possibility of rotation of the composite housing 2 relative to the holder 5 by the amount of oscillation in the device. In the central zone of the inverted elements of the housing 2, the axles 6 are rotatably mounted, and on both sides of the axles 6, adjusting screws 7 and 8 are installed in pairs, and a spring system 9 is installed on the adjusting screws 8 with the ability to adjust and adjust the amount of interference between the deforming elements 3 relative to the machined the details.

Заявленное устройство для упрочняющей поверхностной обработки цилиндрических деталей на примере обработки валов работает следующим образом.The claimed device for hardening the surface treatment of cylindrical parts on the example of shaft processing works as follows.

Державку 5, содержащую ось 4, на которой установлено основание 1 с размещенным на нем разборным корпусом 2 с деформирующими элементами 3, размещают в резцедержателе токарного станка. При этом деформирующие элементы 3 устанавливают в корпусе 2 под технологически регламентированным углом α к продольной оси устройства и симметрично относительно друг друга с возможностью равномерного воздействия на поверхность обрабатываемого вала в диаметрально противоположных локальных зонах. Обрабатываемый вал устанавливают в патроне токарного станка и размещают между деформирующими элементами 3 устройства. Регулировочными винтами 7 и 8 устанавливают соответственно максимально допустимую амплитуду колебаний устройства относительно державки 5 по оси 4 и заданную величину натяга, обеспечивающих технологически регламентированное усилие прижатия деформирующих элементов 3 к обрабатываемому валу в процессе его поверхностного упрочнения. При этом, величина натяга обеспечивается технологической настройкой системы пружин 9 регулировочных винтов 8.The holder 5, containing the axis 4, on which the base 1 is installed with a collapsible housing 2 mounted on it with deforming elements 3, is placed in the tool holder of the lathe. In this case, the deforming elements 3 are installed in the housing 2 at a technologically regulated angle α to the longitudinal axis of the device and symmetrically relative to each other with the possibility of uniform impact on the surface of the processed shaft in diametrically opposite local zones. The processed shaft is installed in the lathe chuck and placed between the deforming elements 3 of the device. Adjusting screws 7 and 8 respectively set the maximum allowable amplitude of the oscillations of the device relative to the holder 5 along the axis 4 and a predetermined amount of interference, providing a technologically regulated force of pressing the deforming elements 3 to the work shaft during its surface hardening. At the same time, the amount of interference is ensured by the technological adjustment of the spring system 9 of the adjusting screws 8.

Упрочняющая обработка вала начинается с размещения заявленного устройства относительно вала и его настройки на заданную величину натяга. При вращении вала вокруг своей оси происходит обкатка поверхности вала деформирующими элементами 3, которые воздействуют на поверхность вала технологически регламентируемым усилием, что приводит к пластической деформации поверхностного слоя и образованию наклепа. По мере локальной обработки поверхности вала заявленное устройство перемещают по длине вала со скоростью 0.01-0.1 диаметра вала в минуту. Упрочняющая обработка валов проводится с использованием СОЖ.Hardening of the shaft begins with the placement of the claimed device relative to the shaft and its settings for a given amount of interference. When the shaft rotates around its axis, the shaft surface is run-in by deforming elements 3, which act on the shaft surface by a technologically regulated force, which leads to plastic deformation of the surface layer and the formation of hardening. As local processing of the surface of the shaft, the claimed device is moved along the length of the shaft at a speed of 0.01-0.1 shaft diameter per minute. Reinforcing shaft treatment is carried out using coolant.

При обработке изогнутых валов, имеющих отклонения от прямолинейности оси - f, из-за колебаний корпуса 2 вокруг оси 4 относительно державки 5, обеспечивается равномерное усилие прижатия деформирующих элементов 3 к обрабатываемому валу в локальных зонах с противоположных сторон вала. При этом для обеспечения постоянного контакта деформирующих элементов 3 и обрабатываемого вала в локальных зонах длина цилиндрических деформирующих элементов l_p должна составлять не менее:When processing curved shafts having deviations from the straightness of the axis - f, due to vibrations of the housing 2 around the axis 4 relative to the holder 5, uniform pressure is applied to the deforming elements 3 to the work shaft in local areas from opposite sides of the shaft. Moreover, to ensure constant contact of the deforming elements 3 and the work shaft in local zones, the length of the cylindrical deforming elements l _p must be at least:

l_p>2f_max·sinα,l _p > 2f _max sinα,

где f_max - максимальное отклонение оси вала от прямолинейности (осевое биение вала).where f _max - the maximum deviation of the shaft axis from straightness (axial runout of the shaft).

В отдельных случаях целесообразно размещать деформирующие элементы 3 на взаимообращенных концевых участках корпуса 2 асимметрично относительно друг друга. Поверхностное упрочнение валов при этом возрастает на 20-30% за счет формирования более неравновесной структуры упрочняющего слоя - наклепа.In some cases, it is advisable to place the deforming elements 3 on the mutually inverted end sections of the housing 2 asymmetrically relative to each other. In this case, the surface hardening of the shafts increases by 20-30% due to the formation of a more nonequilibrium structure of the hardening layer — hardening.

Таким образом, конструктивные особенности заявленного устройства в сравнении с прототипом обеспечивают постоянную величину усилия прижатия деформирующих элементов 3 к обрабатываемому валу в двух противоположных локальных зонах технологически регламентированных размеров и, как следствие, получение поверхностного наклепа более равномерной толщины и однородной структуры по всей поверхности обрабатываемого вала, что повышает его эксплуатационные характеристики.Thus, the structural features of the claimed device in comparison with the prototype provide a constant amount of effort pressing the deforming elements 3 to the work shaft in two opposite local zones of technologically regulated sizes and, as a result, obtaining surface hardening of a more uniform thickness and uniform structure over the entire surface of the work shaft, which increases its operational characteristics.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в независимом пункте формулы полезной модели, обеспечивает получение заявленного технического результата - формирование более однородной структуры и равномерной толщины поверхностно-упрочненного слоя, что повышает эксплуатационные характеристики и износостойкость обрабатываемых деталей.Thus, the claimed combination of essential features, reflected in the independent claim of the utility model formula, provides the claimed technical result - the formation of a more uniform structure and uniform thickness of the surface-hardened layer, which increases the performance and wear resistance of the processed parts.

Анализ заявленной полезной модели на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого технического результата - формирование более однородной структуры и равномерной толщины поверхностно-упрочненного слоя, что повышает эксплуатационные характеристики и износостойкость обрабатываемых деталей.The analysis of the claimed utility model for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable combination of the necessary features unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the desired technical result — the formation of a more uniform structure and uniform surface thickness -hardened layer, which increases the operational characteristics and wear resistance of the processed parts.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для холодной обработке металлов и сплавов поверхностным пластическим деформированием с формированием микрорельефа и упрочнения поверхностного слоя и может быть использован для упрочнения и чистовой обработки цилиндрических деталей.- the object embodying the claimed technical solution, in its implementation is intended for cold processing of metals and alloys by surface plastic deformation with the formation of microrelief and hardening of the surface layer and can be used for hardening and finishing of cylindrical parts.

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form as described in the independent claim of the utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods known from the prior art on the priority date as described in the application materials is confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the requirements of patentability “novelty” and “industrial applicability” under applicable law.

Claims

A device for hardening the surface treatment of cylindrical parts, comprising a base with a composite body located on it with deforming elements made in the form of bodies of revolution and installed in it with the possibility of rotation and mechanical impact on the surface of the workpiece with the formation of surface hardening on it during plastic deformation, characterized in that the casing is made in the form of a fork, mounted with the possibility of rotation on the axis of the base on a sliding fit, with that the deformation elements are in the form of long cylinders located on vzaimoobraschennyh end portions of the housing to act on the surface of the workpiece at diametrically opposed local zones.