RU2283747C1 - Способ обработки прерывистых поверхностей поверхностно-пластическим деформированием - Google Patents
Способ обработки прерывистых поверхностей поверхностно-пластическим деформированием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2283747C1 RU2283747C1 RU2005114099/02A RU2005114099A RU2283747C1 RU 2283747 C1 RU2283747 C1 RU 2283747C1 RU 2005114099/02 A RU2005114099/02 A RU 2005114099/02A RU 2005114099 A RU2005114099 A RU 2005114099A RU 2283747 C1 RU2283747 C1 RU 2283747C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deforming element
- window
- windows
- diameter
- defects
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к отделочно-упрочняющей обработке, и может быть использовано при изготовлении деталей с окнами. Способ включает поверхностно-пластическое деформирование прерывистых поверхностей цилиндрических деталей с окнами путем воздействия на вращающуюся деталь деформирующим элементом. Усилие деформирующего элемента, выполненного в виде шара и установленного в державке, создают с помощью смазочно-охлаждающей жидкости. Вязкость упомянутой смазочно-охлаждающей жидкости определяют из условия обеспечения перемещения деформирующего элемента в окно детали на заданную величину, исключающую появление дефектов на поверхности окна детали. В результате исключается появление дефектов на поверхности окна детали. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к отделочно-упрочняющей обработке, и может быть использовано при изготовлении цилиндрических деталей с окнами, например цилиндров двухтактного двигателя внутреннего сгорания, поршней.
В настоящее время общепризнанным является факт влияния качества поверхностного слоя (шероховатость, волнистость, износостойкость, микротвердость, остаточные напряжения) деталей на их долговечность. Существенного повышения качества поверхностного слоя деталей можно достичь, применяя упрочняющие методы обработки. Среди этих методов широкое распространение в промышленности получили методы поверхностного пластического деформирования (ППД). Методы ППД позволяют, при сравнительно низких производственных затратах в несколько раз, повысить сопротивление усталости, контактную жесткость, износостойкость деталей и увеличить тем самым ресурс работы машины [1]. Все это позволяет использовать ППД на всех машиностроительных предприятиях.
Авторам известно устройство для обработки деталей ППД с гидравлическим созданием усилия на деформирующем элементе [2]. Сущность устройства: инструмент содержит корпус с каналом для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) под давлением, установленную в корпусе оправку-поршень с деформирующем элементом (ДЭ), который свободно перемещается вместе с оправкой-поршнем.
Недостатками этого способа является невозможность обработки прерывистых поверхностей, например поверхностей с окнами, т.к. ДЭ под действием нагружающей силы может переместиться на недопустимые расстояния в окно детали, что приведет к разбиению поверхности в районе окна, а следовательно, к дефектам поверхностного слоя и малой пригодности детали к эксплуатации; нет расчета и рекомендаций выбора размеров дросселирующих каналов, что приводит к затруднению использования устройства на производстве; не раскрыт механизм крепления ДЭ и подачи смазочно-охлаждающей жидкости через антифрикционный материал к ДЭ.
Авторам известно устройство для снятия фасок на гранях окон внутри цилиндра [3]. Сущность способа заключается в снятии фасок на гранях окон ударным ППД при помощи центробежной силы и возвратно-поступательного движения. Недостатками этого способа являются: неконтролируемое перемещение деформирующего элемента в виде шара под действием центробежной силы, приводящее к неконтролируемому деформированию (а не съему металла, как у автора) и переносу части металла с поверхности детали в окно, и даже к разбиению окна, что снижает качество продукции; обработка одним инструментом отверстия только определенного диаметра; а также не предусмотрена возможность подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), что также снижает качество обработанной поверхности отверстия, которая также обрабатывается совместно со смятием острых кромок на гранях окон.
Предлагаемый способ обеспечивает перемещение (вылет) ДЭ на заданную (допустимую) величину, при которой не образуются дефекты на поверхности в районе окон. Способ позволяет обрабатывать прерывистые поверхности ППД за счет создания у ДЭ инерционных свойств силами вязкого трения СОЖ. Сила вязкого трения зависит от свойств СОЖ (коэффициента динамической вязкости), поэтому вылет ДЭ зависит от вязкости используемой СОЖ. Таким образом, предлагаемый способ заключается в расчете коэффициента динамической вязкости СОЖ для обеспечения допустимого вылета ДЭ, исключающего появление дефектов на поверхности окна при определенных режимах ППД.
Заявленное изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков. Способ обработки поверхностно-пластическим деформированием прерывистых поверхностей цилиндрических деталей с окнами, включающий воздействие на вращающуюся деталь установленным в державке деформирующим элементом в виде шара, усилие которого создают с помощью смазочно-охлаждающей жидкости, вязкость которой определяют из условия обеспечения перемещения деформирующего элемента в окно детали на заданную величину, исключающую появление дефектов на поверхности окна детали, по следующей формуле:
где μ - вязкость смазочно-охлаждающей жидкости;
D - диаметр детали;
Dш - диаметр деформирующего элемента;
σт - предел текучести обрабатываемого материала;
Е - модуль упругости Юнга материала детали;
ρш - плотность материала деформирующего элемента;
Vш - объем деформирующего элемента;
l - заданная величина перемещения деформирующего элемента в окно детали;
n - частота вращения детали;
Х - размер окна в детали;
dтр - диаметр державки деформирующего элемента.
В нашем случае, когда ДЭ выходит с поверхности на окно, на шар, в осевом направлении, действуют следующие силы (фиг.1): сила, обеспечиваемая давлением насоса FH, сила вязкости FTP и сила инерции m*а. По второму закону Ньютона: сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на его ускорение:
Сила, обеспечиваемая давлением насоса, на ДЭ определяется из выражения:
где Р - давление в гидравлической системе;
Dш - диаметр ДЭ.
Давление, необходимое для ППД, определяется по следующей формуле [4]:
где σT - предел текучести обрабатываемого материала;
Е - модуль упругости (Юнга);
D - диаметр обрабатываемой поверхности.
Сила вязкого трения [5] (фиг.2):
где μ - динамический коэффициент вязкости;
S - площадь слоя.
Площадь слоя S выражается формулой:
где l - допуск на вылет ДЭ.
Скорость ν прохождения ДЭ окна определяется выражением:
где n - частота вращения шпинделя;
t - время отсутствия нагрузки;
Х - размер окна.
Расстояние между слоями у:
где dTP - диаметр державки деформирующего элемента.
Градиент скорости:
Ускорение ДЭ под действием суммарной силы определяется выражением:
Время t - это время прохождения окна размером X мимо ДЭ с линейной скоростью ν.
Масса ДЭ m равна произведению плотности ρш материала на его объем Vш:
Динамический коэффициент вязкости μ рассчитывается путем подставления формул (3) в (2), (5) и (6) в (4), (8) в (7) и затем (2), (4), (7) и (9) в (1), получая искомую формулу:
Таким образом, зная размеры окна Х, режим обработки (частоту вращения детали) n, материал ρш и размеры Dш, ДЭ, материал детали σТ, Е и ее диаметр D, диаметр державки ДЭ dТР, мы можем обеспечить вылет ДЭ l на заданную (допустимую) величину, определив по формуле (10) динамический коэффициент вязкости μ жидкости, обеспечивающей создание усилия на ДЭ.
Источники информации
1. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 2002, с.7.
2. Луговский В.В. Инструмент для поверхностного пластического деформирования. Патент РФ №2087292.
3. Бобович Л.В., Семко В.А., Доваль В.И. Устройство для снятия фасок на гранях окон внутри цилиндра. Авторское свидетельство СССР №252047.
4. Полевой С.П., Евдокимов В.Д. Упрочнение машиностроительных материалов: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1994, с.370.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: "Химия", 1973, с.26-27.
Claims (1)
- Способ обработки поверхностно-пластическим деформированием прерывистых поверхностей цилиндрических деталей с окнами, включающий воздействие деформирующим элементом на поверхность детали, отличающийся тем, что воздействуют на вращающуюся деталь установленным в державке деформирующим элементом в виде шара, усилие которого создают с помощью смазочно-охлаждающей жидкости, вязкость которой определяют из условия обеспечения перемещения деформирующего элемента в окно детали на заданную величину, исключающую появление дефектов на поверхности окна детали, по следующей формуле:где μ - вязкость смазочно-охлаждающей жидкости;D - диаметр детали;Dш - диаметр деформирующего элемента;σт - предел текучести обрабатываемого материала;Е - модуль упругости Юнга материала детали;ρш - плотность материала деформирующего элемента;Vш - объем деформирующего элемента;l - заданная величина перемещения деформирующего элемента в окно детали;n - частота вращения детали;Х - размер окна в детали;dTP - диаметр державки деформирующего элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114099/02A RU2283747C1 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Способ обработки прерывистых поверхностей поверхностно-пластическим деформированием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114099/02A RU2283747C1 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Способ обработки прерывистых поверхностей поверхностно-пластическим деформированием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2283747C1 true RU2283747C1 (ru) | 2006-09-20 |
Family
ID=37113833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005114099/02A RU2283747C1 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Способ обработки прерывистых поверхностей поверхностно-пластическим деформированием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2283747C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542214C1 (ru) * | 2013-11-18 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ раскатывания деталей шаровым инструментом |
-
2005
- 2005-05-11 RU RU2005114099/02A patent/RU2283747C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542214C1 (ru) * | 2013-11-18 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ раскатывания деталей шаровым инструментом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qosimova et al. | Influence of The Design of The Rolling Roller on The Quality of The Surface Layer During Plastic Deformation on the Workpiece | |
Amini et al. | Experimental study on effect of micro textured surfaces generated by ultrasonic vibration assisted face turning on friction and wear performance | |
US8782902B2 (en) | Method of making bearing using ultrasonic nano crystal surface modification technology | |
Mitin et al. | Static analysis of cutting inserts in a smoothing tool by simulation | |
Galda et al. | The effect of oil pockets shape and distribution on seizure resistance in lubricated sliding | |
Zhang et al. | Microstructuring of surfaces by two-stage vibration-assisted turning | |
RU2283747C1 (ru) | Способ обработки прерывистых поверхностей поверхностно-пластическим деформированием | |
Kindrachuk et al. | The friction mechanism between surfaces with regular micro grooves under boundary lubrication | |
Rana et al. | Advances in abrasive flow finishing | |
Hasegawa et al. | Estimation Method of Micropitting Life from SN Curve Established by Residual Stress Measurements and Numerical Contact Analysis | |
Mang et al. | Lubricants in the tribological system | |
Luca | Investigations into the use of ball-burnishing of hardened steel components as a finishing process | |
Denkena et al. | Machining of micro dimples for friction reduction in cylinder liners | |
Maheshwari et al. | The role of burnishing process in manufacturing industry-A state-of-the-art survey | |
Ding et al. | Running-in performance of 7075 aluminum alloy strengthened by burnishing technology | |
JP2006026778A (ja) | 摺動面形成方法および摺動部材における摺動面形状 | |
RU2210626C1 (ru) | Способ формирования антифрикционных покрытий на металлических поверхностях пар трения | |
da Costa Castanhera et al. | Cutting forces, surface roughness and tool life in high-speed milling of hardened steel convex surface | |
Abe et al. | Forward extrusion of aluminium alloy billet using oil containing fine ceramic particles | |
Coba Salcedo et al. | Study of the influence of the honing process by plastic deformation on the turning of AISI 1045steel | |
WO1995020465A1 (en) | Surface grinding | |
Stoić et al. | An investigation of machining efficiency of internal roller burnishing | |
Chervach et al. | Burnishing tool actuators and their influence on the burnishing force components | |
Traore | Influences of the Textured Surface Micro-Texture Depth on the Friction Coefficient | |
Ohlert et al. | Contact between abrasive media and workpiece in robot-guided centrifugal finishing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080512 |