RU192651U1

RU192651U1 - Dorn for surface plastic deformation of holes

Info

Publication number: RU192651U1
Application number: RU2019108055U
Authority: RU
Inventors: Нина Михайловна Тудакова; Вадим Владимирович Крайнов
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2019-09-25

Abstract

Решение относится к технологии машиностроения, в частности, к сборным устройствам поверхностного пластического деформирования дорнованием отверстий деталей из сталей и сплавов. Задачей предлагаемого решения является улучшение шероховатости поверхности и качества поверхностного слоя при обработке поверхностным пластическим деформированием отверстий дорнованием. Технический результат – улучшение шероховатости поверхности и качества поверхностного слоя за счет независимого расположения деформирующих элементов, позволяющего более точно совместить зоны внеконтактной деформации с последующими деформирующими элементами, изменяющиеся в процессе обработки, а также повышение стойкости устройства в целом. Этот технический результат достигается тем, что предложен дорн для поверхностного пластического деформирования отверстий, содержащий деформирующие блоки, включающие пружины, резьбовые шайбы и деформирующие элементы, причем, деформирующие элементы прижаты пружинами с помощью резьбовых шайб к торцам предыдущей ступени ступенчатой оправки.The solution relates to mechanical engineering technology, in particular, to prefabricated devices for surface plastic deformation by the burning of holes in parts made of steel and alloys. The objective of the proposed solution is to improve the surface roughness and the quality of the surface layer when processing surface plastic deformation of holes by burning. The technical result is an improvement in surface roughness and quality of the surface layer due to the independent location of the deforming elements, allowing more accurately combine non-contact deformation zones with subsequent deforming elements that change during processing, as well as increasing the durability of the device as a whole. This technical result is achieved by the fact that a mandrel for surface plastic deformation of holes is proposed, comprising deformation blocks including springs, threaded washers and deformation elements, moreover, deformation elements are pressed by springs with threaded washers to the ends of the previous step of the mandrel.

Description

Решение относится к технологии машиностроения, в частности, к сборным устройствам поверхностного пластического деформирования дорнованием отверстий деталей из сталей и сплавов.The solution relates to mechanical engineering technology, in particular, to prefabricated devices for surface plastic deformation by the burning of holes in parts made of steel and alloys.

Известен комбинированный инструмент (а. с. на полезную модель 14540 РФ, МКИ³ 7В24В 39/00 от 10.08.2000, Бюл. № 22) для обработки внутренних цилиндрических поверхностей, содержащий оправку, на которой расположены блоки: режущий, зачистной и деформирующий, а деформирующий установлен с возможностью поступательного перемещения по оправке, причем деформирующий блок выполнен в виде чередующихся элементов тарельчатых пружин и шайб с отверстиями для подачи суспензии.A combined tool is known (a.s. for utility model 14540 of the Russian Federation, MKI ³ 7V24V 39/00 from 08/10/2000, Bull. No. 22) for processing internal cylindrical surfaces, containing a mandrel on which the blocks are located: cutting, cleaning and deforming, and the deforming is installed with the possibility of translational movement along the mandrel, and the deforming unit is made in the form of alternating elements of Belleville springs and washers with holes for supplying a suspension.

Однако элементы тарельчатых пружин деформирующего (дорнующего) блока расположены на одной ступени вала, что не позволяет настроить каждый из деформирующих элементов тарельчатой пружины на соответствующее положение по оси вала, учитывающее волну внеконтактной деформации при дорновании. However, the elements of the Belleville springs of the deforming (mandrel) block are located on one stage of the shaft, which does not allow each of the deforming elements of the Belleville spring to adjust to the corresponding position along the axis of the shaft, taking into account the wave of non-contact deformation during burnishing.

В качестве прототипа принят деформирующий инструмент для импульсного упрочнения отверстий (патент РФ № 2355554 В24В 39/02 от 20.05.09, Бюл. № 14), содержащий собранные в пакет тарельчатые пружины, выполненные с торцевой конической поверхностью, радиальными пазами и центральным отверстием, шток, на котором расположены тарельчатые пружины с возможностью их продольного перемещения и изменения угла конуса их торцевой поверхности и боек, при этом тарельчатые пружины выполнены с возможностью восприятия импульсной нагрузки от бойка, прогиба на величину f, увеличения их диаметра и обеспечения направления импульсной нагрузки по нормали к обрабатываемой поверхности, причем величина прогиба тарельчатых пружин f определена из следующего выражения:As a prototype, a deforming tool for pulse hardening of holes was adopted (RF patent No. 2355554 V24V 39/02 of 05.20.09, Bull. No. 14), containing disk-shaped springs assembled in a bag, made with an end conical surface, radial grooves and a central hole, a rod , on which the Belleville springs are located with the possibility of their longitudinal movement and changing the angle of the cone of their end surface and the strikers, while the Belleville springs are made with the possibility of perception of the pulse load from the striker, deflection by f , increasing their diameter and ensuring the direction of the impulse load normal to the work surface, and the magnitude of the deflection of Belleville springs f is determined from the following expression:

где

диаметр обрабатываемого отверстия заготовки, мм; Where

diameter of the workpiece’s hole, mm;

натяг при упрочнении;

tightness during hardening;

диаметр отверстия тарельчатой пружины;

cup spring diameter;

и

угол конуса торцевой поверхности тарельчатой пружины соответственно в рабочем нагруженном и свободном состоянии, град;

and

the cone angle of the end surface of the Belleville spring, respectively, in the working loaded and free state, deg;

наружный диаметр тарельчатой пружины в свободном ненагруженном состоянии.

the outer diameter of the cup spring in a free unloaded state.

Недостатком деформирующего инструмента для импульсного упрочнения отверстий по прототипу является близкое расположение тарельчатых пружин, что не учитывает волны внеконтактной деформации, формирующиеся перед и после каждой деформации, а также низкая стойкость деформирующего инструмента.The disadvantage of a deforming tool for pulse hardening of holes according to the prototype is the close arrangement of plate springs, which does not take into account the waves of non-contact deformation formed before and after each deformation, as well as the low resistance of the deforming tool.

Задачей предлагаемого решения является улучшение шероховатости поверхности и качества поверхностного слоя при обработке поверхностным пластическим деформированием отверстий дорнованием.The objective of the proposed solution is to improve the surface roughness and the quality of the surface layer when processing surface plastic deformation of holes by annealing.

Технический результат – улучшение шероховатости поверхности и качества поверхностного слоя за счет независимого расположения деформирующих элементов, позволяющего более точно совместить зоны внеконтактной деформации с последующими деформирующими элементами, изменяющиеся в процессе обработки, а также повышение стойкости устройства в целом.EFFECT: improved surface roughness and quality of the surface layer due to the independent arrangement of deforming elements, which allows more accurate combining of non-contact deformation zones with subsequent deforming elements that change during processing, as well as increasing the durability of the device as a whole.

Технический результат достигается тем, что предложен дорн для поверхностного пластического деформирования отверстий, содержащий деформирующие блоки, включающие пружины, резьбовые шайбы и деформирующие элементы, причем деформирующие элементы прижаты пружинами с помощью резьбовых шайб к торцам предыдущей ступени ступенчатой оправки.The technical result is achieved by the fact that a mandrel for surface plastic deformation of holes is proposed, comprising deforming blocks including springs, threaded washers and deforming elements, the deforming elements being pressed by springs with threaded washers to the ends of the previous step of the mandrel.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство.In FIG. 1 shows the proposed device.

Устройство представляет собой закрепленные и прижатые пружинами 1 с помощью резьбовых шайб 2 к торцам предыдущей ступени ступенчатой оправки 3 деформирующие элементы 4 дорна, выполненные в форме толстостенных тарелок. The device is fastened and pressed by springs 1 with threaded washers 2 to the ends of the previous step of the step mandrel 3 deforming elements 4 of the mandrel, made in the form of thick-walled plates.

Наружный диаметр последующего деформирующего (дорнующего) элемента 4 больше на величину натяга на деформирующий элемент при дорновании. Число деформирующих элементов 4, как и число, диаметрально уменьшающихся ступеней оправки 3 может быть две или три, так как при большем их количестве с соответствующим натягом на каждый деформирующий элемент происходит перенаклеп поверхностного слоя отверстия.The outer diameter of the subsequent deforming (mandrel) element 4 is greater by the amount of interference on the deforming element during burnishing. The number of deforming elements 4, as well as the number of diametrically decreasing steps of the mandrel 3 can be two or three, since with a larger number of them with a corresponding interference on each deforming element, the surface layer of the hole is re-riveted.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Перед началом поверхностного пластического деформирования настраивают положение каждого деформирующего элемента 4 на соответствующей ступени оправки 3 и фиксируют резьбовыми шайбами 2 сжатие пружин 1. При настройке на расстояние между деформирующими элементами 4 учитывают волны внеконтактной деформации, образующиеся в процессе поверхностного пластического деформирования как перед, так и после каждого деформирующего элемента.Before the beginning of surface plastic deformation, the position of each deforming element 4 is adjusted at the corresponding stage of the mandrel 3 and the compression of the springs 1 is fixed with threaded washers 2. When adjusting to the distance between the deforming elements 4, the non-contact deformation waves generated during the surface plastic deformation both before and after are taken into account each deforming element.

Данное решение позволяет с аккумулировать энергию сжатия пружин для дальнейшего ее использования в процессе дорнования, а расположенные на разных ступенях оправки настроенные деформирующие элементы, выполняют роль независимых дорнов, что позволяет более точного совместить зоны внеконтактной деформации и повысить качество шероховатости и поверхностного слоя отверстия.This solution allows you to accumulate the compression energy of the springs for further use in the burning process, and the configured deforming elements located at different steps of the mandrel act as independent mandrels, which allows more accurate combination of non-contact deformation zones and improve the quality of the roughness and surface layer of the hole.

В результате шероховатость поверхности уменьшается с R_а=0,16…0,32 мкм до R_а=0,06…0,08 мкм и формируется упрочненный поверхностный слой отверстия с остаточными напряжениями сжатия σ_ост=400…700 МПа.As a result, the surface roughness decreases from R _a = 0.16 ... 0.32 μm to R _a = 0.06 ... 0.08 μm and a strengthened surface layer of the hole is formed with residual compressive stresses σ _ost = 400 ... 700 MPa.

Claims

Dorn for surface plastic deformation of holes, containing deformation blocks including springs, threaded washers and deformation elements, characterized in that it is equipped with a step mandrel, while the deformation elements are pressed by springs with threaded washers to the ends of the previous step of the step mandrel.