RU111473U1

RU111473U1 - SHOCK IMPACT TOOL FOR DYNAMIC STRENGTHENING OF CYLINDRICAL SURFACES

Info

Publication number: RU111473U1
Application number: RU2011124374/02U
Authority: RU
Inventors: Степан Анатольевич Кукетков; Александр Михайлович Козлов; Иван Анатольевич Кукетков
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2011-12-20

Abstract

Торцевой инструмент ударного воздействия для динамического упрочнения цилиндрических деталей поверхностным пластическим деформированием, содержащий корпус дисковой формы и установленные в его пазах силовые блоки в виде гильз, деформирующие элементы в которых статически нагружены пружинами сжатия, отличающийся тем, что пазы выполнены в виде сквозных отверстий, а силовые блоки базируются по торцевой поверхности корпуса. End impact tool for dynamic hardening of cylindrical parts by surface plastic deformation, comprising a disk-shaped case and power blocks installed in its grooves in the form of sleeves, deforming elements in which are statically loaded with compression springs, characterized in that the grooves are made in the form of through holes, and power blocks are based on the end surface of the housing.

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических деталей поверхностным пластическим деформированием и формирования требуемого микрорельефа на их поверхностях.The invention relates to mechanical engineering technology and can be used for finishing and hardening processing of cylindrical parts by surface plastic deformation and the formation of the required microrelief on their surfaces.

Известна конструкция инструмента в составе устройства для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием [Патент РФ №100011. Устройство для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием // Кукетков С.А., Козлов A.M. Заявка №2010131750/02, 28.07.10. Бюл. №34, 10.12.2010], который является прототипом.A known construction of a tool as part of a device for processing parts by surface plastic deformation [RF Patent No. 100011. Device for processing parts by surface plastic deformation // Kuketkov S.A., Kozlov A.M. Application No. 201031750/02, 07.28.10. Bull. No. 34, 12/10/2010], which is a prototype.

Инструмент состоит из цельного корпуса имеющего Т-образные пазы с установленными в них сменными силовыми блоками в виде гильз, в которых размещены деформирующие элементы (ДЭ), причем для каждого деформирующего элемента используется отдельная гильза, а деформирующие элементы в гильзах статически нагружены пружинами сжатия. Происходит формирование регулярного микрорельефа на поверхности заготовки и упрочнение ее поверхностного слоя.The tool consists of a solid body with T-grooves with replaceable power blocks installed in them in the form of sleeves in which deforming elements (DE) are placed, and a separate sleeve is used for each deforming element, and the deforming elements in the sleeves are statically loaded with compression springs. A regular microrelief is formed on the surface of the workpiece and hardens its surface layer.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей инструмента за счет увеличения производительности обработки, а также расширения возможностей по формированию микрогеометрии поверхности.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the tool by increasing processing productivity, as well as expanding the capabilities for the formation of surface microgeometry.

Поставленная задача решается с помощью торцевого инструмента ударного воздействия для динамического упрочнения цилиндрических деталей поверхностным пластическим деформированием, состоящего из корпуса дисковой формы и установленных в его пазах силовых блоков в виде гильз, деформирующие элементы в которых статически нагружены пружинами сжатия, причем пазы выполнены в виде сквозных отверстий, а силовые блоки базируются по торцевой поверхности корпуса.The problem is solved using an impact tool for dynamic hardening of cylindrical parts by surface plastic deformation, consisting of a disk-shaped housing and power blocks installed in its grooves in the form of sleeves, the deforming elements of which are statically loaded with compression springs, and the grooves are made in the form of through holes , and power blocks are based on the end surface of the housing.

Техническим результатом применения инструмента является повышение износостойкости, контактной жесткости, усталостной прочности цилиндрических деталей ответственных.The technical result of the use of the tool is to increase the wear resistance, contact stiffness, fatigue strength of the cylindrical critical parts.

Сущность изобретения поясняется соответствующими чертежами.The invention is illustrated by the relevant drawings.

На фиг.1 изображен общий вид инструмента с круговым расположением силовых элементов.Figure 1 shows a General view of the tool with a circular arrangement of power elements.

На фиг.2 изображена схема формирования пластических отпечатков на поверхности заготовки деформирующими элементами ротационного инструмента.Figure 2 shows a diagram of the formation of plastic prints on the surface of the workpiece by the deforming elements of a rotary tool.

На фиг.3 изображена схема установки для динамического упрочнения цилиндрических деталей поверхностным пластическим деформированием предлагаемым инструментом.Figure 3 shows the installation diagram for dynamic hardening of cylindrical parts by surface plastic deformation of the proposed tool.

Инструмент состоит из корпуса 1, в торцевых отверстиях 2 которого расположены силовые блоки в виде гильз 3. В каждой гильзе расположен деформирующий элемент (ДЭ) 4, статически поджатый через отражатель 5 пружиной 6. Сила упругости пружины регулируется винтом 7 (фиг.2). Гильза фиксируется посредством шайбы 8 и гайки 9.The tool consists of a housing 1, in the end holes 2 of which there are power blocks in the form of sleeves 3. In each sleeve there is a deforming element (DE) 4, statically pressed through the reflector 5 by the spring 6. The spring elasticity is regulated by screw 7 (figure 2). The sleeve is fixed by means of washer 8 and nut 9.

Инструмент работает следующим образом.The tool works as follows.

Он устанавливается по базирующему отверстию 10 на вал приводного устройства (двигателя), установленного на месте суппорта токарного станка. Для передачи крутящего момента на корпусе 1 выполнен шпоночный паз 11. В каждой гильзе настраивается необходимое статическое усилие. Инструмент подводят к заготовке на величину натяга i, далее сообщается вращение n_д и n_и, а также подача S_и вдоль обрабатываемой поверхности (см. фиг.4). Производится обработка цилиндрической поверхности.It is installed on the base hole 10 on the shaft of the drive device (engine) installed in place of the support of the lathe. To transmit torque, a keyway 11 is made on the housing 1. The required static force is adjusted in each sleeve. The tool is brought to the workpiece by the amount of interference i, then the rotation n _d and n _and , as well as the feed S _and along the machined surface are reported (see figure 4). The processing of the cylindrical surface.

Деформирующие элементы движутся в плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента и параллельной направляющей обрабатываемой поверхности, при этом траектория вращения деформирующих элементов пересекает траекторию детали на величину натяга i (см. фиг.3). В результате ДЭ периодически взаимодействуют с заготовкой, оказывая ударное импульсное воздействие, и формируют на ее поверхности пластические отпечатки (см. фиг.3).The deforming elements move in a plane perpendicular to the axis of rotation of the tool and parallel to the guide surface of the workpiece, while the path of rotation of the deforming elements intersects the path of the part by the amount of interference i (see figure 3). As a result, DE periodically interact with the workpiece, providing a pulsed impact, and form plastic prints on its surface (see figure 3).

Формирование пластических отпечатков идет по встречной (точка 1 на фиг.3) и попутной схемам (точка 2 на фиг.3) деформирования. При встречной схеме деформирования происходит более интенсивный наклеп материала детали, нежели при попутной, вследствие встречного направления скоростей инструмента V_и и детали V_д и соответственно большей величины результирующего вектора скорости обработки V_R. «Встречные» отпечатки имеют более вытянутую в направлении результирующего вектора скорости обработки V_R эллипсоидную форму. «Попутные» отпечатки имеют соответственно более округлую форму. Оба вида пластических отпечатков имеют перпендикулярную к оси вращения детали ориентацию, согласно направлению результирующего вектора скорости обработки V_R.The formation of plastic prints is on the opposite (point 1 in figure 3) and associated schemes (point 2 in figure 3) deformation. When the counter circuit is more intense deformation hardening material of the workpiece than when passing, as a result of counter tool velocity _and the direction V _g and V parts and correspondingly larger values result vector processing speed V _R. “Counter” prints have an ellipsoidal shape more elongated in the direction of the resulting processing speed vector V _R. "Associated" prints are respectively more rounded in shape. Both types of plastic prints have an orientation perpendicular to the axis of rotation of the part, according to the direction of the resulting processing speed vector V _R.

При обработке цилиндрической поверхности заданной протяженности происходит двукратное ее упрочнение за один проход, что ведет как минимум к двухратному повышению производительности в сравнении с прототипом. Сначала производится серия дискретных ударных воздействий по схеме встречного деформирования, а затем серия ударов по схеме попутного деформирования. Таким образом, упрочнение поверхности при использовании предлагаемого инструмента за один проход является более интенсивным, нежели у прототипа.When processing a cylindrical surface of a given length, its double hardening occurs in one pass, which leads to at least a twofold increase in productivity in comparison with the prototype. First, a series of discrete shock actions is performed according to the counter deformation scheme, and then a series of impacts according to the associated deformation scheme. Thus, surface hardening when using the proposed tool in one pass is more intense than that of the prototype.

Накладываясь друг на друга пластические отпечатки формируют на поверхности характерный развитый микрорельеф в сочетании с интенсивно упрочненной поверхностью. Микрорельеф упрочненной поверхности и ее эксплуатационные характеристики зависят от настройки инструмента в сочетании с технологическими параметрами обработки (V_и, V_д, S_и, количества ДЭ).Superimposed on each other, plastic prints form a characteristic developed microrelief on the surface in combination with an intensely hardened surface. The microrelief of the hardened surface and its operational characteristics depend on the settings of the tool in combination with the processing parameters (V _and , V _d , S _and , amount of DE).

Технологические возможности инструмента обусловливают повышенную производительность по сравнению с прототипом, также, за счет более экономичного торцевого расположения и базирования силовых блоков с ДЭ.The technological capabilities of the tool lead to increased productivity compared to the prototype, also due to a more economical end location and basing of power units with DE.

Пример. Предлагаемый инструмент с наружным диаметром корпуса 200 мм может содержать до 16-ти силовых блоков по заданному радиусу R_э окружности центров ДЭ, в отличие от 8-ми ДЭ в прототипе.Example. The proposed tool with an outer diameter of 200 mm can contain up to 16 power units along a given radius R _{e of the} circumference of the centers of the DE, in contrast to the 8 DE in the prototype.

Таким образом, производительность динамического ударного упрочнения при прочих равных условиях повышается в четыре раза по сравнению с прототипом.Thus, the performance of dynamic impact hardening, ceteris paribus, is increased four times in comparison with the prototype.

Расширенные возможности предлагаемого инструмента по формированию требуемого микрорельефа с большой маслоемкостью и степенью упрочнения при достаточно высокой производительности позволяют обрабатывать широкую номенклатуру цилиндрических деталей, в том числе большой протяженности, такие как прокатные валки металлургического оборудования.The expanded capabilities of the proposed tool for the formation of the required microrelief with a large oil absorption and a degree of hardening at a sufficiently high productivity allow us to process a wide range of cylindrical parts, including long ones, such as rolling rolls of metallurgical equipment.

Claims

End impact tool for dynamic hardening of cylindrical parts by surface plastic deformation, comprising a disk-shaped case and power blocks installed in its grooves in the form of sleeves, deforming elements in which are statically loaded with compression springs, characterized in that the grooves are made in the form of through holes, and power blocks are based on the end surface of the housing.