RU2052332C1 - Instrument for the surface plastic deformation - Google Patents

Instrument for the surface plastic deformation Download PDF

Info

Publication number
RU2052332C1
RU2052332C1 SU4855048A RU2052332C1 RU 2052332 C1 RU2052332 C1 RU 2052332C1 SU 4855048 A SU4855048 A SU 4855048A RU 2052332 C1 RU2052332 C1 RU 2052332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
annular chamber
deforming elements
chamber
deforming
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Довгалев
Original Assignee
Александр Михайлович Довгалев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович Довгалев filed Critical Александр Михайлович Довгалев
Priority to SU4855048 priority Critical patent/RU2052332C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2052332C1 publication Critical patent/RU2052332C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: instrument has a casing with a ring-shaped groove. Deforming members of the ferromagnetic material are mounted in it. The drive for their displacement is made as constant magnet and has the shape of an oblique cylinder. The length of the generatrix is equal to half of the chamber width. The cylinder face ends are sloped to the face end, H is the width of the ring-shaped chamber, D is the diameter of the bottom of the ring-shaped chamber. During the casing rotation the deforming bodies are brought into motion by the magnetic field. Under the action of the magnet shape this movement has a regulated character. EFFECT: enhanced quality of the finishing treatment. 1 dwg

Description

Изобретение касается поверхностного пластического деформирования и может быть использовано для упрочняющей обработки отверстий маложестких деталей машин. The invention relates to surface plastic deformation and can be used for hardening processing of holes of non-rigid machine parts.

Цель изобретения повышение качества обработанной поверхности за счет придания упорядоченного характера перемещению деформирующих элементов. The purpose of the invention is to improve the quality of the treated surface by giving an ordered character to the movement of deforming elements.

Инструмент для поверхностного пластического деформирования содержит корпус с щечками, образующими кольцевую камеру, открытую в направлении от оси инструмента к его периферийной поверхности, деформирующие элементы, расположенные в камере с возможностью пространственных перемещений, и привод перемещения деформирующих элементов. Корпус выполнен из диамагнитного материала, деформирующие элементы выполнены из ферромагнитного материала, а привод перемещения деформирующих элементов выполнен в виде постоянного магнита, имеющего форму косого цилиндра, соосного с инструментом, образующего своей цилиндрической поверхностью часть дна кольцевой камеры, имеющего образующую с длиной, равной половине ширины камеры, и наклоненного каждым своим торцом к оси инструмента под углом, определяемым из соотношения:
αarctg(H/2D), где α угол наклона торца к оси инструмента;
H ширина кольцевой камеры;
D диаметр дна кольцевой камеры.The tool for surface plastic deformation includes a housing with cheeks forming an annular chamber open in the direction from the axis of the tool to its peripheral surface, deforming elements located in the chamber with the possibility of spatial movements, and a drive for moving the deforming elements. The housing is made of diamagnetic material, the deforming elements are made of ferromagnetic material, and the drive of the movement of the deforming elements is made in the form of a permanent magnet having the shape of an oblique cylinder, coaxial with the tool, forming on its cylindrical surface a part of the bottom of the annular chamber having a generatrix with a length equal to half the width camera, and tilted by each of its ends to the axis of the tool at an angle determined from the ratio:
αarctg (H / 2D), where α is the angle of inclination of the end face to the axis of the tool;
H is the width of the annular chamber;
D is the diameter of the bottom of the annular chamber.

На чертеже показано предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Инструмент содержит корпус 1 с щечками 2, 3, образующими кольцевую камеру 4, открытую в направлении от оси инструмента к его периферийной поверхности, деформирующие элементы 5, расположенные в кольцевой камере 4 с возможностью осуществления пространственных колебательных перемещений, и привод перемещения деформирующих элементов. The tool contains a housing 1 with cheeks 2, 3, forming an annular chamber 4, open in the direction from the axis of the instrument to its peripheral surface, deforming elements 5 located in the annular chamber 4 with the possibility of spatial oscillatory movements, and a drive for moving the deforming elements.

Корпус 1 выполнен из диамагнитного материала. Деформирующие элементы 5 выполнены из ферромагнитного материала. Привод перемещения деформирующих элементов 5 выполнен в виде постоянного магнита 6 с цилиндрической поверхностью 7, имеющего форму косого цилиндра, соосного с продольной осью 8 инструмента, образующего своей цилиндрической поверхностью 7 часть дна кольцевой камеры 4, имеющего образующую с длиной, равной половине ширины камеры, и наклоненного каждым своим торцом (торцами 9, 10) к оси 11 инструмента (ось 11 инструмента расположена в плоскости симметрии кольцевой камеры 4) под углом. Величину угла наклона торцов 9, 10 магнита 6 определим из треугольника ABC:
tgα

Figure 00000001

(1)
Подставив значения BC и AB в выражение (1), окончательно получим:
αarctg(H/2D), (2) где α угол наклона торца к оси инструмента;
H ширина кольцевой камеры;
D диаметр дна кольцевой камеры.The housing 1 is made of diamagnetic material. The deforming elements 5 are made of ferromagnetic material. The drive for moving the deforming elements 5 is made in the form of a permanent magnet 6 with a cylindrical surface 7 having the shape of an oblique cylinder, coaxial with the longitudinal axis 8 of the tool, forming with its cylindrical surface 7 a part of the bottom of the annular chamber 4 having a generatrix with a length equal to half the width of the chamber, and tilted by each of its ends (ends 9, 10) to the axis 11 of the tool (the axis 11 of the tool is located in the plane of symmetry of the annular chamber 4) at an angle. The angle of inclination of the ends 9, 10 of the magnet 6 is determined from the triangle ABC:
tgα
Figure 00000001

(one)
Substituting the values BC and AB in the expression (1), we finally get:
αarctg (H / 2D), (2) where α is the angle of inclination of the end face to the axis of the tool;
H is the width of the annular chamber;
D is the diameter of the bottom of the annular chamber.

Деталь 12 закрепляют в патроне, а корпус 1 инструмента устанавливают в шпинделе станка. Корпус 1 перемещают в осевом направлении и совмещают плоскость симметрии кольцевой камеры 4 с торцом детали 12. Корпусу 1 сообщают вращение и перемещают вдоль образующей обрабатываемой поверхности. Под действием магнитного поля от магнита 6 деформирующие элементы 5 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 4. Возникающая при этом центробежная сила прижимает деформирующие элементы 5 к обрабатываемой поверхности. Деформирующие элементы 5 осуществляют поверхностное пластическое деформирование поверхности. Одновременно с центробежной силой на деформирующие элементы 5 действует осевая сила

Figure 00000002
=
Figure 00000003
sinωt изменяющаяся по гармоническому закону (
Figure 00000004
амплитуда вектора гармонической силы; ω частота действия гармонической силы), наличие которой обусловлено наклоном торцов 9, 10 магнита 6 под углом α
В зависимости от положения деформирующих элементов 5 относительно магнита 6 на них действует магнитная сила определенной величины и направления, изменяющаяся по гармоническому закону. Анализируя конкретное положение деформирующих элементов 5 относительно магнита 6 (положение, которое изображено на чертеже), видим, что на деформирующий элемент 5, расположенный в верхней части кольцевой камеры 4, действует осевая сила F, направленная вправо, а на деформирующий элемент 5, расположенный внизу кольцевой камеры 4, действует осевая сила F, имеющая противоположное направление. Под действием осевой гармонической силы деформирующие элементы 5 осуществляют периодические осевые перемещения (в пределах зазора между щечками 2,3 и деформирующими элементами 5), формируя на обрабатываемой поверхности детали 12 регулярный рельеф. Причем за один оборот инструмента деформирующие элементы 5 осуществляют один период колебательного перемещения в осевом направлении кольцевой камеры 4.Part 12 is fixed in the chuck, and the tool body 1 is installed in the spindle of the machine. The housing 1 is moved in the axial direction and the plane of symmetry of the annular chamber 4 is aligned with the end of the part 12. The housing 1 is informed of rotation and moved along the generatrix of the surface to be treated. Under the action of a magnetic field from the magnet 6, the deforming elements 5 are accelerated in the circumferential direction of the annular chamber 4. The resulting centrifugal force presses the deforming elements 5 to the work surface. Deforming elements 5 carry out surface plastic deformation of the surface. Simultaneously with the centrifugal force on the deforming elements 5 acts axial force
Figure 00000002
=
Figure 00000003
sinωt changing according to harmonic law (
Figure 00000004
amplitude of the harmonic force vector; ω frequency of the harmonic force), the presence of which is due to the slope of the ends 9, 10 of the magnet 6 at an angle α
Depending on the position of the deforming elements 5 relative to the magnet 6, they are affected by a magnetic force of a certain magnitude and direction, which varies according to a harmonic law. Analyzing the specific position of the deforming elements 5 relative to the magnet 6 (the position shown in the drawing), we see that the deforming element 5 located in the upper part of the annular chamber 4 acts on the axial force F directed to the right, and on the deforming element 5 located below annular chamber 4, the axial force F, having the opposite direction. Under the action of axial harmonic force, the deforming elements 5 perform periodic axial movements (within the gap between the cheeks 2,3 and the deforming elements 5), forming a regular relief on the workpiece surface 12. Moreover, for one revolution of the tool, the deforming elements 5 carry out one period of oscillatory movement in the axial direction of the annular chamber 4.

В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку отверстия втулки с внутренним диаметром 80 мм и длиной 90 мм из стали 45 и сплава Д16Т на станке модели 16К20Ф1. В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 12 мм из ШХ15 (HRCэ 62). Размеры постоянного кольцевого магнита (Dxdxh): 50х10х8 мм. Материал магнита SmCo5. Максимальная величина магнитной индукции в зоне кольцевой камеры 0,9 Тл. Минимальная величина магнитной индукции в зоне кольцевой камеры 0,1 Тл. Размеры кольцевой камеры инструмента (H 16 мм, диаметр дна кольцевой камеры D 50 мм, угол наклона торцов магнита определяли из выражения (2):
α=arctg

Figure 00000005
=9°
Режимы обработки: скорость вращения шпинделя 0,2-4 м/с; осевая подача инструмента 200-250 мм/мин. Охлаждение масло индустриальное. Амплитуда регулярного рельефа, формируемого на поверхности детали, была равна зазору между деформирующими элементами и щечками и составляла 4 мм.An example of a specific implementation is the processing of a bore hole with an inner diameter of 80 mm and a length of 90 mm from steel 45 and alloy D16T on a machine model 16K20F1. Balls with a diameter of 12 mm from ШХ15 (HRC e 62) were used as deforming elements. Dimensions of a permanent ring magnet (Dxdxh): 50x10x10 mm. SmCo 5 magnet material. The maximum value of magnetic induction in the zone of the annular chamber is 0.9 T. The minimum value of magnetic induction in the area of the annular chamber of 0.1 T. The dimensions of the annular chamber of the tool (H 16 mm, the diameter of the bottom of the annular chamber D 50 mm, the angle of inclination of the ends of the magnet was determined from the expression (2):
α = arctg
Figure 00000005
= 9 °
Processing modes: spindle rotation speed 0.2-4 m / s; axial feed of the tool 200-250 mm / min. Cooling industrial oil. The amplitude of the regular relief formed on the surface of the part was equal to the gap between the deforming elements and the cheeks and was 4 mm.

Предлагаемый инструмент обеспечивает повышение регулярности формируемого на поверхности детали микрорельефа, что повышает качественные характеристики обработки. The proposed tool provides an increase in the regularity of the microrelief formed on the surface of the part, which increases the quality characteristics of the processing.

Claims (1)

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ, содержащий корпус со щечками, образующими кольцевую камеру, открытую в направлении от оси инструмента к его периферийной поверхности, деформирующие элементы, расположенные в камере с возможностью пространственных перемещений, и привод перемещения деформирующих элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки путем придания упорядоченного характера перемещению деформирующих элементов, корпус выполнен из диамагнитного материала, деформирующие элементы выполнены из ферромагнитного материала, а привод перемещения деформирующих элементов выполнен в виде постоянного магнита, имеющего форму косого цилиндра, соосного с инструментом, образующего своей цилиндрической поверхностью часть дна кольцевой камеры, имеющего образующую с длиной, равной половине ширины камеры, и наклоненного каждым своим торцом к оси инструмента под углом, определяемым из соотношения
α=arctg(H/2D),
где α - угол наклона торца к оси инструмента;
H - ширина кольцевой камеры;
D - диаметр дна кольцевой камеры.TOOL FOR SURFACE PLASTIC DEFORMATION, comprising a housing with cheeks forming an annular chamber open in the direction from the axis of the tool to its peripheral surface, deforming elements located in the chamber with the possibility of spatial displacements, and a drive for moving deforming elements, characterized in that, for the purpose of improving the quality of processing by giving an ordered character to the movement of deforming elements, the body is made of diamagnetic material, the deforming element s are made of ferromagnetic material, and the drive of the movement of the deforming elements is made in the form of a permanent magnet having the shape of an oblique cylinder, coaxial with the tool, forming with its cylindrical surface a part of the bottom of the annular chamber, having a generatrix with a length equal to half the width of the chamber, and inclined with each of its ends to the axis of the tool at an angle determined from the ratio
α = arctg (H / 2D),
where α is the angle of inclination of the end to the axis of the tool;
H is the width of the annular chamber;
D is the diameter of the bottom of the annular chamber.
SU4855048 1990-07-27 1990-07-27 Instrument for the surface plastic deformation RU2052332C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4855048 RU2052332C1 (en) 1990-07-27 1990-07-27 Instrument for the surface plastic deformation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4855048 RU2052332C1 (en) 1990-07-27 1990-07-27 Instrument for the surface plastic deformation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2052332C1 true RU2052332C1 (en) 1996-01-20

Family

ID=21529778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4855048 RU2052332C1 (en) 1990-07-27 1990-07-27 Instrument for the surface plastic deformation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2052332C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ящерицын П.И. и Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1986, с.68, рис.3.7. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4453392A (en) Method of hardening shaped surfaces by plastic deformation
RU2052332C1 (en) Instrument for the surface plastic deformation
RU1807930C (en) Finishing-strengthening treatment tool
SU931414A1 (en) Apparatus for magnetic abrasive working of parts
RU2077416C1 (en) Tool for surface plastic deforming
RU2047468C1 (en) Tool for strengthening treatment
RU2003456C1 (en) Tool for surface plastic deformation
RU2089372C1 (en) Strengthening tool
RU2068767C1 (en) Tool for finishing-strengthening treatment
SU691283A2 (en) Lapping (superfinishing) apparatus for trough-shaped surfaces of ball bearing rings
RU1801732C (en) Surface plastic deformation tool
RU2068768C1 (en) Tool for strengthening treatment
RU2003454C1 (en) Surface plastic deformation tool
JP2648715B2 (en) Non-magnetic tube inner surface polishing equipment
RU2068770C1 (en) Process of surface plastic deformation and tool for its implementation
RU2052331C1 (en) Method of the surface plastic deformation of the rotation surface and instrument for its realization
RU2006360C1 (en) Surface plastic deformation tool
SU908576A1 (en) Tool for finishing cylinder surfaces
RU2003457C1 (en) Tool for finishing-strengthening treatment
RU2047471C1 (en) Tool for surface plastic deformation
SU1234169A1 (en) Device for feeding long bodies of revolution
SU428927A1 (en) DEVICE FOR CLEANING PROCESSING OF FERROMAGNETIC DETAIL CYLINDRICAL FORM
RU2089373C1 (en) Method of surface plastic deformation and tool for its embodiment
SU1756123A1 (en) Apparatus for double-side finishing workpieces
SU749645A1 (en) Apparatus for centreless magnetic-abrasive polishing of parts