RU216117U1

RU216117U1 - TOOL FOR ELECTRO-MECHANICAL HARDENING OF SQUARE HOLES

Info

Publication number: RU216117U1
Application number: RU2022126315U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Морозов; Анастасия Олеговна Кошкина; Ильдар Марсельевич Хабиев; Илья Евгеньевич Никоноров; Дмитрий Александрович Котков
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2023-01-17

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к инструментальной оснастке для поверхностного упрочнения, и может быть использована при упрочнении отверстий деталей квадратного сечения. Инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения содержит упрочняющий зуб, выполненный фасонным с прорезями между рабочими поверхностями, образующими упругие сегменты, оправку с лыской и конической гайкой на резьбовой части оправки и вилкой на другой части оправки, токоизоляционную втулку, направляющую с вилкой, прямоугольную призму, соединенную неразъемно с вилкой направляющей и разъемно с вилкой оправки. Упрочняющий зуб в поперечном сечении имеет форму квадрата. Прорези на упрочняющем зубе выполнены взаимно перпендикулярно и расположены параллельно сторонам квадрата с точкой пересечения в центре квадратного сечения упрочняющего зуба. Направляющая содержит резьбу на внешней цилиндрической поверхности, а токоизоляционная втулка имеет резьбу на внутренней цилиндрической поверхности. На упрочняющий зуб нанесено износостойкое покрытие на основе нитрида титана-кремния. Обеспечивается повышение стойкости упрочняющего зуба. 3 ил., 1 табл.

The utility model relates to mechanical engineering, in particular to tooling for surface hardening, and can be used to harden holes in square sections. The tool for electromechanical hardening of square holes contains a reinforcing tooth made shaped with slots between the working surfaces forming elastic segments, a mandrel with a flat and a conical nut on the threaded part of the mandrel and a fork on the other part of the mandrel, a current-insulating sleeve, a guide with a fork, a rectangular prism, connected permanently with the guide fork and detachably with the mandrel fork. The reinforcing tooth in cross section has the shape of a square. The slots on the reinforcing tooth are mutually perpendicular and are arranged parallel to the sides of the square with the intersection point in the center of the square section of the reinforcing tooth. The guide contains a thread on the outer cylindrical surface, and the current-insulating sleeve has a thread on the inner cylindrical surface. The hardening tooth is coated with a wear-resistant coating based on titanium-silicon nitride. EFFECT: increased durability of the reinforcing tooth. 3 ill., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к инструментальной оснастке для отделочно-упрочняющей обработки, и может быть использована при отделочно-упрочняющей обработке отверстий квадратного сечения.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to tooling for finishing and hardening processing, and can be used in finishing and hardening processing of square holes.

Известен инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения [Патент RU №201458, опубл.: 15.12.2020, Бюл. №35], содержащий оправку с лыской, в передней части которой, при помощи конической гайки, зафиксирован упрочняющий зуб, в поперечном сечении имеющий форму квадрата с прорезями, выполненными взаимно перпендикулярно и расположены параллельно сторонам квадрата с точкой пересечения в центре квадратного сечения упрочняющего зуба, задняя часть оправки, при помощи призмы, шарнирно соединена с направляющей, причем призма соединена с направляющей неразъемно, а с оправкой разъемно, на конце направляющей на резьбе навинчена токоизоляционная втулка.A known tool for electromechanical hardening of square holes [Patent RU No. 201458, publ.: 12/15/2020, bul. No. 35], containing a mandrel with a flat, in the front part of which, with the help of a conical nut, a reinforcing tooth is fixed, in cross section having the shape of a square with slots made mutually perpendicular and located parallel to the sides of the square with an intersection point in the center of the square section of the reinforcing tooth, the rear part of the mandrel is pivotally connected to the guide by means of a prism, and the prism is permanently connected to the guide, and detachably connected to the mandrel;

Известный инструмент обладает следующими недостатками - низкая стойкость упрочняющего зуба и нестабильное качество отделочно-упрочняющей обработки отверстий квадратного сечения.The known tool has the following disadvantages - low durability of the hardening tooth and unstable quality of finishing and hardening processing of square holes.

Технический результат - повышение стойкости упрочняющего зуба и обеспечение качества отделочно-упрочняющей обработки отверстий квадратного сечения.EFFECT: increasing the durability of the hardening tooth and ensuring the quality of the finishing and hardening processing of square holes.

Указанный технический результат достигается тем, что упрочняющий зуб выполнен с износостойким покрытием на основе нитрида титана-кремния.The specified technical result is achieved by the fact that the hardening tooth is made with a wear-resistant coating based on titanium-silicon nitride.

На фиг. 1 представлен инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения;In FIG. 1 shows a tool for electromechanical hardening of square holes;

на фиг. 2 - разрез по линии А-А, на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б.in fig. 2 is a section along the line A-A, in Fig. 3 - section along the line B-B.

Инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения содержит оправку 1 с лыской 2, в передней части которой, при помощи конической гайки 3, зафиксирован упрочняющий зуб 4, в поперечном сечении имеющий форму квадрата с прорезями 5, выполненными взаимно перпендикулярно и расположены параллельно сторонам квадрата с точкой пересечения в центре квадратного сечения упрочняющего зуба, образующими четыре упругих сегмента 6. Задняя часть оправки 1, при помощи призмы 7, шарнирно соединена с направляющей 8, причем призма 7 соединена с направляющей 8 неразъемно, а с оправкой 1 разъемно. На конце направляющей 8 на резьбе навинчена токоизоляционная втулка 9, выполненная под конус Морзе. Упрочняющий зуб 4 выполнен с износостойким покрытием на основе нитрида титана-кремния.The tool for electromechanical hardening of square holes contains a mandrel 1 with a flat 2, in the front part of which, with the help of a conical nut 3, a reinforcing tooth 4 is fixed, in cross section having the shape of a square with slots 5 made mutually perpendicular and located parallel to the sides of the square with a dot intersection in the center of the square section of the reinforcing tooth, forming four elastic segments 6. The rear part of the mandrel 1, using a prism 7, is pivotally connected to the guide 8, and the prism 7 is connected to the guide 8 permanently, and detachably to the mandrel 1. At the end of the guide 8, a current-insulating sleeve 9 is screwed onto the thread, made under the Morse cone. The hardening tooth 4 is made with a wear-resistant coating based on titanium-silicon nitride.

Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Предварительно очищенный от загрязнений упрочнящий зуб, изготовленный из быстрорежущей стали Р6М5, размещали в камере установки «Булат-6Т» с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия.The coatings were applied by the CIB method (condensation from the plasma phase in a vacuum with ion bombardment). A hardening tooth preliminarily cleaned of contamination, made of R6M5 high-speed steel, was placed in the chamber of the Bulat-6T installation with electric arc evaporators installed in it, the cathode materials of which include coating elements.

Работают с инструментом для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения следующим образом. Work with a tool for electromechanical hardening of square holes as follows.

Направляющую 8 с закрепленной на ней прямоугольной призмой 7 и навинченной токоизоляционной втулкой 9 закрепляют в станке. Оправку 1 с упрочняющим зубом 4 заводят в обрабатываемое отверстие детали с нижней части, фиксируют ее втулку с помощью штифта 10 в прямоугольной призме 7. Поворотом конической гайки 3 обеспечивают необходимый натяг между рабочими поверхностями упрочняющего зуба 4 и обрабатываемой поверхностью отверстия квадратного сечения и присоединяют электрическую клемму к лыске 2 для подвода электрического тока.The guide 8 with a rectangular prism 7 fixed on it and a current-insulating sleeve 9 screwed on is fixed in the machine. The mandrel 1 with a reinforcing tooth 4 is inserted into the machined hole of the part from the bottom, its sleeve is fixed with the help of a pin 10 in a rectangular prism 7. By turning the conical nut 3, the necessary tension is provided between the working surfaces of the reinforcing tooth 4 and the machined surface of the square hole and an electrical terminal is connected to flat 2 for supplying electric current.

Инструмент для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения при обработке перемещают вертикально «снизу-вверх». Через место контакта упрочняющего зуба 4 с обрабатываемой поверхностью отверстия квадратного сечения пропускают электрический ток плотностью j=250…300 А/мм².. В результате этого рабочие поверхности упрочняющего зуба 4 контактирующие с обрабатываемой поверхностью отверстия квадратного сечения разогреваются до температуры 900…1000°С, а при последующем осевом перемещении дорна для электромеханической закалки отверстий квадратного сечения относительно оси отверстия квадратного сечения происходит мгновенный отвод тепла и формирование закаленного слоя при одновременном сглаживании шероховатости.The tool for electromechanical hardening of square holes during processing is moved vertically "from bottom to top". An electric current with density j=250…300 A/mm ² is passed through the point of contact of the hardening tooth 4 with the processed surface of the square hole. , and with the subsequent axial movement of the mandrel for electromechanical hardening of square holes relative to the axis of the square hole, instantaneous heat removal and the formation of a hardened layer occur with simultaneous smoothing of roughness.

Выполнение гайки 3 конической формы обеспечивает при ее затягивании разжатие упругих сегментов 5, обеспечивая необходимое прижатие к обрабатываемой поверхности.The execution of the nut 3 of a conical shape ensures, when it is tightened, the expansion of the elastic segments 5, providing the necessary pressing against the work surface.

Применение резьбового соединения направляющей 8 с токоизоляционной втулкой 9 позволит обеспечить качество фиксации и надежную работу инструмента.The use of a threaded connection of the guide 8 with a current-insulating sleeve 9 will ensure the quality of fixation and reliable operation of the tool.

Для исследования влияния покрытия на основе нитрида титана-кремния на упрочняющий зуб были обработаны 10 отверстий квадратного сечения со стороной a=30 мм и глубиной h=50 мм образцов из стали 45 упрочняющим зубом с покрытием и без покрытия (Р6М5). Режимы электромеханической отделочно-упрочняющей обработки: j=250 А/мм², i=0,1 мм, υ=60 мм/мин.To study the effect of a coating based on titanium-silicon nitride on a hardening tooth, 10 square holes with a side a=30 mm and a depth h=50 mm of steel 45 samples were machined with a hardening tooth with and without coating (P6M5). Modes of electromechanical finishing and hardening treatment: j=250 A/mm ² , i=0.1 mm, υ=60 mm/min.

Результаты исследований качественных характеристик отверстий, обработанных упрочняющим зубом с покрытием и без покрытия, приведены в таблице.The results of studies of the qualitative characteristics of holes treated with a hardening tooth with and without coating are shown in the table.

После обработки 10 отверстий следов износа на упрочняющем зубе не обнаружено. На упрочняющем зубе без покрытия в большом количестве выявлены риски и царапины.After processing 10 holes, no signs of wear were found on the hardening tooth. On the hardening tooth without coating, risks and scratches were revealed in large numbers.

Применение упрочняющего зуба с ионно-плазменным покрытием на основе нитрида титана-кремния позволяет повысить стойкость упрочняющего зуба в 1,2…1,4 раза и обеспечить качество отделочно-упрочняющей обработки отверстий по параметрам твердости поверхностного слоя и шероховатости.The use of a hardening tooth with an ion-plasma coating based on titanium-silicon nitride makes it possible to increase the hardening tooth resistance by 1.2–1.4 times and ensure the quality of the finishing and hardening processing of holes in terms of surface layer hardness and roughness.

Claims

A tool for electromechanical hardening of square holes, containing a mandrel with a flat, in the front part of which, with the help of a conical nut, a reinforcing tooth is fixed, in cross section having the shape of a square with slots made mutually perpendicular and located parallel to the sides of the square with an intersection point in the center of the square section of the reinforcing tooth, the rear part of the mandrel, by means of a prism, is pivotally connected to the guide, and the prism is connected to the guide permanently, and detachably to the mandrel, a current-insulating sleeve is screwed on the end of the guide on the thread, characterized in that the reinforcing tooth is made with a wear-resistant coating on based on titanium-silicon nitride.