RU2277039C1 - Rolling out tool - Google Patents

Rolling out tool Download PDF

Info

Publication number
RU2277039C1
RU2277039C1 RU2004137426/02A RU2004137426A RU2277039C1 RU 2277039 C1 RU2277039 C1 RU 2277039C1 RU 2004137426/02 A RU2004137426/02 A RU 2004137426/02A RU 2004137426 A RU2004137426 A RU 2004137426A RU 2277039 C1 RU2277039 C1 RU 2277039C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
roller
tool
cone
diameter
smoothing cone
Prior art date
Application number
RU2004137426/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004137426A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Андрей Николаевич Афонин (RU)
Андрей Николаевич Афонин
Юли Валерьевна Цымай (RU)
Юлия Валерьевна Цымай
Марина Алексеевна Батранина (RU)
Марина Алексеевна Батранина
Тать на Владимировна Савостикова (RU)
Татьяна Владимировна Савостикова
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2004137426/02A priority Critical patent/RU2277039C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2277039C1 publication Critical patent/RU2277039C1/en
Publication of RU2004137426A publication Critical patent/RU2004137426A/en

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: processes for working machine parts by surface plastic deforming.
SUBSTANCE: tool is in the form of roller having three-step working surface including leading smoothing cone with preset taper angle, cylindrical strengthening collar being tore like at side of leading smoothing cone and rear smoothing cone with inverse taper angle. All said portions are arranged successively along feed direction. Diameter of cylindrical strengthening collar is determined according to given formula.
EFFECT: improved design.
4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к обработке поверхностным пластическим деформированием внутренних и наружных цилиндрических и других поверхностей.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the processing of surface plastic deformation of the inner and outer cylindrical and other surfaces.

Известен инструмент для обкатывания, представляющий собой ролик с цилиндрическим или торообразным пояском, который устанавливается параллельно обкатываемой поверхности детали [1].A known tool for rolling in, which is a roller with a cylindrical or toroidal belt, which is installed parallel to the surface of the workpiece [1].

Недостатком известного инструмента является большая вероятность появления пластической волны в продольном направлении при обкатывании, способствующей образованию трещин и отслаиванию поверхностного обрабатываемого слоя.A disadvantage of the known tool is the high probability of the appearance of a plastic wave in the longitudinal direction during rolling, which contributes to the formation of cracks and peeling of the surface of the processed layer.

Задача изобретения - повышение качества обрабатываемой поверхности путем уменьшения пластической волны в направлении подачи за счет конструкции обкатного инструмента, представляющего собой ролик, у которого перед цилиндрическим упрочняющим пояском и после него имеются сглаживающие конуса.The objective of the invention is to improve the quality of the processed surface by reducing the plastic wave in the feed direction due to the design of the rolling tool, which is a roller, in which there are smoothing cones in front of the cylindrical reinforcing belt and after it.

Поставленная задача решается предлагаемым инструментом для поверхностного пластического деформирования тел вращения, который представляет собой ролик, рабочая часть которого является трехступенчатой поверхностью, состоящей из переднего сглаживающего конуса с углом конусности 2...5°, цилиндрического упрочняющего пояска торообразного со стороны переднего сглаживающего конуса и заднего сглаживающего конуса с обратным углом конусности 1...3°, соответственно расположенных последовательно в направлении продольной подачи, при этом диаметр цилиндрического упрочняющего пояска определяется по формуле:The problem is solved by the proposed tool for surface plastic deformation of bodies of revolution, which is a roller, the working part of which is a three-stage surface, consisting of a front smoothing cone with a taper angle of 2 ... 5 °, a cylindrical reinforcing belt toroidal from the front of the smoothing cone and the rear a smoothing cone with a reciprocal taper angle of 1 ... 3 °, respectively arranged sequentially in the direction of the longitudinal feed, while the diameter the cylindrical reinforcing rib is defined by the formula:

d=d+2Δ,d nc = d nk + 2Δ,

где d - диаметр цилиндрического упрочняющего пояска, мм;where d nts is the diameter of the cylindrical reinforcing belt, mm;

d - наибольший диаметр переднего сглаживающего конуса, мм;d - the largest diameter of the front smoothing cone, mm;

Δ - величина, на которую изменяется размер детали после обработки, мм.Δ is the value by which the size of the part changes after processing, mm

Сущность конструкции предлагаемого инструмента поясняется чертежами.The essence of the design of the proposed tool is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана конструкция ролика для обкатывания цилиндрических поверхностей, частичный продольный разрез; на фиг.2 - схема обработки поверхностным пластическим деформированием вала предложенным обкатным роликом; на фиг.3 - второй вариант конструкции обкатного ролика, представляющего собой сборный инструмент, продольный разрез по Б-Б на фиг.4; фиг.4 - сборный инструмент, вид слева по А на фиг.3.Figure 1 shows the design of the roller for rolling cylindrical surfaces, a partial longitudinal section; figure 2 - diagram of the processing of surface plastic deformation of the shaft of the proposed obkatny roller; figure 3 is a second embodiment of the obkatnogo roller, which is a prefabricated tool, a longitudinal section along BB in figure 4; figure 4 is a prefabricated tool, a left view along A in figure 3.

Предлагаемая конструкция инструмента, представляющего собой трехступенчатый деформирующий ролик, служит для обработки поверхностным пластическим деформированием деталей тел вращения в составе одно- и многороликовых приспособлений.The proposed design of the tool, which is a three-stage deforming roller, is used to process surface plastic deformation of parts of bodies of revolution as a part of single and multi-roller devices.

Рабочая поверхность ролика имеет три пояска, расположенных последовательно в направлении продольной подачи. Передний сглаживающий конус 1 высотой b с максимальным диаметром d и углом конусности 2...5° служит для сглаживания пластической волны, идущей перед основным деформирующим пояском в направлении продольной подачи, что уменьшает вероятность образования трещин и отслаивания обработанного поверхностного слоя (фиг.2). Поясок 2 шириной b и диаметром d имеет цилиндрическую форму и является основным деформирующим элементом. Со стороны сглаживающего конуса 1 рабочий профиль цилиндрического упрочняющего пояска 2 имеет форму тора с радиусом профиля Rпр=0,8...16,0 мм. Диаметр цилиндрического упрочняющего пояска 2 зависит от величины, на которую изменяется размер заготовки после обработки и определяется по формуле:The working surface of the roller has three bands arranged in series in the direction of longitudinal feed. The front smoothing cone 1 with a height of b nk with a maximum diameter of d nk and a taper angle of 2 ... 5 ° serves to smooth the plastic wave going in front of the main deforming belt in the direction of longitudinal feed, which reduces the likelihood of cracks and peeling of the treated surface layer (Fig. 2). The belt 2 with a width of b nc and a diameter of d nc has a cylindrical shape and is the main deforming element. On the side of the smoothing cone 1, the working profile of the cylindrical reinforcing belt 2 has a torus shape with a profile radius R pr = 0.8 ... 16.0 mm. The diameter of the cylindrical reinforcing belt 2 depends on the size by which the size of the workpiece changes after processing and is determined by the formula:

d=d+2Δ,d nc = d nk + 2Δ,

где d - диаметр цилиндрического упрочняющего пояска 2, мм;where d nts is the diameter of the cylindrical reinforcing belt 2, mm;

d - наибольший диаметр переднего сглаживающего конуса 1, мм;d - the largest diameter of the front smoothing cone 1, mm;

Δ - величина, на которую изменяется размер заготовки после обработки, мм.Δ is the value by which the size of the workpiece changes after processing, mm

Задний конус 3 с обратным углом конусности 1...3° служит для сглаживания остаточной пластической волны, идущей после контакта упрочняющего пояска 2 деформирующего элемента с заготовкой, что улучшает шероховатость обработанной поверхности. Его высота соответствует высоте переднего сглаживающего конуса.The rear cone 3 with a reciprocal taper angle of 1 ... 3 ° serves to smooth the residual plastic wave coming after the contact of the reinforcing belt 2 of the deforming element with the workpiece, which improves the roughness of the processed surface. Its height corresponds to the height of the front smoothing cone.

Принцип работы предлагаемого инструмента для обкатывания заключается в следующем. Инструмент традиционно закрепляют, например, в державке 4 или другом многороликовом приспособлении.The principle of operation of the proposed tool for rolling is as follows. The tool is traditionally fixed, for example, in the holder 4 or other multi-roller device.

Заготовке, например валу 5, придают вращательное движение со скоростью Vз, а обкатному инструменту сообщают усилие обкатывания Р за счет поперечного перемещения и продольную подачу Sпр.A workpiece, for example, a shaft 5, is given a rotational movement with a speed of V s , and the rolling-in tool is informed of the rolling-in force P due to lateral movement and longitudinal feed S ave .

Производительность процесса обкатывания определяется высотой цилиндрического упрочняющего пояска b ролика. Ролик с большой высотой b позволяет вести обработку с большой подачей (до 2,5 мм/об), однако в этом случае для получения высокого качества поверхности необходимо создавать большие рабочие усилия Р. От значения допустимого рабочего усилия Р зависят параметры ролика. Чем больше ширина bпц цилиндрического пояска, тем больше может быть подача. При обработке массивных деталей на крупных станках поясок bпц следует делать более широким (более 12...15 мм), так как обработать такие детали на большой частоте вращения довольно сложно, а большая подача может быть применена с успехом. Для обработки деталей меньшей жесткости, когда усилие обкатывания не должно быть большим, применяют ролики с пояском шириной 2...5 мм. Твердость рабочей поверхности роликов из сталей HRC 62...65. Параметр шероховатости поверхности рабочего профиля Ra=0,32 мкм.The performance of the rolling process is determined by the height of the cylindrical reinforcing belt b nts of the roller. A roller with a high height b nts allows processing with a high feed rate (up to 2.5 mm / rev), however, in this case, to obtain a high surface quality, it is necessary to create large working forces P. The roller parameters depend on the value of the allowable working force P. The greater the width b pc of the cylindrical belt, the larger the feed can be. When machining massive parts on large machines, the b center should be made wider (more than 12 ... 15 mm), since it is rather difficult to process such parts at a high speed, and a large feed can be successfully applied. For processing parts of less rigidity, when the rolling force should not be large, apply rollers with a belt with a width of 2 ... 5 mm. Hardness of a working surface of rollers from HRC 62 ... 65 steels. The parameter of the surface roughness of the working profile R a = 0.32 μm.

Для расширения диапазона применения данного инструмента и придания ему некоторой универсальности предлагается сборная конструкция обкатного ролика (см. фиг.3-4), позволяющая подбирать величину Δ, на которую изменяется размер детали после обработки.To expand the range of application of this tool and to give it some versatility, a prefabricated roll-in roller design is proposed (see Figs. 3–4), which allows one to select the Δ value by which the part size changes after processing.

Сборная конструкция инструмента состоит из ступицы 6 с цилиндрической упрочняющей рабочей частью 2, на которую напрессовываются сменные кольца 7 и 8. Наружная поверхность сменного кольца 7 представляет собой сглаживающий конус 1. Наружная поверхность сменного кольца 8 выполнена как обратный сглаживающий конус 3. Для предохранения от проворачивания колец 7 и 8 на ступице 6 в конструкции предусмотрен конический или цилиндрический штифт 9. Для демонтажа колец в каждом из них имеются по два резьбовых отверстия 10.The prefabricated construction of the tool consists of a hub 6 with a cylindrical hardening working part 2, onto which the interchangeable rings 7 and 8 are pressed. The outer surface of the interchangeable ring 7 is a smoothing cone 1. The outer surface of the interchangeable ring 8 is made as a reverse smoothing cone 3. To prevent rotation rings 7 and 8 on the hub 6 in the design provides a conical or cylindrical pin 9. For dismantling the rings in each of them there are two threaded holes 10.

Торцовое биение предлагаемого ролика на диаметрах dпк и dпц относительно посадочного отверстия должно соответствовать IX степени точности по ГОСТ 24643-81. Размер Rпр выбирают для заданного диапазона из ряда: 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 16,0. Материал роликов - сталь ШХ15, твердость HRC 63...65. Параметр шероховатости поверхности рабочего профиля Ra = 0,32 мкм.Mechanical beating proposed roller diameters d and d pc HRC relatively bore must correspond IX degree of accuracy in accordance with GOST 24643-81. Size R pr choose for a given range from the range: 0.8; one; 1,2; 1.6; 2; 2.5; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 8.0; 10.0; 12.0; 16.0. Material of rollers - steel ШХ15, hardness HRC 63 ... 65. The parameter of the surface roughness of the working profile Ra = 0.32 μm.

Достоинствами предлагаемого деформирующего ролика для обкатывания тел вращения являются:The advantages of the proposed deformation roller for rolling in bodies of revolution are:

- возможность вести обкатывание на максимальных подачах по сравнению с известными деформирующими элементами;- the ability to run in at maximum feeds in comparison with the known deforming elements;

- уменьшение погрешности предшествующей обработки;- reduction of the error of the previous processing;

- увеличение пятна контакта, за счет чего достигается более высокое качество обработки;- an increase in the contact spot, due to which a higher quality of processing is achieved;

- образование определенных макро- и микрогеометрических форм обработанной поверхности, уменьшение параметров шероховатости - сглаживание поверхности, изменение структуры материала - поверхностный наклеп и создание определенного напряженного состояния, благоприятно действующего на износостойкость.- the formation of certain macro- and microgeometric forms of the treated surface, reduction of roughness parameters - smoothing of the surface, change in the structure of the material - surface hardening and the creation of a certain stress state, favorably affecting wear resistance.

Благодаря использованию в качестве деформирующего элемента ролика с тремя рабочими поверхностями значительно уменьшается величина пластической волны, идущей перед и после деформирующего элемента, уменьшается вероятность образования трещин и отслаивания обрабатываемого поверхностного слоя, снижается себестоимость обработки, повышается производительность и улучшается качество изготовления.Thanks to the use of a roller with three working surfaces as a deforming element, the magnitude of the plastic wave traveling in front of and after the deforming element is significantly reduced, the likelihood of cracking and peeling of the processed surface layer is reduced, the cost of processing is reduced, productivity is increased and workmanship is improved.

Предлагаемый деформирующий инструмент для заготовок тел вращения отличается простотой в реализации, не сложен по конструкции и надежен в эксплуатации. Получаемый на поверхности заготовки структурный слой обладает повышенной твердостью и, соответственно, износостойкостью и сопротивлением усталостному разрушению.The proposed deforming tool for blanks of bodies of revolution is easy to implement, not complicated in design and reliable in operation. The structural layer obtained on the surface of the workpiece has increased hardness and, accordingly, wear resistance and resistance to fatigue failure.

Использование деформирующего инструмента с тремя рабочими поверхностями обеспечивает высокую точность и качество обработанной поверхности.The use of a deforming tool with three working surfaces ensures high accuracy and quality of the processed surface.

Источник информацииThe source of information

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. С.387-389, рис.6, табл.3 - прототип.1. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Mechanical Engineering, 1985. S.387-389, Fig. 6, Table 3 - prototype.

Claims (1)

Инструмент для поверхностного пластического деформирования тел вращения представляющий собой ролик, отличающийся тем, что его рабочая часть является трехступенчатой поверхностью, состоящей из переднего сглаживающего конуса с углом конусности 2...5°, цилиндрического упрочняющего пояска торообразного со стороны переднего сглаживающего конуса и заднего сглаживающего конуса с обратным углом конусности 1...3°, соответственно расположенные последовательно в направлении продольной подачи, при этом диаметр цилиндрического упрочняющего пояска определен по формулеA tool for surface plastic deformation of bodies of revolution representing a roller, characterized in that its working part is a three-stage surface, consisting of a front smoothing cone with a taper angle of 2 ... 5 °, a cylindrical reinforcing belt toroidal on the side of the front smoothing cone and the rear smoothing cone with a reverse taper angle of 1 ... 3 °, respectively arranged sequentially in the direction of the longitudinal feed, while the diameter of the cylindrical reinforcing belt ka is determined by the formula d=d+2Δ,d nc = d nk + 2Δ, где d - диаметр цилиндрического упрочняющего пояска, мм;where d nts is the diameter of the cylindrical reinforcing belt, mm; d - наибольший диаметр переднего сглаживающего конуса, мм;d - the largest diameter of the front smoothing cone, mm; Δ - величина, на которую изменяется размер детали после обработки, мм.Δ is the value by which the size of the part changes after processing, mm
RU2004137426/02A 2004-12-21 2004-12-21 Rolling out tool RU2277039C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137426/02A RU2277039C1 (en) 2004-12-21 2004-12-21 Rolling out tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137426/02A RU2277039C1 (en) 2004-12-21 2004-12-21 Rolling out tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2277039C1 true RU2277039C1 (en) 2006-05-27
RU2004137426A RU2004137426A (en) 2006-06-10

Family

ID=36711326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004137426/02A RU2277039C1 (en) 2004-12-21 2004-12-21 Rolling out tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2277039C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619549C1 (en) * 2015-12-28 2017-05-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Device for surface strengthening of cylindrical parts
RU2792331C1 (en) * 2022-08-12 2023-03-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Prefabricated complex-shape tool for surface plastic deformation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник технолога-машиностроителя, под редакцией КОСИЛОВОЙ А.Г. и др., Москва, Машиностроение, 1985, т.2, с.387-389, рис.6, табл.3. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619549C1 (en) * 2015-12-28 2017-05-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Device for surface strengthening of cylindrical parts
RU2792331C1 (en) * 2022-08-12 2023-03-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Prefabricated complex-shape tool for surface plastic deformation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004137426A (en) 2006-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11015650B2 (en) Manufacturing method of thin-wall bearing and method for machining thin-wall inner ring/outer ring of the thin-wall bearing as well as precise flexible bearing
EP2769781B1 (en) A cold rolling method for forming bearing rings
KR20170038841A (en) Hollow rack bar and method of manufacturing the hollow rack bar
US8161620B2 (en) Annular composite workpieces and a cold-rolling method for producing said workpieces
CN105618869A (en) Expansion type inner hole positioning tool for gear grinding machine
CN101363530A (en) Gear component, gear mechanism and production method of gear component
US6883358B2 (en) Method of producing sliding sleeves for gearshift mechanisms
RU2277039C1 (en) Rolling out tool
JP2000312940A (en) Gear parts and its molding method
RU2276007C1 (en) Surface plastic deforming method
RU152121U1 (en) PRESSURE ROLLER
RU2648603C2 (en) Device and method for producing thick-walled hollow wheels with internally toothed sections of driving pinions
JPH01130822A (en) Method for working surface of metallic pipe
JP2017087250A (en) Manufacturing method of ring-shaped member
JP5998511B2 (en) Ball screw manufacturing method
CN113015586B (en) Method for producing ball tracks on a workpiece and ball screw nut having ball tracks produced thereby
US20150352629A1 (en) Forging device and forging method
CN108778556B (en) Rolling device for rolling a workpiece of a toothed segment and corresponding method
JP4840238B2 (en) Manufacturing method of flanged member and work member used therefor
RU2325261C2 (en) Combined method for grinding and surface plastic deformation
US20030171198A1 (en) Method for producing a deep rolling roller, and deep rolling roller
RU2443492C1 (en) Outer trapezoidal thread rolling rollers
RU2443491C1 (en) Method of rolling outer trapezoidal thread
RU2317885C1 (en) Arrangement for surface plastic deformation of the spherical surfaces of ball pins
RU2447965C2 (en) Outer thread rolling device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061222