RU109689U1

RU109689U1 - DORN FOR FORMING ANTIFRICTION-STRENGTHENED SURFACE LAYER

Info

Publication number: RU109689U1
Application number: RU2011120893/02U
Authority: RU
Inventors: Виталий Матвеевич Сорокин; Нина Михайловна Тудакова; Александр Владимирович Михеев; Станислав Сергеевич Танчук; Валерий Витальевич Берглезов
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2011-10-27

Abstract

Дорн для формирования антифрикционно-упрочненного поверхностного слоя с ленточкой и расположенными в заборной части кольцевой канавки радиальными каналами для подвода суспензии из антифрикционного порошка и связующего, отличающийся тем, что на ленточке дорна расположена синусоидальная выточка. Dorn for forming an antifriction-hardened surface layer with a ribbon and radial channels located in the intake part of the annular groove for supplying a suspension of antifriction powder and a binder, characterized in that a sinusoidal undercut is located on the ribbon of the mandrel.

Description

Решение относится к области технологии машиностроения, а именно к инструментам, позволяющим формировать антифрикционно-упрочненный поверхностный слой из суспензии антифрикционного порошка и связующего поверхностно-пластическим деформированием дорнованием, и может быть использовано при обработке длинномерных внутренних цилиндрических поверхностей, например отверстий в деталях гидроцилиндров.The solution relates to the field of mechanical engineering technology, namely to tools that allow forming an antifriction-hardened surface layer from a suspension of antifriction powder and a binder by surface-plastic deformation by mandreling, and can be used in the processing of long internal cylindrical surfaces, for example, holes in hydraulic cylinder parts.

Известен дорн с подводом смазки при поверхностном пластическом деформировании (свидетельство на полезную модель РФ №28841 7В24В 39/00 от 20.04.2003), включающий радиальные каналы, в заборной части дорна расположены кольцевая канавка и радиальные каналы, на расстоянии между осями каналов и ребром, образованным плоскостью ленточки дорна и заборной плоскостью, равном l=i_max/tgα; где i_max максимальный натяг при дорновании в миллиметрах, α - угол наклона заборного конуса в градусах - прототип.Known mandrel with a lubricant supply for surface plastic deformation (certificate for utility model of the Russian Federation No. 28841 7B24V 39/00 dated 04/20/2003), including radial channels, in the intake part of the mandrel there is an annular groove and radial channels, at a distance between the axes of the channels and the rib, the formed plane of the mandrel ribbon and the intake plane equal to l = i _max / tgα; where i _{max is the} maximum interference during burning in millimeters, α is the angle of inclination of the intake cone in degrees - the prototype.

Радиальные каналы в заборной части дорна предназначены для подвода только смазки, а конфигурация ленточки дорна не обеспечивает минимизации усилия дорнования и высокого качества дорнования..The radial channels in the intake part of the mandrel are designed to supply only grease, and the configuration of the mandrel ribbon does not minimize the force of burnishing and high quality burnishing ..

Задачей разработки предлагаемого решения дорна для формирования антифрикционно-упорочненного поверхностного слоя является повышение эффективности обработки глубоких отверстий дорнованием.The task of developing the proposed solution of the mandrel for the formation of an antifriction-hardened surface layer is to increase the efficiency of processing deep holes by mandrel drilling.

Технический результат - повышение качественных характеристик антифрикционно-упрочненного поверхностного слоя глубоких отверстий: уменьшение высоты неровностей за счет снижения площади контактирования и увеличения составляющей радиального усилия дорнования, которая, в свою очередь, улучшает условия протекания диффузионных процессов и формирование более равновесной дислокационной структуры.The technical result is an increase in the quality characteristics of the anti-friction-hardened surface layer of deep holes: reducing the height of the bumps by reducing the contact area and increasing the component of the radial force of burning out, which, in turn, improves the conditions for diffusion processes and the formation of a more equilibrium dislocation structure.

Этот технический результат достигается тем, что предложен дорн для формирования антифрикционно-упорочненного поверхностного слоя с ленточкой и расположенными в заборной части кольцевой канавки и радиальными каналами для подвода суспензии из антифрикционного порошка и связующего, причем на ленточке дорна расположена синусоидальная выточка.This technical result is achieved by the fact that a mandrel is proposed for forming an anti-friction-hardened surface layer with a ribbon and radial channels located in the intake part of the annular groove for supplying a suspension of antifriction powder and a binder, and a sinusoidal undercut is located on the ribbon of the mandrel.

Дорн под действием усилия дорнования внедряется поверхностью синусоидальной выточки в обрабатываемую поверхность в режиме скольжения со скоростью υ_дорн.The _{mandrel is} driven by the force of the mandrel and is inserted by the surface of a sinusoidal groove into the workpiece in sliding mode with a speed υ _mandrel .

Выдавленный деформирующим элементом материал заготовки образует волну по краям очага деформации, с гребнем которой контактирует струя суспензии. В пределах волны поверхностный слой получает прогиб в связи с выпучиванием и сдвигом и испытывает деформацию растяжения с соответствующим его удлинением, при этом формируется активная дислокационная структура с высокими растягивающими напряжениями, что увеличивает химическую активность поверхности. Максимальные растягивающие напряжения возникают на гребне волны, и в этом случае химическая активность поверхности еще больше повышается. Величина волны внеконтактной деформации очень мала.The workpiece material extruded by the deforming element forms a wave along the edges of the deformation zone, with the crest of which the stream of suspension is in contact. Within the wave, the surface layer becomes deflected due to buckling and shear and experiences tensile deformation with its corresponding elongation, while an active dislocation structure with high tensile stresses is formed, which increases the chemical activity of the surface. Maximum tensile stresses occur at the crest of the wave, and in this case, the chemical activity of the surface is further increased. The magnitude of the wave of non-contact deformation is very small.

На фигуре показан предлагаемый дорн для формирования антифрикционно-упорочненного поверхностного слоя.The figure shows the proposed mandrel for the formation of anti-friction-hardened surface layer.

Инструмент - дорн 1 с кольцевой канавкой 2 и радиальными каналами 3 в заборной части 4 дорна. На ленточке 5 дорна 1 расположена синусоидальная выточка 6. Дорн 1 установлен на оправке 7 с осевыми пазами 8.The tool is a mandrel 1 with an annular groove 2 and radial channels 3 in the intake part 4 of the mandrel. On the ribbon 5 of the mandrel 1 is a sinusoidal undercut 6. The mandrel 1 is mounted on the mandrel 7 with axial grooves 8.

Обработку внутренних цилиндрических поверхностей осуществляют следующим образом. Дорну 1 сообщают рабочее движение. В момент соприкосновения заборной части 4 с обрабатываемой поверхностью по каналам 3 и кольцевой канавке 2 под давлением подается суспензия, состоящая из мелкодисперсного порошка антифрикционного материала, например дисульфида молибдена и меди и связующего - глицерина.The processing of the inner cylindrical surfaces is as follows. Dorn 1 reported labor movement. At the moment of contact of the intake part 4 with the treated surface through the channels 3 and the annular groove 2, a suspension is supplied under pressure, consisting of a fine powder of antifriction material, for example, molybdenum and copper disulfide and a binder, glycerol.

Количество суспензии, которое увлекается в зону деформации конической (заборной) частью дорна в начальный момент времени, имеет определенный объем, равный вместимости пространства. При дальнейшем поступательном движении деформирующего элемента в зону контакта между поверхностями детали и инструмента по каналам 3 и кольцевой канавке 2 подается суспензия, состоящая из порошка антифрикционного материала и связующего, которая в результате диффузионного взаимодействия материала частиц суспензии, подаваемого под давлением, и поверхности детали и поверхностного пластической деформации образуется антифрикционно-упрочненный поверхностный слой отверстия. При этом клин суспензии оказывает пластифицирующее воздействие деформирующего элемента за счет подачи ее под давлением.The amount of suspension, which is carried away into the deformation zone by the conical (intake) part of the mandrel at the initial moment of time, has a certain volume equal to the capacity of the space. With further translational movement of the deforming element, a suspension consisting of a powder of antifriction material and a binder, which, as a result of diffusion interaction of the material of the suspension particles supplied under pressure, and the surface of the part and the surface plastic deformation, an antifriction hardened surface layer of the hole is formed. In this case, the wedge of the suspension has a plasticizing effect of the deforming element by supplying it under pressure.

При дальнейшем перемещении деформирующего элемента - дорна 1 в зоне контакта его синусоидальной выточки 6, расположенной на цилиндрической ленточке 5 происходит увеличение нормальной составляющей деформирующей силы и значительное повышение удельных нагрузок и локальных температур. Последующее упругое восстановление очага деформации приводит к возникновению сжимающих остаточных напряжений.With further movement of the deforming element - mandrel 1 in the contact zone of its sinusoidal undercut 6, located on the cylindrical ribbon 5, an increase in the normal component of the deforming force and a significant increase in specific loads and local temperatures. Subsequent elastic restoration of the deformation zone leads to the appearance of compressive residual stresses.

Синусоидальная выточка 6 обеспечивает уменьшение усилия дорнования за счет уменьшения площади контактирования в радиальном направлении - масштабный фактор, а также за счет улучшения условия смазывания поверхностей уменьшается коэффициент трения. Синусоидальная форма выточки 6 позволяет затекать суспензии в зону цилиндрической ленточки 5 по большему периметру, увеличивая площадь контактирования суспензии с обрабатываемой поверхностью перед поверхностно-пластическим деформированием, обеспечивая большую смачиваемость поверхности.The sinusoidal undercut 6 reduces the burning force by reducing the contact area in the radial direction - a scale factor, as well as by improving the lubrication conditions of the surfaces, the friction coefficient is reduced. The sinusoidal shape of the recess 6 allows the slurry to flow into the area of the cylindrical ribbon 5 along a larger perimeter, increasing the contact area of the suspension with the treated surface before surface plastic deformation, providing greater wettability of the surface.

Происходит обработка отверстия поверхностно-пластическим деформированием дорнованием с одновременным нанесением покрытия из состава суспензии порошка антифрикционного материала.The hole is processed by surface-plastic deformation by burnishing with simultaneous coating of a suspension of powder of antifriction material.

Применение данного технического решения размещения на ленточке дорна синусоидальной выточки позволяет формировать на длинномерных внутренних цилиндрических поверхностях антифрикционно-упрочненный поверхностный слой с меньшим усилием дорнования, например глубоких отверстий в деталях гидроцилиндров, при этом качество поверхностного слоя не ухудшается.The use of this technical solution for placing a sinusoidal undercut on the ribbon of the mandrel allows you to form an antifriction-strengthened surface layer on long internal cylindrical surfaces with a lower force of burning, for example deep holes in the details of hydraulic cylinders, while the quality of the surface layer does not deteriorate.

Claims

Dorn for forming an antifriction hardened surface layer with a ribbon and radial channels located in the intake part of the annular groove for supplying a suspension of antifriction powder and a binder, characterized in that a sinusoidal undercut is located on the ribbon of the mandrel.