RU156130U1

RU156130U1 - DEVICE FOR FORMING A REGULAR MICRORELIEF ON THE INDIGENOUS AND CONNECTING RODS OF THE CRANKSHAFT

Info

Publication number: RU156130U1
Application number: RU2015106120/02U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Кочин; Максим Викторович Желонкин; Антон Алексеевич Головин
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-10-27

Abstract

Приспособление для формирования регулярного микрорельефа на коренных и шатунных шейках коленчатых валов, содержащее деформирующие элементы, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком обработки, состоящим из воздействующих головок, которые соединены трубками с емкостью гидропластмассы и соединены с салазками продольного направления, которые соединены с виброгенератором, и приводным блоком, содержащим двигатель, соединенный с редуктором, на выходном валу которого крепится патрон, и центр, расположенный соосно патрону, при этом внутри воздействующих головок находятся деформирующие элементы, расположенные в два ряда с относительным смещением в толкателе и выступах корпуса с возможностью удержания их от выпадения.A device for forming a regular microrelief on the crankshaft main and crankpins containing deforming elements, characterized in that it is additionally equipped with a processing unit, consisting of acting heads, which are connected by tubes to the reservoir of hydroplastic and connected to the slides of the longitudinal direction, which are connected to the vibrator, and a drive unit containing a motor connected to the gearbox, on the output shaft of which a cartridge is attached, and a center located coaxially with the cartridge, etc. This inside heads affecting the deformation elements are arranged in two rows with the relative displacement of the pusher in the housing, and projections capable of holding them from falling out.

Description

Приспособление относится к области машиностроения, в частности, к упрочнению, связанным с повышением износостойкости коренных и шатунных шеек коленчатых валов.The device relates to the field of engineering, in particular, to hardening associated with increasing the wear resistance of the main and connecting rod necks of the crankshafts.

Известны способы упрочняющей обработки методом пластического деформирования коренных и шатунных шеек коленчатых валов.Known methods of hardening treatment by plastic deformation of the main and connecting rod journals of crankshafts.

Известен способ упрочнения коленчатого вала (Патент RU 2063324),в котором шейку вала устанавливают между инденторами опорного и нажимного блоков, одновременно со стороны указанных блоков прикладывают к ней статическую нагрузку и производят пластическое деформирование шейки в холодном состоянии обжатием попарно расположенными друг против друга инденторами. При упрочнении шейки нагрузки прикладывают последовательно вдоль и по периметру шейки, охватывая всю ее рабочую поверхность.A known method of hardening the crankshaft (Patent RU 2063324), in which the neck of the shaft is installed between the indenters of the support and pressure blocks, is simultaneously applied to it by a static load and plastic deformation of the neck is carried out in the cold state by compression by indenters placed in pairs opposite to each other. When hardening the neck, loads are applied sequentially along and around the neck perimeter, covering its entire working surface.

Недостатками способа является невозможность создания регулярного микрорельефа с полным пересечением регулярных неровностей в виду отсутствия осциллирующего движения направленного вдоль оси обрабатываемой детали.The disadvantages of the method is the inability to create a regular microrelief with the complete intersection of regular irregularities in view of the absence of oscillating motion directed along the axis of the workpiece.

Известен способ создания способ создания регулярного микрорельефа на цилиндрических заготовках (Патент RU 2329131),в котором заготовке сообщают вращательное движение, подводят и прижимают к поверхности заготовки инструмент. Инструменту сообщают ультразвуковые колебания, модулированные по амплитуде, и осуществляют его подачу вдоль обрабатываемой поверхности для создания регулярного микрорельефа в виде канавок.A known method of creating a method of creating a regular microrelief on cylindrical workpieces (Patent RU 2329131), in which the workpiece is rotationally driven, the tool is brought and pressed against the surface of the workpiece. The instrument is informed by ultrasonic vibrations modulated in amplitude and is fed along the surface to create a regular microrelief in the form of grooves.

Недостатком способа является дискретный характер образуемых углублений, что ухудшает условия перетекания смазки в процессе эксплуатации коленчатого вала.The disadvantage of this method is the discrete nature of the formed recesses, which worsens the conditions for the flow of lubricant during operation of the crankshaft.

Известно устройство для чистовой и упрочняющей обработки шеек коленчатых валов (Патент RU 2181322), устройство принято за прототип, в котором радиус обкатываемого ролика выполняют равным радиусу кривизны обрабатываемых галтелей.A device for finishing and hardening the processing of necks of crankshafts is known (Patent RU 2181322), the device is taken as a prototype in which the radius of the roll-in roller is equal to the radius of curvature of the processed fillets.

Главными недостатками устройства являются низкая степень упрочнения, недостаточная глубина залегания и отсутствие пересечения регулярных неровностей. Таким образом, устройство имеет низкую эффективность пластического деформирования, не позволяет достичь значительного повышения усталостной прочности коленчатого вала и не позволяет достичь полной оптимизации площади поверхности контактирования сопрягаемых деталей.The main disadvantages of the device are the low degree of hardening, insufficient depth and lack of intersection of regular irregularities. Thus, the device has a low efficiency of plastic deformation, does not allow to achieve a significant increase in the fatigue strength of the crankshaft and does not allow to achieve complete optimization of the contact surface area of the mating parts.

Задачей полезной модели является получение регулярного микрорельефа с полным пересечением регулярных неровностей, который способствует частичному улучшению геометрии формы шеек коленчатого вала и улучшению шероховатости обработанных поверхностей, а также улучшению условиям смазки в процессе эксплуатации путем заполнения всего микрорельефа смазочно-охлаждающей жидкостью.The objective of the utility model is to obtain a regular microrelief with the complete intersection of regular irregularities, which contributes to a partial improvement in the geometry of the shape of the necks of the crankshaft and to improve the roughness of the machined surfaces, as well as to improve lubrication conditions during operation by filling the entire microrelief with a cutting fluid.

Технический результат - повышение производительности устройства и качество обрабатываемых поверхностей за счет нанесения на поверхность регулярного микрорельефа, что улучшает эксплуатационные свойства коленчатого вала.The technical result is an increase in the productivity of the device and the quality of the processed surfaces by applying a regular microrelief to the surface, which improves the operational properties of the crankshaft.

Технический результат достигается тем, что полезная модель содержит деформирующие элементы, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена блоком обработки состоящим из воздействующих головок, которые соединены трубками с емкостью гидропластмассы, а также соединены с салазками продольного направления, которые в свою очередь соединены с виброгенератором, внутри воздействующих головок находятся деформирующие элементы, расположенные в два ряда, с относительным смещением, с толкателем и выступами корпуса, в которых деформирующие элементы располагаются с возможностью удержания их от выпадания, а также приводным блоком, который содержит: двигатель, соединенный с редуктором, на выходном валу которого крепится патрон, а также центр расположенный соосно патрону.The technical result is achieved in that the utility model contains deforming elements, characterized in that it is additionally equipped with a processing unit consisting of acting heads, which are connected by tubes to the reservoir of the hydroplastic, and are also connected to the slides of the longitudinal direction, which in turn are connected to the vibration generator, inside the acting heads are deforming elements arranged in two rows, with relative displacement, with a pusher and body protrusions, in which the deforming elements The tapes are arranged to hold them from falling out, as well as a drive unit, which contains: an engine connected to a gearbox, on the output shaft of which a chuck is attached, as well as a center located coaxially with the chuck.

Полезная модель состоит из: блока обработки и приводного блока. Приводной блок содержит: двигатель, соединенный с редуктором, на выходном валу которого крепится патрон, а также центр расположенный соосно патрону. Блок обработки состоит из воздействующих головок, которые соединены трубками с емкостью гидропластмассы, а также соединены с салазками продольного направления, которые в свою очередь соединены с виброгенератором. Воздействующая головка содержит: деформирующие элементы сферической формы, расположенные в два рядя с относительным смещением, удерживаемые от выпадания толкателем и корпусом.The utility model consists of: a processing unit and a drive unit. The drive unit contains: a motor connected to a gearbox, on the output shaft of which a chuck is attached, as well as a center located coaxially with the chuck. The processing unit consists of acting heads, which are connected by tubes to the reservoir of hydroplastic, and are also connected to the slides of the longitudinal direction, which in turn are connected to a vibrator. The acting head contains: deforming elements of a spherical shape, arranged in two rows with relative displacement, kept from falling out by the pusher and the body.

На фиг. 1, фиг. 2 представлена конструкция приспособления, фиг. 3 - параметры расположения шариков в воздействующих головках, на фиг. 4 - модель траекторий обработанной поверхности.In FIG. 1, FIG. 2 shows the design of the device, FIG. 3 - parameters of the arrangement of balls in the acting heads, in FIG. 4 - model of the trajectories of the machined surface.

Приспособление работает следующим образом. Коленчатый вал 1 устанавливается в центр 2 и закрепляется с помощью патрона 3. Главное движение сообщается через двигатель 4 с редуктором 5. К шейкам подводится блок для обработки, состоящий из воздействующих головок с шариками 6, системы салазок продольного направления 7, на который воздействует виброгенератор 8. Виброгенератор сообщает осциллирующее движение двум рядам шариков 9, разделенных сепаратором 10, расположение которых зависит от выбора желаемого микрорельефа и находится с помощью математической модели. Необходимую силу прижатия обеспечивает толкатель 11, на который воздействует гидропластмасса 12, которая подается под давлением по трубкам 13 в головки с шариками. Общая конструкция приспособления представлена на фиг. 1 и фиг. 2.The device works as follows. The crankshaft 1 is installed in the center 2 and secured with a cartridge 3. The main movement is communicated through the engine 4 with a gear 5. A processing unit consisting of acting heads with balls 6, a slide system of longitudinal direction 7, which is affected by the vibration generator 8, is brought to the necks. The vibration generator reports oscillating motion to two rows of balls 9 separated by a separator 10, the location of which depends on the choice of the desired microrelief and is found using a mathematical model. The necessary pressing force is provided by the pusher 11, which is affected by hydroplastic 12, which is supplied under pressure through the tubes 13 to the heads with balls. The general construction of the device is shown in FIG. 1 and FIG. 2.

Прижимная головка с шариками содержит 2 ряда роликов, разделенных сепаратором.The pressure head with balls contains 2 rows of rollers separated by a separator.

Расстояние между рядами, радиус шариков и их количество определяется коэффициентами (согласно ГОСТ 24773-81) осевого шага неровностей So и величиной смещения i в уравнениях для первого шарика,The distance between the rows, the radius of the balls and their number is determined by the coefficients (according to GOST 24773-81) of the axial pitch of the roughnesses So and the displacement i in the equations for the first ball,

- для второго шарика,

- for the second ball,

- для третьего,

- for the third,

- четвертого шарика первого ряда и уравнениями

- fourth ball of the first row and equations

,

для первого, второго, третьего и четвертого шариков второго ряда соответственно. Оптимальное значение коэффициента величины смещения i, при котором обеспечивается наибольшее пересечение траекторий принято 0,4…0,5. При заданном значении i расстояние между рядами шариков Li определяется как отношение радиуса шарика r_шк величине смещения i. (Li=r_ш/i). Радиус шарика определяется как отношение длины шейки коленчатого вала, L_ш, к количеству шариков умноженное на 2, (2∗n_ш), и численно равен осевому шагу неровностей So. (r_ш=So=L_ш/2∗n_ш). Осциллирующее движение виброгенератора, также задается параметрами кругового шага неровностей S_k, и амплитудой осциллирующего движения инструмента A. При этом параметр A должен быть больше половины осевого шага неровностей S₀ (A>S₀/2), а осевой шаг неровностей S₀ должен быть меньше или равен межосевому расстоянию шариков первого и второго рядов (S₀<=R₁₂). Аргумент x в уравнении равен длине окружности обрабатываемой шейки. На фиг. 2 представлены параметры расположения шариков в воздействующих головках.for the first, second, third and fourth balls of the second row, respectively. The optimal value of the coefficient of displacement i, at which the greatest intersection of the trajectories is accepted, is 0.4 ... 0.5. For a given value of i, the distance between the rows of balls Li is determined as the ratio of the radius of the ball r _w to the displacement value i. (Li = r _w / i). The radius of the ball is defined as the ratio of the length of the neck of the crankshaft, L _w , to the number of balls multiplied by 2, (2 ∗ n _w ), and is numerically equal to the axial pitch of the bumps So. (r _w = So = L _w / 2 ∗ n _w ). The oscillating motion of the vibrator is also determined by the parameters of the circular pitch of the irregularities S _k , and the amplitude of the oscillating motion of the instrument A. Moreover, the parameter A should be more than half the axial pitch of the unevenness S ₀ (A> S _0/2 ), and the axial pitch of the unevenness S ₀ should be less than or equal to the center distance of the balls of the first and second rows (S ₀ <= R ₁₂ ). Argument x in the equation is equal to the circumference of the processed neck. In FIG. 2 presents the parameters of the arrangement of balls in the acting heads.

Математическая модель траекторий обработанной поверхности при параметрах:The mathematical model of the trajectories of the processed surface with the parameters:

S_k=20; A=4; i=0,4; So=3; x=194, показаны на фиг. 3S _k = 20; A = 4; i = 0.4; So = 3; x = 194, shown in FIG. 3

Где y1(x), y2(x), y3(x), y4(x) - траектория движения шариков первого ряда, y11(x), y22(x), y33(x), y44(x) - траектория движения шариков второго ряда.Where y1 (x), y2 (x), y3 (x), y4 (x) is the trajectory of the balls of the first row, y11 (x), y22 (x), y33 (x), y44 (x) is the trajectory of the balls second row.

Предлагаемое приспособление работает следующим образом. Коленчатый вал устанавливается в центра, при обработке шатунных шеек требуется дополнительное центрирование. К шейкам подводится блок для обработки, состоящий из воздействующих головок с шариками, системы салазок продольного направления, на который воздействует виброгенератор. Виброгенератор сообщает осциллирующее движение двум рядам шариков, расположение которых зависит от выбора желаемого микрорельефа и находится с помощью математической модели. Необходимую силу прижатия обеспечивает толкатель, на который воздействует гидропластмасса. Гидропластмасса подается под давлением по трубкам в головки с шариками.The proposed device operates as follows. The crankshaft is installed in the center; additional centering is required when processing the connecting rod journals. A block for processing, consisting of acting heads with balls, a slide system of longitudinal direction, which is affected by the vibration generator, is brought to the necks. The vibration generator reports oscillating motion to two rows of balls, the location of which depends on the choice of the desired microrelief and is found using a mathematical model. The necessary pressing force is provided by the pusher, which is affected by hydroplastic. Hydroplastic is supplied under pressure through tubes to the ball heads.

Результатом приспособления является частичное улучшение геометрии формы шеек коленчатого вала, улучшение шероховатости обработанных поверхностей, а также создание гарантированного регулярного микрорельефа с полным пересечением регулярных неровностей, создания регулярно сложно-расположенных непрерывных канавок, создаваемых для улучшения условий смазки в процессе эксплуатации и оптимизации площади поверхности контактирования сопрягаемых деталей, в частности шеек коленчатого вала и рабочей поверхностью вкладышей шатуна. Регулярный микрорельеф облегчает оптимизацию микрогеометрии рабочих поверхностей деталей, в частности шеек коленчатых валов, улучшая их эксплуатационные свойства. Проведенная обработка способствует повышению усталостной прочности, износостойкости, твердости, а также обработанные поверхности приобретают антикоррозионные и антифрикционные свойства.The result of the adaptation is a partial improvement in the geometry of the shape of the necks of the crankshaft, improved roughness of the machined surfaces, as well as the creation of a guaranteed regular microrelief with the complete intersection of regular irregularities, the creation of regularly complex continuous grooves created to improve lubrication conditions during operation and optimize the contact surface area of the mating surfaces parts, in particular the crankshaft journals and the working surface of the connecting rod bushings. Regular microrelief facilitates the optimization of the microgeometry of the working surfaces of parts, in particular the necks of the crankshafts, improving their operational properties. The performed treatment improves fatigue strength, wear resistance, hardness, and also the treated surfaces acquire anti-corrosion and anti-friction properties.

Claims

A device for forming a regular microrelief on the crankshaft main and crankpins containing deforming elements, characterized in that it is additionally equipped with a processing unit, consisting of acting heads, which are connected by tubes to the reservoir of hydroplastic and connected to the slides of the longitudinal direction, which are connected to the vibrator, and a drive unit containing a motor connected to the gearbox, on the output shaft of which a cartridge is attached, and a center located coaxially with the cartridge, etc. This inside heads affecting the deformation elements are arranged in two rows with the relative displacement of the pusher in the housing, and projections capable of holding them from falling out.