RU2297319C1 - Overrunning tool - Google Patents

Overrunning tool Download PDF

Info

Publication number
RU2297319C1
RU2297319C1 RU2005133926/02A RU2005133926A RU2297319C1 RU 2297319 C1 RU2297319 C1 RU 2297319C1 RU 2005133926/02 A RU2005133926/02 A RU 2005133926/02A RU 2005133926 A RU2005133926 A RU 2005133926A RU 2297319 C1 RU2297319 C1 RU 2297319C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spring
tool
turns
workpiece
rolling
Prior art date
Application number
RU2005133926/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Владимир Ильич Сотников (RU)
Владимир Ильич Сотников
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 RU2005133926/02A priority Critical patent/RU2297319C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297319C1 publication Critical patent/RU2297319C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Springs (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: overrunning tool comprises housing with disks and deforming members made of turns of steel screw cylindrical spring of round cross-section and interposed between the disks. The spring is rolled into a ring and its turns have varying outer diameter. The spring is provided with a device for control of load of overrunning. The device is made of two washers with central threaded openings secured to the faces of the turns and a screw provided with left and right thread at its ends and screwed in the threaded openings. The spring is mounted for permitting embracing the blank with interference and is pivotally mounted inside the housing by means of extension springs .
EFFECT: expanded functional capabilities.
7 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к отделочно-упрочняющей обработке заготовок типа валов из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием многоэлементным обкатывающим инструментом в виде кольцевой пружины с переменным диаметром деформирующих витков.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to finishing and hardening processing of workpieces such as shafts of steels and alloys by surface plastic deformation by a multi-element rolling tool in the form of an annular spring with a variable diameter of deforming coils.

Известно трехроликовое приспособление для обкатывания нежестких валов, которое состоит из корпуса, плавающей державки с роликами, шарнирно соединенной с корпусом, и пружины [1]. Применение в качестве деформирующего элемента ролика позволяет вести обработку с большим усилием обкатывания, чем применение шарика, и по производительности обработка шариком уступает обкатыванию роликом. Приспособление, закрепляемое, например, на суппорте токарного станка, позволяет устранить биение поверхности заготовки-вала, оказывающее отрицательное влияние на точность обработки и формообразование. Несколько деформирующих элементов приспособления позволяют разгрузить узлы станка от односторонне приложенного усилия при обкатывании нежестких заготовок.Known three-roller device for rolling in non-rigid shafts, which consists of a housing, a floating holder with rollers, pivotally connected to the housing, and a spring [1]. The use of a roller as a deforming element allows processing with a greater rolling force than using a ball, and in terms of performance, processing a ball is inferior to rolling by a roller. A fixture, mounted, for example, on a support of a lathe, eliminates the runout of the surface of the workpiece-shaft, which has a negative impact on the accuracy of processing and shaping. Several deforming elements of the device allow you to unload the machine components from unilaterally applied force when rolling in non-rigid workpieces.

Недостатками известного трехроликового приспособления являются: низкая производительность из-за малого точечного пятна контакта деформирующих элементов-роликов с обрабатываемой поверхностью, небольшого количества деформирующих элементов, малой подачи, а также сложности и больших массогабаритных показателей конструкции инструмента и приспособления в целом.The disadvantages of the known three-roller device are: low productivity due to the small point contact spot of the deforming roller elements with the surface to be treated, a small number of deforming elements, low feed, as well as the complexity and large weight and size parameters of the design of the tool and the device as a whole.

Известен обкатывающий инструмент с деформирующими элементами, содержащий корпус с дисками, между которыми установлены деформирующие элементы в виде витков стальной винтовой цилиндрической пружины круглою сечения, которая имеет устройство для регулирования усилия обкатывания [2].Known rolling tool with deforming elements, comprising a housing with disks, between which deforming elements are installed in the form of turns of a steel coil spring of circular cross section, which has a device for regulating the rolling force [2].

Недостатком известного обкатывающего инструмента является невысокая достигаемая твердость и проникновение ее на небольшую глубину, а также невысокий параметр шероховатости обработанной поверхности.A disadvantage of the known rolling tool is the low achieved hardness and its penetration to a shallow depth, as well as a low roughness parameter of the machined surface.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение параметра шероховатости обработанной поверхности, увеличение ее твердости на значительную глубину благодаря выглаживающему действиям большого количества деформирующих элементов, повышение производительности за счет увеличения пятна контакта деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, возможности применения больших подач и регулирования рабочих усилий, а также снижение себестоимости процесса и удешевление изготовления благодаря компактности и простоте конструкции предлагаемого многоэлементного обкатывающего инструмента.The objective of the invention is to expand technological capabilities, increase the roughness parameter of the processed surface, increase its hardness to a considerable depth due to the smoothing action of a large number of deforming elements, increase productivity by increasing the contact spot of deforming elements with the surface being treated, the possibility of using large feeds and adjusting working forces, and also reducing the cost of the process and cheaper manufacturing due to the compact the simplicity and design of the proposed multi-element rolling tool.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого обкатывающего инструмента с деформирующими элементами, содержащего корпус с дисками, между которыми установлены деформирующие элементы в виде витков стальной винтовой цилиндрической пружины круглого сечения, которая имеет устройство для регулирования усилия обкатывания, причем упомянутая пружина свернута в кольцо и ее витки выполнены с переменным наружным диаметром, устройство для регулирования усилия обкатывания, выполнено в виде двух шайб с центральными резьбовыми отверстиями, жестко закрепленных на торцах витков, и винта с левой и правой резьбой на концах, ввернутого в резьбовые отверстия упомянутых шайб, а пружина установлена с возможностью схватывания заготовки с натягом относительно последней и шарнирно размещена в корпусе с помощью пружин растяжения, обеспечивающих восприятие радиальных перемещений заготовки.The problem is solved using the proposed rolling tool with deforming elements, comprising a housing with disks, between which deforming elements are installed in the form of turns of a steel coil spring of circular cross section, which has a device for adjusting the rolling force, said spring being rolled into a ring and its turns are made with a variable outer diameter, a device for regulating the rolling force, made in the form of two washers with central threaded holes rigidly fixed on the ends of the turns, and a screw with left and right threads at the ends, screwed into the threaded holes of the said washers, and the spring is installed with the possibility of gripping the workpiece with an interference fit relative to the latter and pivotally placed in the housing using tension springs, providing for the perception of radial movements of the workpiece .

Особенности конструкции многоэлементного обкатывающего инструмента поясняются чертежами.Design features of a multi-element rolling tool are illustrated by drawings.

На фиг.1 показан предлагаемый инструмент в виде кольцевой многоэлементной деформирующей пружины с витками переменного наружного диаметра и устройством регулирования усилия обкатывания; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - кольцевая многоэлементная деформирующая пружина с витками переменного наружного диаметра постоянным усилием обкатывания (второй вариант); на фиг.4 - многоэлементный обкатывающий инструмент в сборе с корпусом, общий вид; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг. 6 - схема процесса обработки поверхностным пластическим деформированием наружной поверхности винта винтового насоса обкатывающим многоэлементным инструментом; на фиг.7 - глубина упрочнения поверхностного слоя деформирующими элементами различного наружного диаметра; а - деформирующие витки инструмента - пружины различного диметра от Dmax до Dmin в поперечном сечении; б - глубина упрочнения поверхностного слоя обрабатываемой заготовки в поперечном сечении каждым витком различного диаметра и всеми витками вместе; в - размеры пятна контакта, оставляемого витками различною диаметра; г - деформирующие витки инструмента - пружины различного диметра от Dmax до Dmin в продольном сечении; д - глубина упрочнения поверхностного слоя обрабатываемой заготовки в продольном сечении каждым витком различного диаметра и всеми витками вместе.Figure 1 shows the proposed tool in the form of an annular multi-element deforming spring with coils of variable outer diameter and a device for adjusting the rolling force; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is an annular multi-element deforming spring with turns of variable outer diameter with a constant rolling force (second option); figure 4 - multi-element rolling tool assembly with a housing, General view; figure 5 is a section bB in figure 4; in FIG. 6 is a flow diagram of a surface plastic deformation treatment of the outer surface of a screw of a screw pump by a rolling multi-element tool; in Fig.7 - the depth of hardening of the surface layer by deforming elements of various outer diameters; a - deforming tool coils - springs of various diameters from D max to D min in cross section; b - the depth of hardening of the surface layer of the workpiece in cross section with each turn of different diameters and all turns together; c — dimensions of the contact spot left by turns of various diameters; g - deforming tool coils - springs of various diameters from D max to D min in a longitudinal section; d - the depth of hardening of the surface layer of the workpiece in longitudinal section with each turn of different diameters and all turns together.

Предлагаемый инструмент служит для обработки поверхностным пластическим деформированием наружных поверхностей вращения заготовок типа валов и винтов с большим шагом, например винтов винтовых насосов, а также эксцентриковых валов и т.п.The proposed tool is used for surface plastic deformation of the outer surfaces of rotation of the workpieces such as shafts and screws with a large pitch, such as screw pump screws, as well as eccentric shafts, etc.

Обработку выполняют на токарных, карусельных станках с сообщением вращательного движения заготовке - V3, а инструменту - движение продольной подачи Sпр.Processing is performed on turning, rotary machines with the message of the rotational movement of the workpiece - V 3 , and the tool - the movement of the longitudinal feed S PR

Деформирующими элементами предлагаемого обкатывающего инструмента являются витки 1 из стали круглого сечения винтовой цилиндрической пружины 2, свернутой в кольцо, которое шарнирно и плавающе установлено и размещено, например, между вертикальными дисками 3 и 4 корпуса 5 с помощью пружин растяжения 6. Инструмент - пружина 2 - имеет витки переменного наружного диаметра от Dmin до Dmax.The deforming elements of the proposed rolling tool are coils 1 of round steel coil coil spring 2, rolled into a ring that is articulated and floating mounted and placed, for example, between the vertical disks 3 and 4 of the housing 5 using tension springs 6. Tool - spring 2 - has turns of variable outer diameter from D min to D max .

Корпус 5 имеет центральное отверстие для расположения в нем обрабатываемой заготовки - вала.The housing 5 has a Central hole for the location of the workpiece - the shaft.

Пружины растяжения 6 служат для восприятия радиальных перемещений вызванных, например, биением поверхности заготовки, которое не должно сказываться на качестве обработки.The tension springs 6 are used to perceive radial movements caused, for example, by beating of the surface of the workpiece, which should not affect the quality of processing.

Корпус 5, помимо дисков 3 и 4, в своем составе имеет распорные штанги 7 для крепления на них пружин растяжения 6 в количестве 3-4 или более штук, горизонтальную планку 8, необходимую для закрепления инструмента в приспособлении на станке и придания ему жесткости, а также резиновые кольца 9 для восприятия и амортизации осевых усилий и перемещений.The housing 5, in addition to the disks 3 and 4, has in its composition spacer rods 7 for attaching tension springs 6 to them in an amount of 3-4 or more pieces, a horizontal bar 8, necessary to fix the tool in the device on the machine and give it rigidity, and also rubber rings 9 for the perception and shock absorption of axial forces and movements.

Кольцевая пружина 2 имеет устройство для регулирования усилия обкатывания, состоящее из двух шайб 10, жестко закрепленных на торцах витков 1, с центральными резьбовыми отверстиями и винта 11 с левой и правой резьбой на концах, ввернутого в шайбы. Помимо этого, винт 11 имеет посередине квадратное сечение под ключ для ввертывания и вывертывания винта из шайб при регулировании усилия обкатывания.The annular spring 2 has a device for adjusting the breaking-in force, consisting of two washers 10, rigidly fixed to the ends of the turns 1, with central threaded holes and a screw 11 with left and right threads at the ends, screwed into the washers. In addition, the screw 11 has in the middle a square turn-key cross-section for screwing and unscrewing the screw from the washers when adjusting the rolling force.

Винтовая цилиндрическая пружина 2, свернутая в кольцо, может быть установлена в предлагаемом приспособлении и без устройства для регулирования усилия обкатывания (см. фиг.3). При этом внутренний диаметр dви инструмента - пружины 2 - должен быть выполнен меньше обрабатываемого диаметра заготовки Dз, т.е. пружинное кольцо 2 устанавливается на заготовке с постоянным натягом, обеспечивающим необходимое усилие обкатывания.A coil spring 2, rolled into a ring, can be installed in the proposed device and without a device for regulating the rolling force (see Fig. 3). The internal diameter d ve tool - springs 2 - must be made smaller than the diameter of the processed workpiece of D, i.e., the snap ring 2 is mounted on the workpiece with a constant interference fit, providing the necessary rolling force.

Инструмент 2 с помощью приспособления 5 крепится на суппорте в резцедержателе 12 токарного станка (не показан), обрабатываемая заготовка, например винт 13, закрепляется в патроне 14 шпинделя 15 передней бабки 16 и поджимается центром 17 задней бабки 18.Tool 2 with the help of tool 5 is mounted on a support in a tool holder 12 of a lathe (not shown), the workpiece, for example screw 13, is fixed in the chuck 14 of the spindle 15 of the headstock 16 and is pressed by the center 17 of the tailstock 18.

После того как заготовка 13 закреплена в патроне 14, инструмент в приспособлении подводят к свободному концу заготовки и с помощью ручной продольной подачи суппорта, преодолевая сопротивление деформирующеюся инструмента-пружины, нанизывают инструмент на заготовку, а затем поджимают задним центром 17.After the workpiece 13 is fixed in the chuck 14, the tool in the fixture is brought to the free end of the workpiece and using manual longitudinal feed of the caliper, overcoming the resistance of the deformable spring tool, string the tool on the workpiece, and then tighten the back center 17.

Перед включением станка производят настройку на нужное усилие обкатывания путем вращения специальным ключом винта 11, сближая шайбы 10 и контролируя значение усилия по шкале (не показана).Before turning on the machine, it is adjusted to the necessary breaking-in force by rotating the screw 11 with a special key, bringing the washers 10 together and controlling the force value on a scale (not shown).

Включают главное движение Vз - вращение заготовки 13 - и одновременно приспособлению с инструментом сообщают поступательную продольную подачу Sпр.Include the main movement V s - the rotation of the workpiece 13 - and at the same time to the device with the tool report progressive longitudinal feed S pr

Сущность процесса заключается в том, что при работе приспособления деформирующая инструмент-пружина с помощью устройства регулирования устанавливается с некоторым натягом относительно обрабатываемой заготовки, охватывая ее.The essence of the process lies in the fact that during the operation of the device, the deforming spring tool with the help of a control device is installed with some interference with respect to the workpiece being machined, covering it.

Усилие сжатия деформирующего инструмента-пружины контролируют по шкале, нанесенной на диск 3 или 4 корпуса 5 (не показана).The compression force of the deforming spring tool is controlled on a scale applied to the disk 3 or 4 of the housing 5 (not shown).

Обкатывание осуществляется витками 1 инструмента - пружины 2, оказывающими давление на поверхность обрабатываемой заготовки.The rolling is carried out by turns 1 of the tool - spring 2, exerting pressure on the surface of the workpiece.

При определенном (рабочем) усилии в зоне контакта деформирующих элементов и заготовки интенсивность напряжений превышает предел текучести, в результате чего происходит пластическая деформация микронеровностей, изменяются физико-механические свойства и структура поверхностного слоя (например, увеличивается микротвердость или возникают остаточные напряжения в поверхностном слое).With a certain (working) force in the contact zone between the deforming elements and the workpiece, the stress intensity exceeds the yield strength, resulting in plastic deformation of microroughnesses, the physical and mechanical properties and structure of the surface layer change (for example, microhardness increases or residual stresses arise in the surface layer).

Объемная деформация заготовки незначительна.Volumetric deformation of the workpiece is negligible.

Наличие упругого элемента, которым является деформирующая пружина 2, обеспечивает постоянное усилие обкатывания в любой точке обрабатываемой поверхности, однако ввиду различных диаметров витков пружины глубина упрочненного слоя каждым витком будет различна и обратно пропорциональна диаметру.The presence of an elastic element, which is a deforming spring 2, provides a constant rolling force at any point on the surface to be treated, however, due to the different diameters of the spring coils, the depth of the hardened layer with each coil will be different and inversely proportional to the diameter.

В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя параметр шероховатости поверхности повышается до Ra=0,1...0,4 мкм при исходном значении Ra=0,8...3,2 мкм. Твердость поверхности увеличивается на 30...80% при глубине наклепанного слоя 0,3...3 мм. Остаточные напряжения сжатия достигают на поверхности 400...800 МПа.As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer, the surface roughness parameter increases to Ra = 0.1 ... 0.4 μm with the initial value Ra = 0.8 ... 3.2 μm. The surface hardness increases by 30 ... 80% with a riveted layer depth of 0.3 ... 3 mm. Residual compressive stresses reach 400 ... 800 MPa on the surface.

Предварительная обработка детали: шлифование до значения параметра шероховатости Ra=0,4...1,6 мкм, а также чистовое точение поверхностей с шероховатостью Ra=3,2 мкм.Pretreatment of a part: grinding to a roughness parameter value Ra = 0.4 ... 1.6 μm, as well as finish turning of surfaces with a roughness Ra = 3.2 μm.

Обкатывание предлагаемым инструментом применяют при изготовлении заготовок из цветных металлов и сплавов, чугуна и стали твердостью до HRC 58...64.The rolling of the proposed tool is used in the manufacture of blanks from non-ferrous metals and alloys, cast iron and steel with hardness up to HRC 58 ... 64.

Деформирующие элементы инструмента-пружины изготовляют из сталей: легированных ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, углеродистых инструментальных У10А, У12А, быстрорежущих Р6М5, Р9. Твердость рабочей поверхности витков из сталей HRC 62...65. Параметр шероховатости рабочего профиля витков пружины Ra = 0,32 мкм.The deforming elements of the spring tool are made of steel: alloyed ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, carbon tool U10A, U12A, high-speed R6M5, P9. Hardness of the working surface of coils made of HRC 62 ... 65 steels. The roughness parameter of the working profile of the coil of the spring Ra = 0.32 μm.

Производительность процесса обкатывания определяется диаметрами витков деформирующего инструмента-пружины и диаметром проволоки из которой он изготовлен.The performance of the rolling process is determined by the diameters of the turns of the deforming spring tool and the diameter of the wire from which it is made.

Инструмент-пружина только с большим диаметром витка деформирующей пружины и диаметром проволоки позволяет вести обработку с большой подачей (до 3 мм/об), однако в этом случае для получения высокого качества поверхности необходимо создавать большие рабочие усилия. Соответственно, инструмент-пружина с минимальным диаметром деформирующего витка и диаметром проволоки позволяет вести обработку с минимальной подачей (от 0,2 до 1,0 мм/об). Предлагаемый инструмент, имеющий витки с максимальным и минимальным диаметром, обрабатывает поверхности с высоким качеством при использовании максимальных подач и больших рабочих усилий, позволяя разгрузить технологическую систему: станок - приспособление - инструмент - заготовка, от односторонне приложенного усилия при обкатывании нежестких заготовок.The spring tool only with a large diameter of the coil of the deforming spring and the diameter of the wire allows processing with a large feed (up to 3 mm / rev), however, in this case, to obtain a high surface quality, it is necessary to create large working forces. Accordingly, a spring tool with a minimum diameter of the deforming coil and a wire diameter allows processing with a minimum feed (from 0.2 to 1.0 mm / rev). The proposed tool, having turns with the maximum and minimum diameters, processes surfaces with high quality using maximum feeds and large working forces, allowing you to unload the technological system: machine - tool - tool - workpiece, from one-sided applied force when rolling non-rigid workpieces.

От значения допустимого рабочего усилия зависят параметры деформирующей пружины.The parameters of the deforming spring depend on the value of the allowable working force.

Предлагаемый многоэлементный обкатывающий инструмент обеспечивает ступенчатое возрастание глубины упрочненного слоя при его последовательном обкатывании витками с переменным убывающим с максимального до минимального значением наружного диаметра витков и постоянное усилие контакта деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, при этом почти не уменьшает погрешности предшествующей обработки, являясь копирующим.The proposed multi-element rolling tool provides a stepwise increase in the depth of the hardened layer when it is successively rolled in coils with a variable decreasing from the maximum to the minimum value of the outer diameter of the coils and the constant contact force of deforming elements with the treated surface, while almost not reducing the error of the previous processing, being a copy.

Изменение размера поверхности при обкатывании связано со смятием микронеровностей и пластической объемной деформацией заготовки.The change in surface size during rolling is associated with crushing microroughnesses and plastic bulk deformation of the workpiece.

Точность обработанной заготовки будет зависеть от ее конструкции и конструкции обкатывающего инструмента, режимов обработки, а также от точности размеров, формы и качества поверхности заготовки, полученной при обработке на предшествующем переходе. Величина изменения размера зависит от состояния исходной поверхности (см. таблицу).The accuracy of the processed workpiece will depend on its design and the design of the rolling tool, processing conditions, as well as on the accuracy of the size, shape and surface quality of the workpiece obtained during processing at the previous transition. The size of the change in size depends on the state of the initial surface (see table).

При этом точность размеров существенно не меняется. Неблагоприятные условия обработки заготовки вблизи торцов приводят к увеличенной пластической деформации заготовки на участках длиной 3...15 мм.Moreover, the dimensional accuracy does not change significantly. Adverse conditions for processing the workpiece near the ends lead to increased plastic deformation of the workpiece in areas of length 3 ... 15 mm.

Изменение размеров поверхностей заготовки при обкатывании предлагаемым инструментом в зависимости от шероховатости исходной поверхностиChanging the size of the surface of the workpiece when running the proposed tool, depending on the roughness of the original surface

Способ предварительной обработкиPretreatment Method Параметр шероховатости Ra, ммRoughness parameter Ra, mm Величина, на которую и изменяется размер после обработки, ммThe value by which the size changes after processing, mm ТочениеTurning 6,36.3 0,025...0,0650.025 ... 0.065 3,23.2 0,015...0,0450.015 ... 0.045 1,61,6 0,010...0,0250.010 ... 0.025 Точение бреющим (широким) резцомShaving with a (wide) cutter 3,23.2 0,010...0,0250.010 ... 0.025 1,61,6 до 0,015up to 0.015 ШлифованиеGrinding 3,23.2 0,015...0,0350.015 ... 0.035 1,61,6 0,010...0,0200.010 ... 0.020

Наиболее целесообразно обкатывать предлагаемым инструментом исходные поверхности 7...11-го квалитетов.It is most advisable to run the initial surfaces of the 7 ... 11th qualifications with the proposed tool.

При поверхностно-пластическом деформировании многоэлементным инструментом практически достигаются параметры шероховатости Ra=0,2...0,8 мкм при исходных значениях этих параметров 0,8...6,3 мкм. Степень уменьшения шероховатости поверхности зависит от материала, рабочего усилия или натяга, подачи, исходной шероховатости, конструкции приспособления для крепления инструмента и т.д.With surface-plastic deformation with a multi-element tool, roughness parameters Ra = 0.2 ... 0.8 μm are practically achieved with the initial values of these parameters 0.8 ... 6.3 μm. The degree of reduction in surface roughness depends on the material, working force or interference, feed, initial roughness, design of the tool holder, etc.

Формирование глубины и степени упрочнения поверхностного слоя деформирующими элементами различного наружного диаметра схематично показано на фиг.7. Деформирующий виток с максимальным наружным диаметром Dmax, оставляет на обрабатываемой поверхности пятно контакта (см. фиг.7, б, в) с размерами: длина lmax - максимальная; ширина bmin - минимальная; глубина hmin - минимальная по сравнению с витками других меньших размеров. Деформирующий виток с минимальным наружным диаметром Dmin оставляет на обрабатываемой поверхности пятно контакта с размерами: длина lmin - минимальная; ширина bmax - максимальная, но менее диаметра проволоки, из которой изготовлена пружина; глубина hmax - максимальная. Глубина и степень упрочнения поверхностного слоя (см. фиг.7, б, д) обрабатываемой заготовки в поперечном и продольном сечениях каждым витком различного диаметра будет различна. Деформирующий виток с максимальным наружным диаметром Dmax упрочняет обрабатываемую поверхность на минимальную глубину - ГУmin, при этом степень упрочнения СУmin - минимальная (см. фиг.7, б, д), а деформирующий виток с минимальным наружным диаметром Dmin, соответственно, на максимальную глубину - ГУmax и максимальная степень упрочнения - СУmax. Таким образом, обкатывание предлагаемым инструментом с количеством витков различных диаметральных размеров эквивалентно количеству проходов при обработке традиционным инструментом с различными усилиями обкатывания, что сокращает количество проходов, и повышает производительность, и улучшает качество обрабатываемой поверхности.The formation of the depth and degree of hardening of the surface layer by deforming elements of different outer diameters is shown schematically in Fig.7. A deforming coil with a maximum outer diameter of D max leaves a contact spot on the surface to be treated (see Fig. 7, b, c) with dimensions: length l max - maximum; width b min - minimum; depth h min - minimum compared to coils of other smaller sizes. A deforming coil with a minimum outer diameter of D min leaves a contact spot with dimensions on the surface to be treated: length l min - minimum; width b max - maximum, but less than the diameter of the wire from which the spring is made; depth h max - maximum. The depth and degree of hardening of the surface layer (see Fig. 7, b, e) of the workpiece in cross and longitudinal sections with each coil of different diameters will be different. A deforming coil with a maximum outer diameter D max strengthens the workpiece to a minimum depth - GU min , while the degree of hardening of the SU min is minimal (see Fig. 7, b, d), and a deforming coil with a minimum outer diameter D min , respectively, to the maximum depth - GU max and the maximum degree of hardening - SU max . Thus, rolling the proposed tool with a number of turns of different diametrical sizes is equivalent to the number of passes when processing with a traditional tool with different rolling forces, which reduces the number of passes, and increases productivity, and improves the quality of the processed surface.

Обкатывание предлагаемым инструментом следует проводить так, чтобы заданные результаты достигались за один проход. Не следует использовать обратный ход в качестве рабочего хода, так как повторные проходы в противоположных направлениях могут привести к излишнему деформированию и отслаиванию поверхностного слоя.The testing of the proposed tool should be carried out so that the desired results are achieved in one pass. Do not use the reverse stroke as a working stroke, as repeated passes in opposite directions can lead to excessive deformation and peeling of the surface layer.

Скорость не оказывает заметного влияния на результаты обработки и выбирается с учетом требований производительности, конструктивных особенностей заготовки и оборудования. Обычно скорость составляет 30...150 м/мин. Значение усилия обкатывания выбирают в зависимости от цели обработки. Оптимальное усилие Р(Н), соответствующее максимальному пределу выносливости, определяют по формулеThe speed does not significantly affect the processing results and is selected taking into account the requirements of productivity, design features of the workpiece and equipment. Usually the speed is 30 ... 150 m / min. The value of the rolling force is selected depending on the purpose of the treatment. The optimal force P (N) corresponding to the maximum endurance limit is determined by the formula

Р=500+1,66 D2,P = 500 + 1.66 D 2 ,

где D - диаметр обкатываемой поверхности заготовки.where D is the diameter of the rolled surface of the workpiece.

Подачу при обкатывании принимают 0,2...3 мм/об. Оптимальная подача S на один деформирующий элемент не должна превышать 0,1...0,5 мм/об. Подачу на один оборот заготовки определяют по формулеThe feed during the run-in is 0.2 ... 3 mm / rev. The optimum supply S per one deforming element should not exceed 0.1 ... 0.5 mm / rev. The feed per revolution of the workpiece is determined by the formula

S=kSэ,S = kS e

где k - число деформирующих элементов.where k is the number of deforming elements.

Смазывающе-охлаждающей жидкостью при обкатывании служат машинное масло, смесь машинного масла с керосином (по 50%), сульфофрезол (5%-ная эмульсия). Обработку чугуна рекомендуется вести без охлаждения.Lubricating and cooling fluid during the run-in are engine oil, a mixture of engine oil with kerosene (50% each), sulfofresol (5% emulsion). Cast iron processing is recommended without cooling.

Предлагаемый инструмент расширяет технологические возможности процесса поверхностного пластического деформирования, повышает параметр шероховатости обработанной поверхности за счет сглаживающего действия деформирующих элементов, увеличивает ее твердость на значительную глубину, повышает производительность за счет сокращения количества проходов и увеличения пятна контакта большого количества деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, а также снижает себестоимость процесса и сокращает расходы на изготовление.The proposed tool extends the technological capabilities of the surface plastic deformation process, increases the roughness parameter of the processed surface due to the smoothing effect of deforming elements, increases its hardness to a considerable depth, increases productivity by reducing the number of passes and increasing the contact spot of a large number of deforming elements with the treated surface, as well as reduces the cost of the process and reduces manufacturing costs.

Источники информацииInformation sources

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.383-395, рис.7.1. 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.383-395, Fig. 7.

2. А.с. СССР 1666290 А1, МПК В24В 39/02. Опубл. 30.07.1991 -прототип.2. A.S. USSR 1666290 A1, IPC V24V 39/02. Publ. 07/30/1991 -prototype.

Claims (1)

Обкатывающий инструмент с деформирующими элементами, содержащий корпус с дисками, между которыми установлены деформирующие элементы в виде витков стальной винтовой цилиндрической пружины круглого сечения, которая имеет устройство для регулирования усилия обкатывания, отличающийся тем, что упомянутая пружина свернута в кольцо и ее витки выполнены с переменным наружным диаметром, устройство для регулирования усилия обкатывания выполнено в виде двух шайб с центральными резьбовыми отверстиями, жестко закрепленных на торцах витков, и винта с левой и правой резьбами на концах, ввернутого в резьбовые отверстия упомянутых шайб, а пружина установлена с возможностью охватывания заготовки с натягом относительно последней и шарнирно размещена в корпусе с помощью пружин растяжения, обеспечивающих восприятие радиальных перемещений заготовки.A rolling tool with deforming elements, comprising a housing with disks, between which deforming elements are installed in the form of turns of a steel coil spring of circular cross section, which has a device for adjusting the rolling force, characterized in that said spring is rolled into a ring and its turns are made with a variable outer diameter, the device for regulating the rolling force is made in the form of two washers with central threaded holes rigidly fixed to the ends of the turns, and nta with left and right threads at the ends, screwed into the threaded holes of the said washers, and the spring is installed with the possibility of covering the workpiece with an interference fit relative to the latter and pivotally placed in the housing using tensile springs, providing the perception of the radial movement of the workpiece.
RU2005133926/02A 2005-11-02 2005-11-02 Overrunning tool RU2297319C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133926/02A RU2297319C1 (en) 2005-11-02 2005-11-02 Overrunning tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133926/02A RU2297319C1 (en) 2005-11-02 2005-11-02 Overrunning tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297319C1 true RU2297319C1 (en) 2007-04-20

Family

ID=38036805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005133926/02A RU2297319C1 (en) 2005-11-02 2005-11-02 Overrunning tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297319C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2297319C1 (en) Overrunning tool
RU2337807C1 (en) Device for static-pulse rolling of screws
RU2297317C1 (en) Method of the multi-component shafts rolling
RU2297318C1 (en) Rolling device with the deforming spring
RU2438852C2 (en) Sun-and-planet oscillation bore reamer
RU2347663C1 (en) Device for static-pulse rolling of shafts
RU2303515C1 (en) Strengthening head provided with elastic tool
RU2311279C1 (en) Strengthening tool with spring
RU2384397C1 (en) Procedure for centrifugal strengthening of screws
RU2303516C1 (en) Strengthening method by means of elastic tool
RU2347662C1 (en) Method for static-impulse processing of shafts
RU2347664C1 (en) Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation
RU2312758C1 (en) Finish strengthening method by means of spring tool
RU2325262C1 (en) Tool for sphere surface plastic deformation
RU2324583C1 (en) Method of sphere surface plastic deformation
RU2314906C1 (en) Vibration apparatus for finish and strengthen working
RU2275289C1 (en) Method of surface plastic deformation of embracing rings
RU2440232C2 (en) Method of surface vibrational sizing
RU2317884C1 (en) Method of strengthening with spring vibrator
RU2349443C1 (en) Device for burnishing of screws
RU2275288C1 (en) Embracing deforming tool
RU2317883C1 (en) Device for strengthening
RU2361714C1 (en) Finishing-hardening tool
RU2367563C1 (en) Springing hardening attachment
RU2347666C1 (en) Method of static-impulse rolling

Legal Events

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

Effective date: 20071103