RU2282528C1 - Oscillating combination type working method - Google Patents

Oscillating combination type working method Download PDF

Info

Publication number
RU2282528C1
RU2282528C1 RU2005101004/02A RU2005101004A RU2282528C1 RU 2282528 C1 RU2282528 C1 RU 2282528C1 RU 2005101004/02 A RU2005101004/02 A RU 2005101004/02A RU 2005101004 A RU2005101004 A RU 2005101004A RU 2282528 C1 RU2282528 C1 RU 2282528C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
balls
working
friction surface
washers
Prior art date
Application number
RU2005101004/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005101004A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Юрий Петрович Мельков (RU)
Юрий Петрович Мельков
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Евгений Николаевич Бологов (RU)
Евгений Николаевич Бологов
Олег Михайлович Забродин (RU)
Олег Михайлович Забродин
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 RU2005101004/02A priority Critical patent/RU2282528C1/en
Publication of RU2005101004A publication Critical patent/RU2005101004A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282528C1 publication Critical patent/RU2282528C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: combination working of metals by friction surface hardening and surface-plastic striking pulse deforming, possibly finishing surfaces.
SUBSTANCE: method comprises steps of using combination type tool having mandrel carrying mounted in it along the same axis device for working by balls and device for friction surface hardening. Tapered washers are mounted in pairs on ends of combination type tool. Washer-gasket is placed between devices. Device for working by balls has left and right lids mutually joined along their periphery through elastic shell with seats for balls; set of spacing washers arranged between said devices. Device for friction surface hardening includes disc made of material with low heat conductivity. At working process change of tool oscillation amplitude is gradually controlled.
EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, improved quality and efficiency of working, increased wear resistance of tool.
4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к комбинированной обработке фрикционным поверхностным упрочнением металлов и поверхностно-пластическим ударно-импульсным деформированием и может быть использовано для чистовой, отделочной обработки поверхностей, подверженных интенсивному износу, стальных и чугунных прецизионных деталей машин.The invention relates to a combined treatment of friction surface hardening of metals and surface-plastic shock-pulse deformation and can be used for finishing, finishing processing of surfaces subject to intense wear, steel and cast iron precision machine parts.

Известен комбинированный способ обработки инструментом, содержащим шлифовальный круг с элементами его крепления на оправке и соосно установленное с ним устройство для обработки металлических поверхностей шариками [1].Known is a combined method of processing with a tool containing a grinding wheel with its fastening elements on the mandrel and a device coaxially mounted with it for processing metal surfaces with balls [1].

Недостатками известного способа комбинированной обработки являются: необходимость применения дополнительной операции поверхностного упрочнения, например, закалка токами высокой частоты (ТВЧ), цементация и закалка в газовых печах и т.п. Это требует дополнительного дорогостоящего оборудования, средств и времени; снижает производительность, точность и качество процесса обработки.The disadvantages of the known method of combined processing are: the need for an additional surface hardening operation, for example, quenching by high-frequency currents (HFC), cementation and quenching in gas furnaces, etc. This requires additional expensive equipment, tools and time; reduces the productivity, accuracy and quality of the processing process.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей способа путем обеспечения периодического, совмещенного и последовательного воздействия на обрабатываемую плоскую и поверхности вращения фрикционным поверхностным упрочнением перед импульсно-ударным пластическим деформированием комбинированным инструментом с аксиально смещенной 1 рабочей поверхностью, позволяющим улучшить качество и точность, снизить трудоемкость обработки и увеличить производительность, а также обеспечить шумопоглощение, снижение износа шариков, снижение потерь мощности привода.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities of the method by providing periodic, combined and sequential exposure to the machined flat and rotating surfaces by friction surface hardening before impulse-impact plastic deformation by a combined tool with axially displaced 1 working surface, which allows to improve quality and accuracy, reduce the complexity of processing and increase performance, and also provide noise absorption, reduced ball wear, lower reduction of drive power loss.

Это достигается с помощью предлагаемого способа осциллирующей комбинированной обработки поверхностей вращения, включающего сообщение вращательного движения заготовке и вращательного движения и движения подачи вдоль обрабатываемой поверхности комбинированному инструменту, расположенному под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, причем используют комбинированный инструмент, содержащий оправку с соосно установленными на ней устройством для обработки металлических поверхностей шариками и устройством для фрикционного поверхностного упрочнения, оснащенными элементами крепления на оправке, расположенные попарно с торцов комбинированного инструмента косые шайбы и шайбу-прокладку, установленную между упомянутыми устройствами, при этом устройство для обработки металлических поверхностей шариками выполнено с левой и правой крышками, соединенными по периферии упругой обечайкой с гнездами под шарики, причем каждое гнездо выполнено в виде трубки с завальцованными торцами, в которой установлен шарик с возможностью свободного перемещения, и размещенным между упомянутыми крышками набором из проставочных шайб, суммарная высота которых не менее высоты упругой обечайки, а устройство для фрикционного поверхностного упрочнения содержит диск из материала с низким коэффициентом теплопроводности и с рабочей поверхностью на его периферии, расположенный под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, при этом осуществляют плавное регулирование изменения амплитуды осцилляции комбинированного инструмента путем изменения его угла наклона с помощью косых шайб и шайбы-прокладки, а упомянутый угол наклона α определяют по формуле:This is achieved using the proposed method of oscillating combined processing of surfaces of revolution, including reporting rotational motion to the workpiece and rotational motion and feed motion along the machined surface to a combined tool located at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis of rotation, using a combined tool containing a mandrel with coaxially balls mounted on it for treating metal surfaces and friction devices ion surface hardening, equipped with fastening elements on the mandrel, slanting washers and a washer-spacer installed between the mentioned devices arranged in pairs from the ends of the combined tool, while the device for treating metal surfaces with balls is made with left and right covers connected at the periphery of the elastic shell with sockets under the balls, and each socket is made in the form of a tube with rolled ends, in which the ball is installed with the possibility of free movement, and the size a set of spacer washers between the said covers, the total height of which is not less than the height of the elastic shell, and the device for frictional surface hardening contains a disk of material with a low coefficient of thermal conductivity and with a working surface on its periphery, located at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis rotation, while smoothly controlling the change in the oscillation amplitude of the combined tool by changing its angle using oblique washers and washers adki, and the said angle of inclination α is determined by the formula:

arc tg(Вуд/D)≥α≥arc tg(Вфр/D),arc tg (V beats / D) ≥α≥arc tg (V fr / D),

где Вуд - высота упругой обечайки с шариками, мм;where In beats - the height of the elastic shell with balls, mm;

D - наружный диаметр инструмента, мм;D is the outer diameter of the tool, mm;

α - острый угол наклона инструмента к плоскости, перпендикулярной оси вращения, град;α is the acute angle of inclination of the tool to a plane perpendicular to the axis of rotation, deg;

Вфр - высота диска для фрикционного поверхностного упрочнения.In FR - the height of the disk for friction surface hardening.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого способа осциллирующей комбинированной обработки и конструкция инструмента для реализации способа, повернутого на максимальный угол α; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - более технологичный для сборки вариант конструкции правой крышки; на фиг.4 - инструмент, повернутый на минимальный угол α=0.Figure 1 shows a diagram of the proposed method of oscillating combined processing and the design of the tool for implementing the method, rotated to a maximum angle α; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - more technologically advanced for assembly version of the design of the right cover; figure 4 is a tool rotated by a minimum angle α = 0.

Способ осциллирующей комбинированной обработки заключается в том, что заготовке и комбинированному инструменту сообщают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности.A method of oscillating combined processing is that rotary motions and a feed motion along the surface to be machined are reported to the workpiece and the combined tool.

Инструмент, реализующий предлагаемый способ, содержит диск 1 для фрикционного поверхностного упрочнения с элементами его крепления на оправке 2 и соосно установленное с ним устройство 3 для обработки металлических поверхностей шариками.A tool that implements the proposed method contains a disk 1 for friction surface hardening with elements of its fastening on the mandrel 2 and a device 3 for co-processing metal surfaces with balls coaxially mounted with it.

Элементы крепления инструмента выполнены в виде косых шайб 4 в количестве четырех штук по две с каждого торца комбинированного инструмента для обеспечения аксиально смещенного режущего слоя путем установки диска 1 и устройства 3 под углом к плоскости, перпендикулярной продольной оси, с возможностью плавного регулирования амплитуды осцилляции Афр путем изменения угла наклона диска 1 и устройства 3. Проставочная шайба-прокладка 5 и гайка 6 являются также элементами крепления и служат для надежной установки составляющих комбинированного инструмента на оправке 2.The fastening elements of the tool are made in the form of oblique washers 4 in the amount of four pieces, two from each end of the combined tool to provide an axially displaced cutting layer by installing the disk 1 and device 3 at an angle to a plane perpendicular to the longitudinal axis, with the possibility of smooth adjustment of the oscillation amplitude A fr by changing the angle of inclination of the disk 1 and the device 3. The spacer washer-gasket 5 and the nut 6 are also fasteners and serve for the reliable installation of the components of the combined and strument on the mandrel 2.

Устройство 3 для обработки металлических поверхностей шариками содержит левую 7 и правую 8 крышки, по периферии соединенные упругой обечайкой 9, в которой выполнены гнезда под шарики 10, причем каждое гнездо состоит из трубки 11 с завальцованными торцами, в которой свободно перемещается шарик 10.The device 3 for treating metal surfaces with balls contains a left 7 and a right 8 covers, peripherally connected by an elastic shell 9, in which nests for balls 10 are made, each socket consisting of a tube 11 with rolled ends, in which the ball 10 freely moves.

Для обеспечения состояния "разжима" упругой обечайки 9, которая присоединена известными способами, например вулканизацией, к торцам крышек 7 и 8, между крышками размещен набор из проставочных шайб 12, суммарная высота которых не менее высоты упругой обечайки 9.To ensure the state of "expansion" of the elastic shell 9, which is attached by known methods, for example, vulcanization, to the ends of the covers 7 and 8, between the covers there is a set of spacer washers 12, the total height of which is not less than the height of the elastic shell 9.

Для снижения потерь мощности привода, а также уменьшения износа гнезд 11 и шариков 10 ось 13 каждого гнезда 11 расположена под углом β к прямой 14, соединяющей продольную ось оправки 2 с центром выходного отверстия гнезда 11.To reduce drive power losses, as well as reduce wear of the sockets 11 and balls 10, the axis 13 of each socket 11 is located at an angle β to a straight line 14 connecting the longitudinal axis of the mandrel 2 with the center of the outlet opening of the socket 11.

При этом угол β зависит от диаметра инструмента, т.к. подбирают его таким, что в момент соприкосновения шарика 10 с обрабатываемой поверхностью ось 13 каждого гнезда 11 направлена под прямым углом к ней при обработке плоских поверхностей или по нормали к касательной при обработке поверхностей вращения.The angle β depends on the diameter of the tool, because they select it such that at the moment of contact of the ball 10 with the surface to be machined, the axis 13 of each socket 11 is directed at right angles to it when processing flat surfaces or normal to the tangent when processing surfaces of revolution.

Для более технологичной сборки и регулировки натяжения обечайки 9 предусмотрен вариант конструкции правой крышки (фиг.3), которая изготовляется составной и состоящей из кольца 15, фланца 16, соединенных винтами 17.For a more technologically advanced assembly and adjusting the tension of the shell 9, a design option for the right cover is provided (Fig. 3), which is made integral and consisting of a ring 15, a flange 16 connected by screws 17.

Обработка устройством 3 с деформирующими шариками 10 по предлагаемому способу заключается в следующем.Processing device 3 with deforming balls 10 according to the proposed method is as follows.

Под действием центробежных сил, возникающих при вращении обечайки 9, шарики 10 выступают над ее периферией. Задавая продольную подачу инструменту и вращение обрабатываемой детали в случае обработки тел вращения, обрабатывают поверхности любых заданных размеров. В случае обработки плоских поверхностей комбинированный инструмент крепят на шпинделе плоскошлифовального станка и ведут обработку как при традиционном плоском шлифовании периферией круга.Under the action of centrifugal forces arising from the rotation of the shell 9, the balls 10 protrude above its periphery. By setting the longitudinal feed to the tool and the rotation of the workpiece in the case of processing bodies of revolution, they process surfaces of any given size. In the case of processing flat surfaces, the combined tool is mounted on the spindle of a surface grinding machine and machined as with traditional flat grinding with the periphery of the wheel.

Соосно с устройством 3 с деформирующими шариками установлено устройство для фрикционного поверхностного упрочнения, состоящее из диска 1 из материала с низким коэффициентом теплопроводности и с рабочей поверхностью на его периферии. Диск 1 также расположен на оправке 2 под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, с помощью косых шайб 4, установленных и расположенных попарно с торцов инструмента, и шайбы-прокладки 5, установленной между устройствами.A device for friction surface hardening, consisting of a disk 1 of a material with a low coefficient of thermal conductivity and with a working surface at its periphery, is installed coaxially with the device 3 with deforming balls. The disk 1 is also located on the mandrel 2 at an acute angle α to the plane perpendicular to the axis of rotation, using oblique washers 4 mounted and arranged in pairs from the ends of the tool, and washers 5 installed between the devices.

Обработка по предлагаемому способу комбинированным осциллирующим инструментом в сборе осуществляется следующим образом.Processing the proposed method with a combined oscillating tool assembly is as follows.

Обрабатываемую деталь типа тела вращения зажимают в патроне, например, шлифовального, токарного или др. станка, а комбинированный инструмент на оправке шлифовальной бабки или в приспособлении с индивидуальным приводом. Инструмент вращается с окружной скоростью V=65...70 м/с и прижимается с постоянным усилием Р=0,65...1,0 кН к обрабатываемой заготовке, которая вращается (в случае обработки цилиндрических поверхностей) с окружной скоростью 0,02...0,08 м/с. Продольная подача инструмента относительно заготовки составляет (0,1...0,2)Вфр, где Вфр - высота диска 1 для фрикционного поверхностного упрочнения, мм.A workpiece such as a body of revolution is clamped in a chuck, for example, of a grinding, turning or other machine, and a combined tool on the mandrel of the grinding head or in a device with an individual drive. The tool rotates with a peripheral speed V = 65 ... 70 m / s and is pressed with a constant force P = 0.65 ... 1.0 kN to the workpiece that rotates (in the case of processing cylindrical surfaces) with a peripheral speed of 0, 02 ... 0.08 m / s. The longitudinal feed of the tool relative to the workpiece is (0.1 ... 0.2) V fr , where V fr - the height of the disk 1 for friction surface hardening, mm

Длина линии контакта инструмента с обрабатываемой заготовкой (Вфр) составляет 5...8 мм. При трении инструмента и заготовки в зоне их контакта происходит импульсный нагрев поверхности обрабатываемой заготовки до температуры 800...1000°С. В зону обработки подают смазывающе-охлаждающую жидкость (СОЖ), которая обеспечивает быстрое охлаждение упрочняемой поверхности. В результате упрочнения на поверхности заготовки возникают структуры белых слоев толщиной 0,1...0,15 мм с повышенной микротвердостью 7...10 ГПа. В зоне фрикционного скользящего контакта определенное количество теплоты (большая часть ее) уходит в быстровращающийся инструмент. Поэтому в качестве материала диска выбирают титановый сплав или нержавеющую сталь, обладающие низкой теплопроводностью (λ=21,9...25,5 Вт/м·К). При перемещении зоны контакта в осевом направлении благодаря наклону рабочего диска происходит мгновенный переход нагретой рабочей поверхности инструмента на охлажденную поверхность заготовки (фиг.1). Это приводит к циклическому изменению температуры на поверхности упрочняемой заготовки и соответственно к увеличению глубины упрочненного слоя до 0,15...0,22 мм. Изменением угла наклона, а следовательно, изменением амплитуды осцилляции Афр диска можно регулировать глубину и микротвердость упрочненного слоя.The length of the line of contact of the tool with the workpiece (In FR ) is 5 ... 8 mm. During friction of the tool and the workpiece in the zone of their contact, the surface of the workpiece being pulsed is heated to a temperature of 800 ... 1000 ° C. A lubricating coolant (coolant) is supplied to the treatment zone, which provides quick cooling of the hardened surface. As a result of hardening, structures of white layers with a thickness of 0.1 ... 0.15 mm with increased microhardness of 7 ... 10 GPa arise on the surface of the workpiece. In the zone of frictional sliding contact, a certain amount of heat (most of it) goes into a rapidly rotating tool. Therefore, titanium alloy or stainless steel having low thermal conductivity (λ = 21.9 ... 25.5 W / m · K) is chosen as the material of the disk. When moving the contact zone in the axial direction due to the inclination of the working disk, the heated working surface of the tool instantly transitions to the cooled surface of the workpiece (Fig. 1). This leads to a cyclical change in temperature on the surface of the hardened workpiece and, accordingly, to an increase in the depth of the hardened layer to 0.15 ... 0.22 mm. By changing the angle of inclination, and therefore by changing the oscillation amplitude A fr of the disk, the depth and microhardness of the hardened layer can be adjusted.

При величине Афрфр увеличение глубины упрочненного слоя незначительное, однако возникает большая вероятность перегрева инструмента. При величине Афруд дальнейшее незначительное увеличение толщины упрочненного слоя приводит к увеличению вибраций, ухудшению качества обработки. Поэтому угол наклона α определяется по формуле:When A FR <B FR, the increase in the depth of the hardened layer is insignificant, but there is a high probability of overheating of the tool. When the value of A FR > In beats, a further slight increase in the thickness of the hardened layer leads to an increase in vibration, deterioration in the quality of processing. Therefore, the angle of inclination α is determined by the formula:

arc tg(Вуд/D)≥α≥arc tg(Вфр/D),arc tg (V beats / D) ≥α≥arc tg (V fr / D),

где Вуд - высота упругой обечайки с шариками, мм;where In beats - the height of the elastic shell with balls, mm;

D - наружный диаметр инструмента, мм;D is the outer diameter of the tool, mm;

α - острый угол наклона инструмента к плоскости, перпендикулярной оси вращения, град;α is the acute angle of inclination of the tool to a plane perpendicular to the axis of rotation, deg;

Вфр - высота диска для фрикционного поверхностного упрочнения, мм.In FR - the height of the disk for friction surface hardening, mm

Таким образом, при совместной обработке комбинированным инструментом диск 1, установленный под углом к оси вращения, соприкасаясь периферийным аксиально смещенным периферийным рабочим слоем, упрочняет на большую глубину поверхностный слой заготовки, а деформирующие шарики 10, выступающие над периферией обечайки 9 устройства 3, наносят удары по упрочненной обрабатываемой поверхности и уменьшают высоту микронеровностей. При этом получают окончательно микропрофиль регулярной шероховатости относительно небольшим количеством рабочих шариков 10.Thus, during joint processing with a combined tool, the disk 1, mounted at an angle to the axis of rotation, in contact with the peripheral axially displaced peripheral working layer, hardens the surface layer of the workpiece to a greater depth, and the deforming balls 10, protruding above the periphery of the shell 9 of the device 3, strike hardened treated surface and reduce the height of microroughness. In this case, a final microprofile of regular roughness is obtained with a relatively small number of working balls 10.

Аксиально смещенный рабочий слой диска 1 упрочняет обрабатываемую поверхность, нагревая ее, а деформирующие шарики обеспечивают непрерывность пластической деформации нагретой поверхности изделия, что исключает колебания и вибрации инструмента и уменьшает шероховатость обработанной поверхности.The axially displaced working layer of the disk 1 strengthens the workpiece by heating it, and the deforming balls ensure the continuity of plastic deformation of the heated surface of the product, which eliminates vibration and vibration of the tool and reduces the roughness of the processed surface.

По мере износа фрикционного диска 1 он уменьшается в диаметре и необходимо восстанавливать его первоначальный размер. Для частичной регулировки размера наружного диаметра в радиальном направлении и восстановления первоначального размера его поворачивают в плоскости, проходящей через ось вращения, на некоторый угол. Эта регулировка возможна при замене шайбы-прокладки 5 на две косые шайбы 4 (не показаны).As the friction disk 1 wears out, it decreases in diameter and it is necessary to restore its original size. To partially adjust the size of the outer diameter in the radial direction and restore the original size, it is rotated in a plane passing through the axis of rotation by a certain angle. This adjustment is possible when replacing the washer gasket 5 with two oblique washers 4 (not shown).

При значительных износах диска 1 и устройства ударно-имульсного деформирования 3, а также при нахождении оптимальных режимов обработки пользуются регулировкой угла α наклона инструмента (фиг.4) с помощью взаимного разворота косых шайб 4 относительно друг друга.With significant wear of the disk 1 and the device of shock-pulse deformation 3, as well as when finding the optimal processing conditions, use the angle α of the tilt of the tool (figure 4) using mutual rotation of the oblique washers 4 relative to each other.

Предлагаемый способ осциллирующей комбинированной обработки инструментом, состоящим из упрочняющего диска и устройства с деформирующими шариками, отличается шумопоглощением благодаря использованию упругой обечайки, снижением износа шариков и снижением потерь мощности привода.The proposed method of oscillating combined processing with a tool consisting of a reinforcing disk and a device with deforming balls is distinguished by noise absorption due to the use of an elastic shell, reduced wear of the balls and reduced drive power losses.

Пример. На внутришлифовальном станке мод. 3К228В одновременно упрочняли и обрабатывали имульсно-ударным пластическим деформированием сквозное отверстие диаметром 60 Н7(+0,03) мм и длиной 60 мм. Параметр шероховатости обрабатываемой поверхности Ra=0,63 мкм. Материал заготовки - сталь 45 в нормализованном состоянии. Рабочий диск для фрикционного поверхностного упрочнения выполнен из титанового сплава ВТ-5 с шириной рабочей поверхности 5 мм и наружным диаметром 50 мм. Частоту вращения инструмента принимали 13000 мин-1, частоту вращения заготовки - 200 мин-1. Продольная подача была установлена 5390 мм/мин. Угол наклона нового инструмента - α=10°. Амплитуда при этом составляла - 8 мм. Давление фрикционного диска на заготовку, создаваемое механизмом поперечной подачи станка, составляет 0,8 кН. В зону обработки подавали СОЖ в виде масла индустриального И-12А. Обечайка - резиновая, толщиной - 15 мм, высотой - 25 мм, гнезда под шарики в виде трубки из стали 12Х17 с наружным диаметром 10 мм, толщиной стенки 0,5 мм, обычной точности изготовления - труба 10×0,5 - 12Х17 ГОСТ 9941-72. В гнезда - трубки длиной 15 мм вставлены шарики диаметром 8,73 мм (от подшипника №110 ГОСТ 8338-75). Торцы трубок завальцованы. Угол β установки гнезда к прямой, соединяющей продольную ось оправки с центром выходного отверстия гнезда, приняли равным β=8°.Example. On the internal grinding machine mod. 3K228B was simultaneously hardened and machined by pulse-impact plastic deformation through hole with a diameter of 60 N7 (+0.03) mm and a length of 60 mm. The roughness parameter of the treated surface is Ra = 0.63 μm. The workpiece material is steel 45 in a normalized state. The working disk for friction surface hardening is made of VT-5 titanium alloy with a working surface width of 5 mm and an outer diameter of 50 mm. The rotational speed of the tool was taken 13000 min -1 , the rotation frequency of the workpiece is 200 min -1 . A longitudinal feed was set at 5390 mm / min. The angle of the new tool is α = 10 °. The amplitude was 8 mm. The pressure of the friction disk on the workpiece created by the transverse feed mechanism of the machine is 0.8 kN. Coolant was supplied to the treatment zone as industrial I-12A oil. The shell is rubber, 15 mm thick, 25 mm high, nests for balls in the form of a tube made of 12X17 steel with an outer diameter of 10 mm, a wall thickness of 0.5 mm, and normal manufacturing accuracy - a pipe 10 × 0.5 - 12X17 GOST 9941 -72. Balls with a diameter of 8.73 mm (from bearing No. 110 GOST 8338-75) are inserted into the nests - tubes with a length of 15 mm. The ends of the tubes are rolled. The angle β of the installation of the socket to the straight line connecting the longitudinal axis of the mandrel with the center of the outlet of the socket was taken equal to β = 8 °.

Для обеспечения необходимого качества и размерной точности обработки потребовалось основного времени 0,65 мин, что в 2,4 раза быстрее, чем при раздельном упрочнении и ударно-пластическом деформировании.To ensure the required quality and dimensional accuracy of processing, the main time was 0.65 min, which is 2.4 times faster than with separate hardening and impact plastic deformation.

При этом глубина и микротвердость упрочненного слоя (белой зоны) составляла соответственно 0,17...0,19 мм и 8...9 ГПа с постепенным понижением микротвердости по глубине до исходного состояния - 2,3...2,7 ГПа. При повышении скорости вращения упрочняемой заготовки в два раза глубина упрочненного слоя составила 0,12...0,14 мм. Таким образом, инструмент позволяет повысить производительность процесса.In this case, the depth and microhardness of the hardened layer (white zone) were 0.17 ... 0.19 mm and 8 ... 9 GPa, respectively, with a gradual decrease in microhardness in depth to the initial state - 2.3 ... 2.7 GPa . With a twofold increase in the rotation speed of the hardened billet, the depth of the hardened layer was 0.12 ... 0.14 mm. Thus, the tool allows you to increase the productivity of the process.

При уменьшении угла наклона диска до 1° 10I (до значения α=arc tg(Вфр/D)=6°) глубина упрочненного слоя уменьшилась до 0,12...0,15 мм. Увеличение угла наклона диска до 22° (α=arc tg(Вуд/D) приводит к незначительному увеличению глубины упрочненного слоя (с 0,17...0,19 до 0,18...0,20 мм).With a decrease in the disk inclination angle to 1 ° 10 I (to α = arc tg (V fr / D) = 6 °), the depth of the hardened layer decreased to 0.12 ... 0.15 mm. An increase in the disk inclination angle to 22 ° (α = arc tg (V beats / D) leads to a slight increase in the depth of the hardened layer (from 0.17 ... 0.19 to 0.18 ... 0.20 mm).

Предлагаемый способ отличается простотой в реализации, а инструмент прост по конструкции и надежен в эксплуатации. Получаемые на поверхности упрочняемой заготовки структуры белых слоев обладают повышенной твердостью, а соответственно износостойкостью и сопротивлением усталостному разрушению. Способ позволяет повысить производительность обработки в 1,5...2,0 раза.The proposed method is simple to implement, and the tool is simple in design and reliable in operation. The structures of the white layers obtained on the surface of the hardened billet have increased hardness and, accordingly, wear resistance and resistance to fatigue fracture. The method allows to increase the processing productivity of 1.5 ... 2.0 times.

Предлагаемый способ и конструкция инструмента расширяют технологические возможности путем обеспечения периодического, совмещенного и последовательного воздействия на обрабатываемую плоскую и поверхности вращения фрикционного поверхностного упрочнения перед импульсно-ударным пластическим деформированием с аксиально смещенной рабочей поверхностью.The proposed method and tool design expand technological capabilities by providing periodic, combined and sequential effects on the machined flat and surface of rotation of friction surface hardening before impulse-impact plastic deformation with axially shifted working surface.

Способ осциллирующей комбинированной обработки позволяет увеличить износостойкость, улучшить качество и точность, снизить трудоемкость обработки и расход инструмента, а также увеличить производительность.The method of oscillating combined processing allows to increase wear resistance, improve quality and accuracy, reduce the complexity of processing and tool consumption, as well as increase productivity.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2228254, МКИ В 24 D 5/00, В 24 В 39/00. Комбинированный инструмент. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Афанасьев Б.И. и др. Заявка №2003105759/02, заявл. 27.02.2003, опуб. 10.05.2004. Бюл. №13 - прототип.1. RF patent 2228254, MKI B 24 D 5/00, 24 V 39/00. Combined tool. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Afanasyev B.I. and others. Application No. 2003105759/02, declared 02/27/2003, publ. 05/10/2004. Bull. No. 13 is a prototype.

Claims (1)

Способ осциллирующей комбинированной обработки поверхностей вращения, включающий сообщение вращательного движения заготовке и вращательного движения и движения подачи вдоль обрабатываемой поверхности комбинированному инструменту, расположенному под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, отличающийся тем, что используют комбинированный инструмент, содержащий оправку с соосно установленными на ней устройством для обработки металлических поверхностей шариками и устройством для фрикционного поверхностного упрочнения, оснащенными элементами крепления на оправке, расположенные попарно с торцов комбинированного инструмента косые шайбы и шайбу-прокладку, установленную между упомянутыми устройствами, при этом устройство для обработки металлических поверхностей шариками выполнено с левой и правой крышками, соединенными по периферии упругой обечайкой с гнездами под шарики, причем каждое гнездо выполнено в виде трубки с завальцованными торцами, в которой установлен шарик с возможностью свободного перемещения, и размещенным между упомянутыми крышками набором из проставочных шайб, суммарная высота которых не менее высоты упругой обечайки, а устройство для фрикционного поверхностного упрочнения содержит диск из материала с низким коэффициентом теплопроводности и с рабочей поверхностью на его периферии, расположенный под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, при этом осуществляют плавное регулирование изменения амплитуды осцилляции комбинированного инструмента путем изменения его угла наклона α с помощью косых шайб и шайбы-прокладки, а упомянутый угол наклона α определяют по формулеA method of oscillating combined treatment of surfaces of revolution, comprising communicating rotational motion of a workpiece and rotational motion and feed motion along a machined surface to a combined tool located at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis of rotation, characterized in that they use a combined tool containing a mandrel coaxially mounted on a device for treating metal surfaces with balls and a device for friction surface control parts equipped with fasteners on the mandrel, located in pairs from the ends of the combined tool, oblique washers and a washer gasket installed between the above devices, while the device for treating metal surfaces with balls is made with left and right covers connected at the periphery by an elastic shell with nests for balls moreover, each socket is made in the form of a tube with rolled ends, in which a ball is installed with the possibility of free movement, and placed between the said wings with a set of spacer washers, the total height of which is not less than the height of the elastic shell, and the device for friction surface hardening contains a disk of material with a low coefficient of thermal conductivity and with a working surface on its periphery, located at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis of rotation, this provides smooth adjustment of the amplitude of the oscillation of the combined tool by changing its angle of inclination α using oblique washers and washers, and said angle of inclination bosom α is determined by the formula arctg(Вуд/D)≥α≥arctg(Вфр/D),arctg (V beats / D) ≥α≥arctg (V fr / D), где Вуд - высота упругой обечайки с шариками, мм;where In beats - the height of the elastic shell with balls, mm; D - наружный диаметр инструмента, мм;D is the outer diameter of the tool, mm; α - острый угол наклона инструмента к плоскости, перпендикулярной оси вращения, град;α is the acute angle of inclination of the tool to a plane perpendicular to the axis of rotation, deg; Вфр - высота диска устройства для фрикционного поверхностного упрочнения.In FR - the height of the disk device for friction surface hardening.
RU2005101004/02A 2005-01-18 2005-01-18 Oscillating combination type working method RU2282528C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005101004/02A RU2282528C1 (en) 2005-01-18 2005-01-18 Oscillating combination type working method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005101004/02A RU2282528C1 (en) 2005-01-18 2005-01-18 Oscillating combination type working method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005101004A RU2005101004A (en) 2006-06-20
RU2282528C1 true RU2282528C1 (en) 2006-08-27

Family

ID=36714019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005101004/02A RU2282528C1 (en) 2005-01-18 2005-01-18 Oscillating combination type working method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282528C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005101004A (en) 2006-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008275095A (en) Ball screw and manufacturing method thereof
RU2282528C1 (en) Oscillating combination type working method
JP2006349058A (en) Screw groove machining method for ball screw
RU2282529C1 (en) Oscillating combination type tool
WO2005026580A1 (en) Ball screw nut and method of producing the same
CN111810516A (en) Pump body and compressor
RU2241589C1 (en) Method for intermittent friction surface hardening
RU2230649C1 (en) Method for combination type finishing
RU2241590C1 (en) Intermittent tool for friction surface hardening
RU2228254C1 (en) Combination type tool
RU2283749C2 (en) Tool for friction surface hardening of sphere surfaces
RU2243877C1 (en) Combined method of needle-milling with hardening
RU2361717C1 (en) Device for static-impulse surface strengthening of spherical surfaces
JP2008215422A (en) Ball screw for actuator and its screw grooving method
RU2290294C1 (en) Apparatus for friction surface hardening of screws
RU2241578C1 (en) Combination needle type strengthening tool
RU2332296C1 (en) Method of processing defective spherical surfaces by plastic deformation
RU2332295C1 (en) Device for surface plastic deformation of defective spherical surfaces
JP2012180539A (en) Method for manufacturing nut for ball screw, and nut for ball screw
RU2303512C1 (en) Combination diamond-abrasive dwelling tool
RU2361716C1 (en) Method for static-impulse surface strengthening of spherical surfaces
RU2347663C1 (en) Device for static-pulse rolling of shafts
RU2366558C1 (en) Method of flat surface hardening using rotor-type generator of mechanical pulses
RU2297316C1 (en) Device for expanding openings
RU2383425C1 (en) Device for screw static-pulse strengthening

Legal Events

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

Effective date: 20070119