RU2165840C2 - Method and device for finishing and strengthening of surfaces of machine tool guides - Google Patents
Method and device for finishing and strengthening of surfaces of machine tool guides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165840C2 RU2165840C2 RU99107156A RU99107156A RU2165840C2 RU 2165840 C2 RU2165840 C2 RU 2165840C2 RU 99107156 A RU99107156 A RU 99107156A RU 99107156 A RU99107156 A RU 99107156A RU 2165840 C2 RU2165840 C2 RU 2165840C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- finishing
- hammer
- striker
- balls
- head
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к станкостроительной и ремонтной технологии и может быть использовано при финишной обработке (упрочнении) поверхностей направляющих станин металлорежущих станков и т.п. The invention relates to machine-tool and repair technology and can be used for finishing (hardening) of the surfaces of the guiding beds of metal-cutting machines, etc.
Известны способ и устройство для обработки и ремонта направляющих станин с помощью шабера. Их недостатком являются затраты большого количества времени для получения специфического микрорельефа на обрабатываемой поверхности и низкая износостойкость последних из-за отсутствия наклепанного слоя. A known method and device for processing and repair of guide rails with a scraper. Their disadvantage is the cost of a large amount of time to obtain a specific microrelief on the treated surface and the low wear resistance of the latter due to the absence of a riveted layer.
Известны способ и устройство для упрочнения поверхностей направляющих станков, в которых используется боек с шаровидными выпуклостями на торце и средство силового воздействия на него, осуществляющее внедрение выпуклостей бойка в обрабатываемую поверхность с нанесением ячеистого микрорельефа при их относительном перемещении (см. авт. свид. СССР 1258676, кл. B 24 B 39/00, 23.09.86). A known method and device for hardening the surfaces of guide machines that use a striker with spherical bulges at the end and a means of force acting on it, introducing the bulges of the striker into the work surface with the application of a cellular microrelief during their relative movement (see ed. Certificate of the USSR 1258676 , CL B 24 B 39/00, 09/23/86).
Данный источник информации выбран в качестве наиболее близкого аналога заявленных изобретений. This source of information is selected as the closest analogue of the claimed inventions.
Однако в известном решении отсутствует возможность использования в случае необходимости ручного бойка, осуществляющего как самостоятельную обработку, так и дополнительную после механического бойка. However, in the known solution there is no possibility of using, if necessary, a manual striker, which performs both independent processing and additional after a mechanical striker.
Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей при обработке поверхностей направляющих станин как при изготовлении станков, так и при их ремонте. The technical result of the invention is the expansion of technological capabilities in the processing of the surfaces of the guide beds both in the manufacture of machines and in their repair.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе финишной отделки и упрочнения поверхностей направляющих станин металлорежущих станков, включающем силовое воздействие по меньшей мере на один боек, имеющий шаровидные выпуклости, и внедрение последних в обрабатываемую поверхность с нанесением ячеистого микрорельефа при их относительном перемещении, согласно изобретению силовое воздействие осуществляют ударом молотка по верхнему торцу ручного бойка или циклически сжатым воздухом на матрицу с размещенными в ней бойками с обеспечением после 2-3 относительных проходов бойков твердости обрабатываемой поверхности HB=250-280 и шероховатости Rа = 15-20 мкм.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of finishing and hardening of the surfaces of the guiding beds of metal cutting machines, including the force impact of at least one hammer having spherical bulges, and the introduction of the latter into the work surface with the application of a cellular microrelief during their relative movement, according to According to the invention, a force action is carried out by hitting a hammer on the upper end face of a manual hammer or cyclically compressed air onto a matrix with th strikers with ensuring after 2-3 relative passes of strikers hardness of the treated surface HB = 250-280 and roughness R a = 15-20 microns.
При этом используют боек с выполненными в его торце шаровидными выпуклостями или со сменным наконечником, имеющим шарики на его торце и установленным с помощью шариковых фиксаторов на нижнем торце бойка. In this case, a striker is used with spherical bulges made at its end or with a replaceable tip having balls on its end and installed with ball clamps on the lower end of the striker.
Кроме того, технический результат достигается тем, что известное устройство, содержащее по меньшей мере один боек с шаровидными выпуклостями на торце и средства силового воздействия на боек, согласно изобретению снабжено корпусом и предназначенной для циклического воздействия на нее сжатым воздухом матрицей, в которой смонтированы бойки. In addition, the technical result is achieved by the fact that the known device containing at least one firing pin with spherical bulges at the end and means of force acting on the firing pin, according to the invention is provided with a housing and intended for cyclic impact on it with compressed air by a matrix in which the firing pin is mounted.
При этом боек выполнен в виде установленного на его торце сменного наконечника с шариками, зафиксированного на теле бойка с помощью шариковых фиксаторов. In this case, the firing pin is made in the form of a replaceable tip with balls mounted on its end face, fixed on the body of the firing pin using ball retainers.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан боек с шаровидными выпуклостями в виде полусфер на торце нижней части, на фиг. 2 - боек с шариками, установленными на торце нижней части, на фиг. 3 - пневмомеханическое устройство с несколькими бойками, приводимыми в движение с помощью давления сжатого воздуха от компрессора или от централизованной системы пневмопровода. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a hammer with spherical bulges in the form of hemispheres at the end of the lower part, in FIG. 2 - striker with balls mounted on the end of the lower part, in FIG. 3 - a pneumomechanical device with several strikers driven by compressed air pressure from a compressor or from a centralized pneumatic piping system.
Боек 1 имеет выполненные в торце нижней части шаровидные выпуклости в виде полусфер 2 (см. фиг. 1) и состоит из ручки 3, тела 4 и усилителя тела 5. The hammer 1 has a spherical bulge made in the form of hemispheres 2 at the bottom end (see FIG. 1) and consists of a
На фиг. 2 показан боек, у которого в торце нижней части устанавливается сменный наконечник, фиксируемый с помощью шариковых фиксаторов. Сменный наконечник позволяет заменить или отремонтировать его по мере износа, а также заменить при подборе величины шариков для нанесения определенного рельефа. Боек состоит из ручки 3, тела 4 с шариком 6 и пружиной 7 для фиксации наконечника 8, у которого на нижнем торце установлены шарики 9. In FIG. 2 shows a striker, in which a replaceable tip is fixed at the end of the lower part, which is fixed with ball clamps. The interchangeable tip allows you to replace or repair it as it wears out, and also to replace when selecting the size of the balls for applying a certain relief. The hammer consists of a
На фиг. 3 показано устройство, состоящее из корпуса 10, матрицы 11 с бойками, тела 12 бойка, наконечника 13 бойка с шариками 14 и штуцера 15 для подвода сжатого воздуха через перепускной клапан (на фиг. не показан), а также кронштейна 16 для крепления устройства к резцедержателю станка, у которого имеются ячейки для установки в них торцов крепежных болтов резцедержательной головки. Устройством обрабатывается направляющая станины 17 станка. In FIG. 3 shows a device consisting of a
Заявленный способ осуществляется с помощью специального бойка, выполненного в виде зубила с несколькими шаровидными выпуклостями на торце или с установленными в нем шариками. Последние, внедряясь в обрабатываемую поверхность при силовом воздействии, в частности после удара молотком по верхней части поверхности бойка, производят вмятины на обрабатываемой поверхности, упрочняя (уплотняя) верхний слой поверхности и образуя своеобразный микрорельеф. Поверхность, имеющая в верхнем слое риски, полученные после обработки режущим инструментом, становится волнообразно-луночной (ячеистой). При использовании пневмомеханического приспособления обработка производится не вручную, а с помощью нескольких бойков, вмонтированных в корпус и ударяющихся с помощью циклического пневмодавления, поступающего от компрессора или из централизованной системы пневмопровода. Ручной боек может быть выполнен со сменным нижним наконечником, который фиксируется на корпусе бойка с помощью шариковых фиксаторов. The claimed method is carried out using a special striker, made in the form of a chisel with several spherical bulges at the end or with balls installed in it. The latter, introducing themselves into the treated surface by force, in particular after hammering on the upper part of the surface of the hammer, produce dents on the treated surface, hardening (densifying) the upper layer of the surface and forming a kind of microrelief. A surface having risks in the upper layer obtained after processing with a cutting tool becomes a wave-hole (cellular). When using a pneumomechanical device, processing is carried out not manually, but with the help of several strikers mounted in the housing and striking with the help of cyclic pneumatic pressure coming from the compressor or from a centralized pneumatic pipe system. Manual striker can be made with a removable lower tip, which is fixed on the striker body using ball retainers.
Пример принципа действия предлагаемого устройства, показанного в трех вариантах на фиг. 1, 2, 3. An example of the principle of operation of the proposed device, shown in three versions in FIG. 1, 2, 3.
В варианте, показанном на фиг. 1, выполняется отделочно-упрочняющая обработка поверхностей направляющих станин 17 металлорежущих станков, предварительно прошедших операцию обработки их режущим инструментом с допуском на отделочно-упрочняющую обработку 0,015-0,002 мм. Обработка ведется с помощью бойка, имеющего на нижнем торце шаровидные выпуклости 2 в виде полусфер, которые внедряются в обрабатываемую поверхность при ударе молотком по верхней части бойка. Пройдя бойком по обрабатываемой поверхности 2-3 раза произойдет ее деформационное нагружение с повышением качества макро- и микрорельефа (Rа от 15-20 мкм) и с созданием наклепанного слоя без образования подслойного максимума остаточных напряжений сжатия. Давление полусфер бойка составляет P= 0,35. ..0,50 МПа. Исходная шероховатость поверхности направляющих станин: Rа=0,20-0,40 мкм, твердость HB = 200-250.In the embodiment shown in FIG. 1, the finishing and hardening treatment of the surfaces of the guide beds 17 of the metal cutting machines that have previously undergone the operation of processing them with a cutting tool with a tolerance for finishing and hardening processing of 0.015-0.002 mm is performed. Processing is carried out using a striker having spherical bulges 2 in the form of hemispheres on the lower end, which are introduced into the surface to be treated when a hammer is struck on the upper part of the striker. Passing briskly on the treated surface 2-3 times, its deformation loading will occur with an increase in the quality of macro- and microrelief (R a from 15-20 microns) and with the creation of a riveted layer without the formation of a sublayer maximum of residual compression stresses. The hemisphere pressure of the striker is P = 0.35. .. 0.50 MPa. The initial surface roughness of the guide beds: R a = 0.20-0.40 μm, hardness HB = 200-250.
Полученные сравнительные данные по традиционной операции обработки (шабрением или тонкой обработкой резцовым инструментом) поверхности направляющих станин металлорежущего станка и отделочно-упрочняющей обработки бойком с выпуклостями на нижнем торце в виде полусфер показывают, что топографический макро- и микрорельеф имеет более качественный характер. При этом по высотным параметрам шероховатость поверхности по предложенному способу составляет: Rа=15-20 мкм, что и у процесса шабрения, но с более качественной кривой опорной поверхности выступов, что значительно повышает противоизносные характеристики новой поверхности.The obtained comparative data on the traditional operation of processing (scraping or thin machining with a cutting tool) of the surface of the guiding beds of a metal cutting machine and finishing and hardening treatment by a striker with bulges at the lower end in the form of hemispheres show that the topographic macro- and microrelief has a better quality. Moreover, according to the proposed method, the surface roughness in terms of height parameters is: R a = 15-20 μm, which is the same as in the scrapping process, but with a better curve of the supporting surface of the protrusions, which significantly increases the anti-wear characteristics of the new surface.
Кроме того, замеры остаточных напряжений показали плавное распределение σо.н с максимумом у поверхности, что также дополнительно способствует увеличению противоизносных характеристик. Твердость поверхностного слоя в пределах 80-120 мкм возросла до HB=260-280 ед.In addition, measurements of residual stresses showed a smooth distribution of σ о.н with a maximum near the surface, which also further contributes to an increase in antiwear characteristics. The hardness of the surface layer in the range of 80-120 microns increased to HB = 260-280 units.
В варианте, показанном на фиг. 2, выполняется отделочно-упрочняющая обработка поверхностей направляющих станин 17 с помощью бойка 1, предварительно прошедших операцию обработки их режущим инструментом с допуском на отделочно-упрочняющую обработку 0,015-0,002 мм. Обработка ведется с помощью бойка, имеющего на нижнем торце наконечник 8 с шариками 9 на своем торце, крепящийся на теле 4 бойка с помощью шариковых фиксаторов 6 с пружиной 7. При ударе молотком по верхнему торцу бойка, шарики, установленные в нижний торец наконечника, внедряются в обрабатываемую поверхность. Пройдя бойком по поверхности 2-3 раза, произойдет ее деформационное нагружение с повышением качества макро- и микрорельефа (Rа = 15-20 мкм) и с созданием наклепанного слоя без образования подслойного максимума остаточных напряжений сжатия. Давление шариков бойка составляет P=0,35...0,45 МПа. Исходная шероховатость поверхности направляющих станин Rа = 0,20-0,40 мкм, твердость HB = 200-250 единиц.In the embodiment shown in FIG. 2, the finishing and hardening treatment of the surfaces of the guide beds 17 is performed using the striker 1, having previously undergone the operation of processing them with a cutting tool with a tolerance for finishing and hardening processing of 0.015-0.002 mm. Processing is carried out using a striker having a
Полученные сравнительные данные по традиционной операции обработки поверхности направляющих станин металлорежущего станка и отделочно-упрочняющей обработки с шариками на нижнем торце наконечника показывают, что топографический макро- и микрорельеф имеет более качественный характер, чем после обработки этих поверхностей по традиционной технологии, т.е. шабрением или финишной механической тонкой обработкой резцовым инструментом. При этом по высотным параметрам шероховатость поверхности по предложенному способу составляет Rа = 15-20 мкм, что и у процесса шабрения, но с более качественной кривой опорной поверхности выступов, что значительно повышает противоизносные характеристики новой поверхности.The obtained comparative data on the traditional operation of processing the surface of the guiding beds of the metal cutting machine and finishing and hardening processing with balls on the lower end of the tip show that the topographic macro- and microrelief has a better quality than after processing these surfaces using traditional technology, i.e. scraping or finishing mechanical fine machining with a cutting tool. Moreover, according to the proposed method, the surface roughness in terms of height parameters is R a = 15-20 μm, which is the same for the scraping process, but with a better curve of the supporting surface of the protrusions, which significantly increases the anti-wear characteristics of the new surface.
Кроме того, замеры остаточных напряжений показали плавное распределение σо.н с максимумом у поверхности, что также дополнительно способствует увеличению противоизносных характеристик. Твердость приповерхностного слоя в пределах 80-120 мкм возросла до НВ = 260-280 единиц.In addition, measurements of residual stresses showed a smooth distribution of σ о.н with a maximum near the surface, which also further contributes to an increase in antiwear characteristics. The hardness of the surface layer in the range of 80-120 microns increased to HB = 260-280 units.
В варианте, показанном на фиг. 3, выполняется отделочно-упрочняющая обработка поверхностей направляющих станин 17 с помощью бойкового устройства, состоящего из корпуса 10, матрицы 11, в которой установлены бойки 12 с наконечниками 13, несущими шарики 14. Удары шариков по обрабатываемой поверхности осуществляют за счет воздействия на поверхность матрицы давлением воздуха, поступающего из циклического перепускного клапана через штуцер 15. На обрабатываемой поверхности направляющих станин, предварительно прошедшей операцию механической тонкой обработки режущим инструментом с допуском на отделочно-упрочняющую обработку 0,015-0,002 мм, после деформационного нагружения с помощью бойкового устройства, т.е. после нанесения ударов по поверхности с помощью шариков, создают наклепанный слой без образования подслойного максимума остаточных напряжений сжатия с шероховатостью Rа = 15-20 мкм. Давление шариков бойка составляет P = 0,35...0,45 МПа. Исходная шероховатость поверхности станин Rа = 0,20-0,40 мкм, твердость HB = 200-250 единиц.In the embodiment shown in FIG. 3, the finishing and hardening treatment of the surfaces of the guide beds 17 is carried out using a gantry device consisting of a
Полученные сравнительные данные по традиционной операции обработки поверхности направляющих станин металлорежущего станка и отделочно-упрочняющей обработки с шариками на нижнем торце наконечников бойков, подаваемых к обрабатываемой поверхности с помощью давления воздуха, циклически давящего на верхнюю поверхность матрицы, показывают, что топографический макро- и микрорельеф имеет более качественный характер, чем при обработке этих поверхностей по традиционной технологии, т.е. шабрением или финишной механической обработкой резцовым инструментом. При этом по высотным параметрам шероховатость поверхности по предложенному способу составляет Rа = 15-20 мкм, что и у процесса шабрения, но с более качественной кривой опорной поверхности выступов, что значительно повышает характеристики обработанной поверхности.The obtained comparative data on the traditional operation of processing the surface of the guides of the beds of a metal cutting machine and finishing and hardening treatment with balls on the lower end of the tips of the strikers supplied to the surface using air pressure cyclically pressing on the upper surface of the matrix show that the topographic macro- and microrelief has better quality than when processing these surfaces according to traditional technology, i.e. scrapping or finishing machining with a cutting tool. Moreover, according to the proposed method, the surface roughness in terms of height parameters is R a = 15-20 μm, which is the same as for the scrapping process, but with a better curve of the supporting surface of the protrusions, which significantly increases the characteristics of the treated surface.
Кроме этого, замеры остаточных напряжений показали плавное распределение σо.н с максимумом у поверхности, что также дополнительно способствует увеличению противоизносных характеристик. Твердость приповерхностного слоя в пределах 80-120 мкм возросла до HB=260-280 ед.In addition, measurements of residual stresses showed a smooth distribution of σ о.н with a maximum near the surface, which also further contributes to an increase in anti-wear characteristics. The hardness of the surface layer in the range of 80-120 microns increased to HB = 260-280 units.
В случае, если поверхность, обработанная с помощью пневмоустройства, имеет некоторые погрешности, они могут быть устранены с помощью ручного бойка. If the surface treated with the help of a pneumatic device has some errors, they can be eliminated with the help of a manual striker.
Использование предложенных способа и устройства отделочно-упрочняющей обработки позволяет расширить технологические возможности при обработке поверхностей направляющих станин металлорежущих станков. The use of the proposed method and device for finishing hardening allows you to expand technological capabilities when processing the surfaces of the guiding beds of metal cutting machines.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107156A RU2165840C2 (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Method and device for finishing and strengthening of surfaces of machine tool guides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107156A RU2165840C2 (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Method and device for finishing and strengthening of surfaces of machine tool guides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99107156A RU99107156A (en) | 2001-01-20 |
RU2165840C2 true RU2165840C2 (en) | 2001-04-27 |
Family
ID=20218206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99107156A RU2165840C2 (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Method and device for finishing and strengthening of surfaces of machine tool guides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165840C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475342C2 (en) * | 2011-03-02 | 2013-02-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for electromechanical hardening of lather bed guides |
-
1999
- 1999-04-05 RU RU99107156A patent/RU2165840C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475342C2 (en) * | 2011-03-02 | 2013-02-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for electromechanical hardening of lather bed guides |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5430825B2 (en) | Method and apparatus for improving crankshaft endurance limit, especially bending strength and torsional strength | |
JP5328898B2 (en) | Bearing processing apparatus and processing method using ultrasonic nano-modifier | |
JP2004504166A (en) | Micro burnisher using ultrasonic wave | |
JPH11104747A (en) | Device of and method for generating compressive stress on part face | |
Kumar et al. | Modified shot peening processes—A review | |
RU2165840C2 (en) | Method and device for finishing and strengthening of surfaces of machine tool guides | |
US20110135414A1 (en) | Method of increasing the fracture toughness of the outer layer of a carbide cutting bit of a drill | |
WO2011081541A1 (en) | Method for the modification of top layers of working surfaces of machine parts | |
AU619263B2 (en) | Ultrasonic polishing | |
Kirichek et al. | Creating heterogeneous surface structures by static-pulsed treatment | |
WO2012060798A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact treatment of components and welded joints | |
EP2519380B1 (en) | Unit for surface treatment of top layers, especially of metal | |
CN220839707U (en) | Wire sand blasting device | |
JP5667512B2 (en) | Deformation correction method for press-formed metal sheet | |
JP2014502217A (en) | Apparatus and method for processing ceramic workpieces | |
Anati et al. | Mechanical characterisation of water-jet shot peened H13 tool steel surface | |
RU2286237C1 (en) | Method of recovery and hardening of the holes inner surfaces using the statico-pulsing internal roll burnishing | |
JPS6362660A (en) | Precise finishing method with complex vibration grinding wheel | |
Chen et al. | A high-frequency electromagnetic stamping system for high-throughput stamping of microdimples | |
RU2144454C1 (en) | Method for restoring parts with openings such as piston pins by expansion | |
RU2279961C1 (en) | Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling | |
Spur et al. | Ultrasonic machining of ceramics | |
RU2252132C1 (en) | Combination type grinding disc | |
RU2187421C1 (en) | Polishing method | |
RU2006105269A (en) | METHOD FOR DETERMINING BOUNDARY CONDITIONS AND CRITERIA FOR FORMING METAL DETAILS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040406 |