RU2221686C1

RU2221686C1 - Method for working cylindrical parts

Info

Publication number: RU2221686C1
Application number: RU2002111986/02A
Authority: RU
Inventors: В.И. Бутенко; Д.И. Диденко
Original assignee: Таганрогский государственный радиотехнический университет
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: mechanical working of materials, namely surface hardening by plastic surface deforming, imparting special properties to parts, possibly in different branches of machine engineering. SUBSTANCE: method comprises steps of surface plastic deforming of part by means of roller acting with constant radial effort; imparting to roller feed motion along part axis and subjecting roller by means of linear step drive unit to rocking motions relative to plane normal to axis of worked part; additionally providing possibility of reciprocation motion of roller in parallel relative to its main motion. Invention provides possibility for forming regular microrelief at working part. EFFECT: improved surface quality of worked part due to enhanced fatigue strength and surface wear resistance of part.

Description

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к упрочнению поверхностей методом поверхностного пластического деформирования и приданию особых свойств, может быть использовано в различных областях машиностроения. The invention relates to the field of mechanical processing of materials, namely to hardening surfaces by the method of surface plastic deformation and imparting special properties, can be used in various fields of mechanical engineering.

Известен способ обработки деталей, при котором на поверхность наносят рельеф в виде периодических кольцевых канавок вдоль оси детали радиальным перемещением инструмента, при повышении качества и геометричности щелевых уплотнений прецизионных пар, имеющих радиальный зазор 3-6 мкм, рельеф выполняют в виде микроканавок глубиной 0,5-1,5 мкм. A known method of processing parts, in which a relief is applied to the surface in the form of periodic annular grooves along the axis of the part by radial movement of the tool, while improving the quality and geometry of gap seals of precision pairs having a radial clearance of 3-6 μm, the relief is made in the form of micro grooves with a depth of 0.5 -1.5 microns.

Признаки совпадающие - на поверхность наносят рельеф в виде периодических кольцевых канавок вдоль оси детали радиальным перемещением инструмента (См. авторское свидетельство 1339007, В 24 В 39/00, бюл. 35, 1987 г.). The signs are the same - a relief is applied to the surface in the form of periodic annular grooves along the part axis with a radial movement of the tool (See copyright certificate 1339007, 24 V 39/00, bull. 35, 1987).

Причины, препятствующие поставленной задаче, состоят в том, что нет возможности сформировать регулярный микрорельеф в виде пересекающихся волн заданной амплитуды и шага, а также их изменения в процессе работы. The reasons that impede the task are that it is not possible to form a regular microrelief in the form of intersecting waves of a given amplitude and step, as well as their changes during operation.

Известен способ упрочнения металлических поверхностей по авт. св. 1192952, отличающийся тем, что с целью повышения производительности деформирующему инструменту дополнительно сообщают колебательное движение в направлении, перпендикулярном его возвратно-поступательному перемещению вдоль оси, при этом частоту колебательного движения деформирующего инструмента выбирают равной 0,0005-0,025 частоты возвратно-поступательного перемещения деформирующего инструмента (См. авторское свидетельство 1263510, В 24 В 39/04, бюл. 38, 1986 г.). A known method of hardening metal surfaces by ed. St. 1192952, characterized in that in order to increase productivity, the deforming tool is additionally informed of an oscillatory movement in a direction perpendicular to its reciprocating movement along the axis, while the frequency of the oscillatory movement of the deforming tool is chosen equal to 0.0005-0.025 of the frequency of the reciprocating movement of the deforming tool ( See copyright certificate 1263510, B 24 B 39/04, bull. 38, 1986).

Признаки совпадающие - осуществляют поверхностное пластическое деформирование детали деформирующим инструментом, дополнительно сообщают колебательное движение вдоль оси детали. The signs are the same - carry out surface plastic deformation of the part with a deforming tool, additionally report oscillatory motion along the axis of the part.

За прототип принят известный способ обработки цилиндрических деталей, при котором осуществляют поверхностное пластическое деформирование вращающейся детали коническим роликом с постоянным радиальным усилием при сообщении ему движения подачи вдоль оси детали, при этом за счет обеспечения заданной направленности физико-механических и геометрических свойств поверхностного слоя детали пластическое деформирование осуществляют с переменным удельным давлением, причем конический ролик устанавливают перпендикулярно оси обрабатываемой детали и сообщают ему дополнительное движение подачи, перпендикулярное его основному перемещению и касательное к обрабатываемой поверхности. The prototype adopted a known method of processing cylindrical parts, in which surface plastic deformation of a rotating part is carried out with a conical roller with constant radial force when it is informed of the feed movement along the axis of the part, while plastic deformation is ensured by the specified direction of the physicomechanical and geometric properties of the surface layer of the part carried out with variable specific pressure, and the conical roller is set perpendicular to the axis of the workpiece details and inform him of the additional feed motion perpendicular to its main movement and tangent to the surface being machined.

Признаки совпадающие осуществляют поверхностное пластическое деформирование вращающейся детали роликом с постоянным радиальным усилием при сообщении ему движения подачи вдоль оси детали, причем конический ролик устанавливают перпендикулярно оси обрабатываемой детали и сообщают ему дополнительное движение подачи. (См. авторское свидетельство 1353596, В 24 В 39/04 бюл. 43, 1987 г.)
Причины, препятствующие поставленной задаче, состоят в том, что нет возможности сформировать регулярный микрорельеф в виде пересекающихся волн заданной амплитуды и его изменения в процессе работы.Signs of coincidence carry out surface plastic deformation of the rotating part by a roller with constant radial force when it is informed of the feed motion along the axis of the part, and the conical roller is set perpendicular to the axis of the workpiece and informs it of the additional feed motion. (See copyright certificate 1353596, 24 V 39/04 bul. 43, 1987)
The reasons that impede the task are that it is not possible to form a regular microrelief in the form of intersecting waves of a given amplitude and its changes during operation.

Задачей настоящего изобретения является возможность сформировать регулярный микрорельеф при обработке детали, позволяющий повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию, повысив качество поверхности обработанного материала. The objective of the present invention is the ability to form a regular microrelief during processing of the part, which allows to increase the fatigue strength and resistance to surface abrasion, improving the surface quality of the processed material.

Технический результат заключается в том, что при данном способе обработки цилиндрических деталей на поверхность вращающейся детали наносят регулярный микрорельеф поверхностным пластическим деформированием роликом с постоянным радиальным усилием при сообщении ему движения подачи вдоль оси детали, при этом ролик совершает колебательные движения посредством линейного шагового привода относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, и дополнительно имеет возможность совершать возвратно-поступательные перемещения, параллельные его основному. The technical result consists in the fact that with this method of processing cylindrical parts, a regular microrelief is applied to the surface of the rotating part by surface plastic deformation by a roller with constant radial force when the feed motion along the part axis is communicated to it, while the roller oscillates through a linear step drive relative to the plane, perpendicular to the axis of the part, and additionally has the ability to make reciprocating movements parallel to its core.

Это позволяет сформировать регулярный микрорельеф детали в виде пересекающихся волн заданной амплитуды и шага, а также их изменения в процессе обработки. This allows you to form a regular microrelief of the part in the form of intersecting waves of a given amplitude and pitch, as well as their changes during processing.

Способ обработки заключается в нанесении на поверхность вращающейся детали регулярного микрорельефа поверхностным пластическим деформированием роликом с постоянным радиальным усилием при сообщении ему движения подачи вдоль оси детали, ролик кинематически связан с шаговым приводом линейного перемещения, совершает колебательные перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, при этом дополнительно имеет возможность возвратно-поступательного смещения в сторону воздействия привода шагового линейного перемещения, т.е. параллельно основному. Таким образом, осуществляется изменение амплитуды нанесения волны и ее шага и имеется возможность наносить регулярный микрорельеф переменной плотности как по амплитуде, так и по шагу, задавая и изменяя его параметры в процессе обработки. Это позволяет придать материалу поверхностного слоя обрабатываемой детали особые свойства, а именно повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию как за счет наносимого регулярного микрорельефа, так и созданием направленной текстуры материала поверхностного слоя обрабатываемой детали. Дополнительно способствует удержанию и распределению смазки на поверхности - созданию "масляных карманов", - что способствует повышению длительности работы детали. Применение разработанного способа обработки цилиндрических деталей при изготовлении, например, штоков гидрокопировальных станков мод. 1722 повысило их износостойкость в два раза. The processing method consists in applying a regular microrelief to the surface of a rotating part by surface plastic deformation by a roller with constant radial force when it is informed of the feed movement along the axis of the part, the roller is kinematically connected with a step drive of linear displacement, makes oscillatory displacements relative to a plane perpendicular to the axis of the part, has the possibility of reciprocating displacement in the direction of the impact of the drive stepwise linear movement, .e. parallel to the main one. Thus, the amplitude of wave deposition and its step are changed and it is possible to apply a regular microrelief of variable density both in amplitude and in step, setting and changing its parameters during processing. This allows you to give the material of the surface layer of the workpiece special properties, namely to increase the fatigue strength and resistance to surface abrasion due to the applied regular microrelief, and by creating a directional texture of the material of the surface layer of the workpiece. It additionally contributes to the retention and distribution of lubricant on the surface - the creation of "oil pockets" - which helps to increase the duration of the work of the part. Application of the developed method for processing cylindrical parts in the manufacture of, for example, hydrocopy machine rods mod. 1722 doubled their wear resistance.

В качестве одного из устройств, посредством которого возможно осуществить предлагаемый способ обработки цилиндрических деталей, может быть известное устройство для упрочняющего обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, содержащее корпус, шаговый привод линейного перемещения, блок управления в виде задатчика сигналов и деформирующий ролик, кинематически связанный с шаговым приводом линейного перемещения, при этом оно снабжено сферическим шарниром, осью, упругими элементами и серьгой, в корпусе выполнены направляющие пазы, в которых смонтирована серьга, кинематическая связь деформирующего ролика с шаговым приводом линейного перемещения осуществлена посредством указанной серьги, при этом деформирующий ролик установлен между двумя упругими элементами с возможностью колебательного перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси обкатываемой детали, с периодическим смещением зоны контакта и смонтирован на сферическом шарнире, установленном на оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, параллельном воздействию шагового привода за счет упругих элементов. As one of the devices by which it is possible to implement the proposed method for processing cylindrical parts, there may be a known device for hardening rolling parts by surface plastic deformation, comprising a housing, a linear stepping drive, a control unit in the form of a signal generator and a deformation roller kinematically connected with a linear motion stepping drive, while it is equipped with a spherical hinge, an axis, elastic elements and an earring; In this case, the guide grooves in which the earring is mounted, the kinematic connection of the deformation roller with a linear linear stepping drive is carried out by means of the indicated earring, while the deformation roller is mounted between two elastic elements with the possibility of oscillatory movement relative to the plane perpendicular to the axis of the part being rolled in, with periodic displacement of the contact zone and mounted on a spherical hinge mounted on an axis with the possibility of reciprocating movement in the direction parallel Effects Yelnia stepper actuator by elastic elements.

Решение о выдаче патента на изобретение от 14.03.02 по заявке 2001101668/02 от 17.01.01. The decision to grant a patent for an invention dated March 14, 02 according to the application 2001101668/02 dated January 17, 01.

Claims

A method of processing cylindrical parts, in which surface plastic deformation of a rotating part is carried out by a roller with constant radial force when it is informed of a feed motion along the axis of the part, characterized in that the roller is provided with oscillatory movements by means of a linear step drive relative to a plane perpendicular to the axis of the workpiece, and further carried out the ability to make reciprocating movements parallel to its main.