RU2319594C1 - Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces - Google Patents

Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2319594C1
RU2319594C1 RU2006121280/02A RU2006121280A RU2319594C1 RU 2319594 C1 RU2319594 C1 RU 2319594C1 RU 2006121280/02 A RU2006121280/02 A RU 2006121280/02A RU 2006121280 A RU2006121280 A RU 2006121280A RU 2319594 C1 RU2319594 C1 RU 2319594C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
deforming
blank
sleeve
static
Prior art date
Application number
RU2006121280/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Дмитрий Львович Соловьев (RU)
Дмитрий Львович Соловьев
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
ков Алексей Владимирович Пол (RU)
Алексей Владимирович Поляков
Андрей Николаевич Афонин (RU)
Андрей Николаевич Афонин
Константин Федорович Селеменев (RU)
Константин Федорович Селеменев
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
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 RU2006121280/02A priority Critical patent/RU2319594C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319594C1 publication Critical patent/RU2319594C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Milling Processes (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing processes in machine engineering, namely apparatuses for static-pulse working of blanks having shaped surface and joined with said surface part of blank.
SUBSTANCE: apparatus includes deforming tool for acting upon blank with interference, attachment for mounting blank, hydraulic cylinder and arranged in it striker and wave-guide. Deforming tool has working inner surface whose cross section form is identical and reciprocal to that of cross section of worked blank. Working surface of deforming tool has intake lip for entering blank and sizing portion for outlet of worked blank. Striker is made with possibility of acting upon wave-guide. Deforming sleeve is mounted according to condition of performing feed motion in direction normal to lengthwise axis of blank and it is fastened in wave-guide. The last is made with possibility of applying to deforming sleeve static load and cyclic pulse load by means of striker.
EFFECT: enlarged manufacturing possibilities of apparatus, improved efficiency, quality and accuracy of working.
4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам для калибрования, деформирующего протягивания и упрочнения металлических фасонных поверхностей деталей типа тел вращения из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием (ППД).The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to methods and devices for calibrating, deforming pulling and hardening of metal shaped surfaces of parts such as bodies of revolution from steels and alloys by surface plastic deformation (PPD).

Известно устройство для статико-импульсной обработки заготовок, имеющих фасонную поверхность и сопряженную с ней часть заготовки, содержащее деформирующий инструмент для воздействия на заготовку с натягом [1].A device for static-pulse processing of workpieces having a contoured surface and a part of the workpiece associated with it, containing a deforming tool for acting on the workpiece with an interference fit [1].

Известное устройство имеет ограниченные технологические возможности, низкий КПД, большую энергоемкость, малую глубину упрочненного слоя и небольшую степень упрочнения обрабатываемой поверхности, при этом устройство не позволяет получать высококачественную обрабатываемую поверхность.The known device has limited technological capabilities, low efficiency, high energy consumption, a small depth of the hardened layer and a small degree of hardening of the treated surface, while the device does not allow to obtain a high-quality processed surface.

Известен способ и инструмент для обработки неполных сферических поверхностей деталей ППД, при котором обрабатываемой заготовки и деформирующему инструменту сообщают вращательное движение, причем деформирующему инструменту сообщают вращение по окружности, лежащей в плоскости, смещенной относительно центра обрабатываемой сферической поверхности, при этом угловая скорость деформирующего инструмента связана с угловой скоростью обрабатываемой заготовки соотношением ωин>>ωд, кроме того, дано математическое соотношение между усилием нагружения и усилием обкатывания [2].A known method and tool for processing incomplete spherical surfaces of parts of the PPD, in which the workpiece and the deforming tool are notified of rotational motion, and the deforming tool is informed of rotation in a circle lying in a plane offset from the center of the processed spherical surface, while the angular velocity of the deforming tool is associated with the angular speed of the workpiece by the ratio ω in >> ω d , in addition, a mathematical relationship between the force loading and rolling force [2].

Способ и инструмент отличается ограниченными технологическими возможностями, низким КПД, большой энергоемкостью, малой глубиной упрочненного слоя и небольшой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности, при этом примененный не самоустанавливающийся инструмент не позволяет получать высококачественную обрабатываемую поверхность.The method and tool is characterized by limited technological capabilities, low efficiency, high energy intensity, small depth of the hardened layer and a small degree of hardening of the machined surface, while the non-self-aligning tool used does not allow to obtain a high-quality machined surface.

Известен способ и реализующий его двухрядный инструмент ударного действия для обработки наружных цилиндрических поверхностей, у которого первый ряд роликов установлен на упругую «плавающую» самоустанавливающуюся в радиальном направлении оправку, а второй ряд роликов смонтирован на жесткой оправке [3].There is a method and a double-row percussion tool implementing it for processing external cylindrical surfaces, in which the first row of rollers is mounted on an elastic "floating" self-aligning mandrel in the radial direction, and the second row of rollers is mounted on a rigid mandrel [3].

Способ и инструмент отличается ограниченными технологическими возможностями и используется только для обработки наружных цилиндрических поверхностей, низким КПД и производительностью, небольшой глубиной упрочненного слоя и невысокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности, сложностью, большой энергоемкостью и металлоемкостью конструкции, а также массогабаритными показателями.The method and tool is characterized by limited technological capabilities and is used only for processing external cylindrical surfaces, low efficiency and productivity, a small depth of the hardened layer and a low degree of hardening of the treated surface, complexity, high energy and metal consumption of the structure, as well as overall dimensions.

Задачей изобретения является повышение производительности, качества и точности обработки фасонной поверхности заготовки, а также расширение технологических возможностей ППД благодаря использованию статико-импульсного нагружения деформирующего инструмента оригинальной конструкции, позволяющего управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом обрабатываемой фасонной поверхности.The objective of the invention is to increase the productivity, quality and accuracy of processing the shaped surface of the workpiece, as well as expanding the technological capabilities of PPD through the use of static-pulse loading of a deforming tool of the original design, which allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the microrelief of the machined shaped surface.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для статико-импульсной обработки заготовок, имеющих фасонную поверхность и сопряженную с ней часть заготовки, содержащее деформирующий инструмент для воздействия на заготовку с натягом, причем оно снабжено приспособлением для установки, базирования и закрепления заготовки с возможностью вращения относительно продольной оси, гидравлическим генератором импульсов для вырабатывания импульсной нагрузки, который соединен с гидроцилиндром и размещенными в последнем бойком и волноводом, выполненными в виде стержней одинакового диаметра, деформирующий инструмент выполнен в виде деформирующей втулки с продольным пазом для свободного прохождения части заготовки, сопряженной с ее фасонной поверхностью, и с рабочей внутренней поверхностью, имеющей в поперечном сечении форму, идентичную и ответную форме продольного сечения обрабатываемой заготовки, и выполненной в виде заборного конуса для осуществления входа заготовки и калибрующей части для осуществления выхода обработанной заготовки, при этом боек выполнен с возможностью воздействия на волновод, деформирующая втулка установлена из условия осуществления движения подачи в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки, и закреплена на волноводе, который выполнен с возможностью сообщения деформирующей втулке статической нагрузки и посредством бойка периодической импульсной нагрузки.The problem is solved with the help of the proposed device for static-pulse processing of workpieces having a shaped surface and a part of the workpiece associated with it, containing a deforming tool for impacting the workpiece with an interference fit, and it is equipped with a device for installing, basing and securing the workpiece with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis, a hydraulic pulse generator for generating a pulse load, which is connected to the hydraulic cylinder and placed in the last spike and a waveguide made in the form of rods of the same diameter, the deforming tool is made in the form of a deforming sleeve with a longitudinal groove for free passage of a part of the workpiece mated to its shaped surface, and with a working inner surface having a cross-sectional shape identical and reciprocal to the shape of the longitudinal section the processed workpiece, and made in the form of a fence cone for the entrance of the workpiece and the calibrating part for the output of the processed workpiece, ene to act on the waveguide, deforming the sleeve is installed from the condition of the feed motion in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, and is fixed to a waveguide which is configured to communicate static load deforming the sleeve and pin through periodic pulse loading.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами.The essence of the proposed device is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена схема ППД с помощью предлагаемого устройства фасонной поверхности на примере шарового автомобильного пальца, где показано (тонкими линиями) первоначальное положение заготовки, условно перенесенное ниже; на фиг.2 - пример торообразной конструкции заготовки, которая может быть обработана с помощью предлагаемого устройства; на фиг.3 - вид А на фиг.1, деформирующий инструмент условно показан без волновода; на фиг.4 - пример фасонной конструкции заготовки, имеющей выпуклые и вогнутые поверхности, которая может быть обработана с помощью предлагаемого устройства.Figure 1 presents a diagram of the PPD using the proposed device shaped surface on the example of a spherical automobile finger, which shows (in thin lines) the initial position of the workpiece, conventionally transferred below; figure 2 is an example of a toroidal design of the workpiece, which can be processed using the proposed device; figure 3 - view And figure 1, the deforming tool is conventionally shown without a waveguide; figure 4 is an example of a shaped design of the workpiece having convex and concave surfaces, which can be processed using the proposed device.

Предлагаемое устройство служит для статико-импульсного ППД, калибрования, деформирующего протягивания и упрочнения металлических фасонных, например, сферических поверхностей, шаровых автомобильных пальцев 1, беговых дорожек шарошек буровых долот, торообразных (фиг.2), сложных фасонных выпуклых и вогнутых поверхностей тел вращения (фиг.4) и др. деталей с центральной осью вращения из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием (ППД). Устройство состоит из приспособления 2 для установки, базирования и закрепления заготовки 1 с возможностью вращения ее относительно продольной оси и деформирующего инструмента 3.The proposed device is used for static-pulse PPD, calibration, deforming pulling and hardening of metal shaped, for example, spherical surfaces, spherical automobile fingers 1, racetracks of cone bits, toroidal (figure 2), complex shaped convex and concave surfaces of bodies of revolution ( 4) and other parts with a central axis of rotation of steels and alloys by surface plastic deformation (PPD). The device consists of a device 2 for installing, basing and securing the workpiece 1 with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis and the deforming tool 3.

Деформирующий инструмент 3, представляющий собой втулку, жестко закреплен на волноводе 4, расположенном в гидроцилиндре 5, который в свою очередь закреплен в патроне 6, например, вертикально-протяжного станка (не показан).The deforming tool 3, which is a sleeve, is rigidly fixed to the waveguide 4 located in the hydraulic cylinder 5, which in turn is fixed in the cartridge 6, for example, a vertical broaching machine (not shown).

Патрон 6 и деформирующая втулка 3 совершают под действием статической силы Рст, развиваемой приводом станка, движение подачи Sпр в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки 1, при этом заготовка совершает вращательное движение Vз относительно своей продольной оси.The cartridge 6 and the deforming sleeve 3 perform under the action of a static force P st developed by the machine drive, the feed motion S pr in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece 1, while the workpiece rotates V z relative to its longitudinal axis.

Деформирующий инструмент - втулка 3 имеет продольный паз 3′ для свободного прохождения части 1′ заготовки 1, сопрягаемой с обрабатываемой фасонной поверхностью. Внутренняя поверхность отверстия деформирующей втулки 3 является рабочей и идентичной и ответной форме продольного сечения обрабатываемой заготовки 1, а в продольном сечении со стороны торца (на фиг.1, снизу), куда поступает заготовка, отверстие втулки имеет заборный конус с углом φ=3...5° и калибрующую поверхность, откуда выходит обработанная заготовка.The deforming tool - the sleeve 3 has a longitudinal groove 3 ′ for free passage of part 1 ′ of the workpiece 1, mating with the machined shaped surface. The inner surface of the hole of the deforming sleeve 3 is a working and identical and reciprocal shape of the longitudinal section of the workpiece 1, and in the longitudinal section from the end side (Fig. 1, below), where the workpiece enters, the hole of the sleeve has an intake cone with an angle φ = 3. ..5 ° and the calibrating surface, where the processed workpiece comes from.

Деформирующая втулка 3 поступательно (сверху вниз, согласно фиг.1) перемещается под действием статической силы Рст и подвергается дополнительному воздействию периодической импульсной нагрузке Рим посредством бойка 7 и волновода 4, выполненных в виде стержней одинакового диаметра и расположенных в цилиндре 5. Импульсная нагрузка вырабатывается гидравлическим генератором импульсов (ГГИ) [4-6], который (не показан) соединен с гидроцилиндром 5.The deforming sleeve 3 translationally (from top to bottom, according to FIG. 1) moves under the action of a static force P article and is subjected to additional impact of a periodic impulse load P them through the hammer 7 and waveguide 4, made in the form of rods of the same diameter and located in the cylinder 5. Impulse load produced by a hydraulic pulse generator (GGI) [4-6], which (not shown) is connected to the hydraulic cylinder 5.

Импульсное нагружение Рим осуществляется посредством удара бойка 7 по торцу волновода 4, на котором установлен инструмент 3. В результате удара в бойке и волноводе возникают ударные и противоположно направленные импульсы одинаковой амплитуды и продолжительности, каждый из которых будет воздействовать на обрабатываемую поверхность с цикличностью, равной двойной продолжительности импульсов. Дойдя до обрабатываемой поверхности, ударный импульс распределяется на проходящий и отражающий. Проходящий импульс формирует динамическую составляющую силы деформации.Impulse loading P by him is carried out by hitting the striker 7 at the end of the waveguide 4, on which the tool 3 is installed. As a result of the shock, shock and oppositely directed pulses of the same amplitude and duration arise in the striker and waveguide, each of which will affect the surface to be treated with a cycle equal to double pulse duration. Having reached the surface to be treated, the shock pulse is distributed on the passing and reflecting. The passing pulse forms the dynamic component of the strain force.

Ударный импульс внедряет деформирующую втулку в обрабатываемую поверхность на большую величину и в значительно короткое время, чем при традиционной обработке с использованием только статической нагрузки.The shock pulse introduces the deformation sleeve into the surface to be machined by a large amount and in a significantly short time than with traditional processing using only static load.

Глубина упрочненного слоя достигает 1,5...2,5 мм, что значительно (в 3...4 раза) больше, чем при традиционном статическом упрочнении. Наибольшая степень упрочнения составляет 15...30%. В результате статико-импульсной обработки по предлагаемому способу эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возрастает в 1,8...2,7 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более, - в 1,7...2,2 раза по сравнению с традиционным упрочнением.The depth of the hardened layer reaches 1.5 ... 2.5 mm, which is significantly (3 ... 4 times) more than with traditional static hardening. The greatest degree of hardening is 15 ... 30%. As a result of static-pulse processing according to the proposed method, the effective depth of the layer hardened by 20% or more increases by 1.8 ... 2.7 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more, by 1.7. ..2.2 times compared with traditional hardening.

Приложенные к деформирующей втулке 3 осевые ударные импульсы с частотой, например, порядка 20 Гц и амплитудой 0,3...1,5 мм, существенно снижают осевое усилие.Axial shock pulses applied to the deformation sleeve 3 with a frequency, for example, of the order of 20 Hz and an amplitude of 0.3 ... 1.5 mm, significantly reduce the axial force.

Высота заборной конической части деформирующей втулки определяется по формуле:The height of the intake conical part of the deforming sleeve is determined by the formula:

lк>10z/tgφ,l to > 10z / tgφ,

где lк- высота заборной конической части деформирующей втулки, мм;where l to - the height of the intake conical part of the deforming sleeve, mm;

z - величина, равная половине натяга, мм;z is a value equal to half the interference, mm;

φ - угол заборной конической части, град.φ is the angle of the intake conical part, deg.

Основным технологическим параметром процесса является натяг, который определяют, например, для сферической заготовки, по формулеThe main technological parameter of the process is an interference fit, which is determined, for example, for a spherical workpiece, by the formula

i=Do-dин,i = D o -d in ,

где Do - диаметр сферической поверхности до обработки (средняя арифметическая величина с учетом отклонений формы в поперечном сечении);where D o is the diameter of the spherical surface before processing (arithmetic mean value taking into account the deviations of the shape in the cross section);

dин - диаметр цилиндрической части отверстия деформирующей втулки.d in - the diameter of the cylindrical part of the hole of the deforming sleeve.

При обработке с натягом i до 0,5 мм уменьшаются отклонения формы в поперечном сечении (отклонение от круглости), повышается точность размера на 30...35%, уменьшаются параметры шероховатости поверхности. С такими натягами обрабатывают заготовки и после термической обработки.When processing with an interference fit i up to 0.5 mm, the deviations of the shape in the cross section (deviation from roundness) are reduced, the accuracy of the size is increased by 30 ... 35%, and the parameters of surface roughness are reduced. With such interference, workpieces are also treated after heat treatment.

Суммарный натяг лимитируется пластичностью материала заготовки. Заготовки из хрупких материалов обрабатывают с малыми натягами, так как при больших натягах может произойти их разрушение.The total interference is limited by the ductility of the workpiece material. Billets made of brittle materials are processed with small interference, as with high interference, their destruction can occur.

Обработка деформирующей втулкой обеспечивает оптимальные условия деформирования, а инструмент имеет максимальную размерную стойкость. Стойкость деформирующей втулки из твердого сплава при обработке стальных заготовок составляет 100...150 км суммарной длины обработки.Processing with a deforming sleeve ensures optimal deformation conditions, and the tool has maximum dimensional stability. The resistance of a hard alloy deformation sleeve when processing steel billets is 100 ... 150 km of the total processing length.

В зависимости от размеров обрабатываемой поверхности заготовки применяют деформирующие втулки цельные (не показаны) или сборные (см. фиг.1, 3). Сборная деформирующая втулка состоит из корпуса втулки 3, твердосплавного вкладыша 8, крепежных планок 9 и поддерживающего кольца 10.Depending on the size of the workpiece surface to be treated, deforming bushings are used whole (not shown) or prefabricated (see figures 1, 3). Prefabricated deformation sleeve consists of a sleeve body 3, carbide liner 8, mounting plates 9 and a supporting ring 10.

Деформирующая втулки со стороны заборного конуса имеет направляющую фаску, обеспечивающую взаимную ориентацию заготовки и инструмента.The deforming sleeve on the side of the intake cone has a guide chamfer that provides mutual orientation of the workpiece and the tool.

Материал цельной деформирующей втулки и рабочей части сборной втулки: вкладыша - твердый сплав ВК8.The material of the integral deforming sleeve and the working part of the prefabricated sleeve: of the insert is VK8 hard alloy.

Радиальное биение рабочей поверхности отверстия втулки не должно превышать 0,02...0,05 мм.The radial runout of the working surface of the sleeve bore should not exceed 0.02 ... 0.05 mm.

Деформирующая втулка может быть выполнена симметричной (с каждого торца заборный конус, а в середине калибрующая часть) с целью работать с подачами вниз (согласно фиг.1) и повернуть втулку при ее износе.The deforming sleeve can be symmetrical (from each end the intake cone, and in the middle the calibrating part) in order to work with downward feeds (according to Fig. 1) and rotate the sleeve when it is worn.

При обработке предлагаемым устройством обязательно применяют смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС), предотвращающее схватывание деформирующей втулки с обрабатываемым металлом. Отсутствие СОТС приводит к браку обработанных заготовок и нередко к разрушению инструмента. Для деталей из углеродистых и низколегированных сталей рекомендуются: сульфофрезол, МР-1, МР-2, эмульсии. Эти же жидкости следует применять при обработке заготовок из цветных металлов (бронзы, латуни, алюминиевых сплавов). Для деталей из высоколегированных, жаростойких и коррозионностойких сталей и сплавов следует применять СОТС: АСМ-1, АСМ-4, АСМ-5, АСМ-6. При обработке заготовок из закаленных сталей используют смазку АСФ-3.When processing the proposed device, it is necessary to use a lubricating-cooling technological agent (COTS), which prevents the setting of the deforming sleeve with the metal being treated. The absence of COTS leads to the rejection of processed workpieces and often to the destruction of the tool. For parts made of carbon and low alloy steels are recommended: sulfofresol, MP-1, MP-2, emulsions. The same liquids should be used in the processing of blanks from non-ferrous metals (bronze, brass, aluminum alloys). For parts of highly alloyed, heat-resistant and corrosion-resistant steels and alloys, the following SOTS should be used: ASM-1, ASM-4, ASM-5, ASM-6. When machining billets of hardened steels, ASF-3 grease is used.

Шероховатость поверхности, обработанной предлагаемым устройством, зависит от исходной шероховатости и материала обрабатываемой заготовки, режима обработки, применяемой СОТС и угла рабочего заборного конуса инструмента. От скорости обработки (в пределах диапазона применяемых скоростей) шероховатость обработанной поверхности не зависит.The roughness of the surface treated by the proposed device depends on the initial roughness and material of the workpiece, the processing mode used by the COTS and the angle of the working intake cone of the tool. The roughness of the treated surface does not depend on the processing speed (within the range of applied speeds).

Для получения малых значений параметров шероховатости предварительную обработку наружной сферической поверхности целесообразно проводить твердосплавным инструментом, например резцом, имеющим малые углы в плане (φ=30...40°), на скоростях резания, исключающих образования нароста.To obtain small values of the roughness parameters, it is advisable to pre-treat the outer spherical surface with a carbide tool, for example, a cutter having small angles in plan (φ = 30 ... 40 °), at cutting speeds that exclude the formation of growth.

При обработке сферы и других фасонных поверхностей после переходов чернового и чистового точения (исходный параметр Ra=6,3...1;6 мкм) получают поверхности с Ra=0,8...0,1 мкм, если материал заготовок сталь; Ra=0,4...0,1 мкм при обработке заготовок из бронзы и Ra=1,6...0,4 мкм при обработке заготовок из чугуна.When processing spheres and other shaped surfaces after roughing and finishing turning (initial parameter Ra = 6.3 ... 1; 6 microns), surfaces with Ra = 0.8 ... 0.1 microns are obtained if the workpiece material is steel; Ra = 0.4 ... 0.1 μm when processing billets of bronze and Ra = 1.6 ... 0.4 μm when processing billets of cast iron.

Шероховатость поверхности после пластического деформирования предлагаемым устройством будет тем ниже, чем меньше натяг, при котором проводится обработка фасонной поверхности.The surface roughness after plastic deformation by the proposed device will be the lower, the less the interference at which the shaped surface is processed.

Так, при обработке заготовки из стали 45 с исходной шероховатостью Ra=4...8 мкм получили следующую шероховатость при натягах на деформирующем инструменте:So, when processing a workpiece made of steel 45 with an initial roughness of Ra = 4 ... 8 μm, we obtained the following roughness with interference on a deforming tool:

Натяг i, мм...Preload i, mm ... 0,050.05 0,100.10 0,200.20 0,400.40 0,800.80 Параметр Ra, мкм...Parameter Ra, μm ... 0,060.06 0,070,07 0,40.4 1,31.3 3,03.0

Упрочнение металла является следствием происходящих деформаций. Упрочнение, выражаемое изменением твердости, снижается при переходе от обработанной поверхности в глубину заготовки сферы.Hardening of the metal is a consequence of the occurring deformations. The hardening, expressed by a change in hardness, decreases with the transition from the machined surface to the depth of the billet sphere.

Толщина слоя текстуры, обладающего повышенной твердостью, тем больше, чем больше натяг и тем меньше, чем выше исходная твердость обрабатываемого металла. Приращение твердости зависит от обрабатываемого металла и составляет 130...260%.The thickness of the texture layer with increased hardness is greater, the greater the interference and the less, the higher the initial hardness of the processed metal. The increase in hardness depends on the metal being processed and is 130 ... 260%.

Скорость продольной подачи Sпр деформирующего инструмента при обработке предлагаемым устройством связана со скоростью вращения заготовки Vз следующим соотношением:The longitudinal feed speed S pr deforming tool during processing by the proposed device is associated with the rotation speed of the workpiece V s the following ratio:

Sпр=0,01·Vз,S CR = 0.01 · V s ,

где Sпр - скорость продольной подачи деформирующего инструмента, м/мин;where S CR - the speed of the longitudinal feed of the deforming tool, m / min;

Vз - скорость вращательного движения заготовки, м/мин.V s - the speed of the rotational movement of the workpiece, m / min.

Скорость вращательного движения заготовки Vз назначают в пределах 2...25 м/мин.The speed of the rotational movement of the workpiece V s is assigned within 2 ... 25 m / min.

Для достижения точности по 11...13-му квалитетам обработку ведут с большими натягами. Для достижения точности по 8...11-му квалитетам следует применять средние натяги (0,2...0,5 мм). Для получения точности по 5...6-му квалитетам необходима предварительная точная обработка резанием, после чего деформирование проводят с малыми натягами (0,02...0,2 мм). Для последней группы заготовок целесообразна схема деформирование - резание - тонкое деформирование.To achieve accuracy in 11 ... 13th qualifications, processing is carried out with great interference. To achieve accuracy in the 8 ... 11th qualifications, medium tightness (0.2 ... 0.5 mm) should be applied. To obtain accuracy according to the 5 ... 6th qualifications, preliminary precise machining is necessary, after which the deformation is carried out with small tightnesses (0.02 ... 0.2 mm). For the last group of workpieces, a deformation - cutting - thin deformation scheme is advisable.

Пример. Обрабатывали ППД заготовку пальца шарового верхнего 2101-2904187, установленную в электромеханическом приспособлении на модернизированном вертикально-протяжном станке мод.7Б65 с использованием специального ГГИ. Модернизация касалась установки на станке на патроне корпуса гидроцилиндра с волноводом и бойком, осуществляющих дополнительное периодическое импульсное нагружение деформирующей втулки.Example. The PPD was processed with a blank of a ball of the upper ball 2101-2904187 installed in an electromechanical device on a modernized vertical broaching machine mod.7B65 using a special GGI. The modernization concerned the installation on a machine on the cartridge of the hydraulic cylinder body with a waveguide and a striker, performing additional periodic pulsed loading of the deforming sleeve.

Заготовка изготовлена из стали 20Х ГОСТ 1050-74.The blank is made of steel 20X GOST 1050-74.

Обрабатывали сферу диаметром 32,7±0,1; исходный параметр шероховатости Ra=3,2 мкм, достигнутый - Ra=0,63; деформирующим инструментом в виде втулки из твердого сплава ВК8 на следующих режимах: скорость вращения заготовки Vз=20 м/мин (nз=200 мин-1); скорость продольной подача деформирующего инструмента Sпр=0,2 м/мин; суммарный натяг на диаметр - 0,2 мм (0,1 мм на сторону); глубина слоя повышенной твердости составляла 0,15...0,20 мм; СОТС служил сульфофрезол (5%-ная эмульсия). К деформирующей втулке прикладные ли осевые ударные импульсы с частотой 15 Гц и амплитудой 1,0...1,5 мм.Processed a sphere with a diameter of 32.7 ± 0.1; the initial roughness parameter Ra = 3.2 μm, achieved - Ra = 0.63; a deforming tool in the form of a sleeve of VK8 carbide in the following modes: workpiece rotation speed V s = 20 m / min (n s = 200 min -1 ); the speed of the longitudinal feed of the deforming tool S CR = 0.2 m / min; total tightness on diameter - 0.2 mm (0.1 mm per side); the depth of the layer of high hardness was 0.15 ... 0.20 mm; SOTS served as sulfofresol (5% emulsion). Are axial shock pulses with a frequency of 15 Hz and an amplitude of 1.0 ... 1.5 mm applied to the deformation sleeve?

Требуемые шероховатость и точность сферической поверхности были достигнуты с одного прохода за Тм=0,45 мин (против Тмбаз=2,8 мин по базовому варианту при традиционной обработке обкатыванием на Орловском сталепрокатном заводе ОСПАЗ).The required roughness and accuracy of the spherical surface were achieved with one pass in T m = 0.45 min (against T m bases = 2.8 min in the base case with the traditional rolling treatment at the Oryol Steel Mill OSPAZ).

Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68 и на профилометре мод. 283 тип AII ГОСТ 19300-86. В обработанной партии (100 штук) бракованных деталей не обнаружено. Отклонение обработанной поверхности от сферичности составило не более 0,02 мм, что допустимо ТУ.The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B cells. 1 GOST 577-68 and on the profilometer mod. 283 type AII GOST 19300-86. No defective parts were found in the processed batch (100 pieces). The deviation of the treated surface from sphericity was not more than 0.02 mm, which is acceptable TU.

Обработка показала, что параметр шероховатости обработанных сферических поверхностей уменьшился до значения Ra=0,32...0,63 мкм при исходном - Ra=3,2...6,3 мкм, производительность повысилась более чем в пять раз по сравнению с традиционным обкатыванием. Энергоемкость процесса уменьшилась в 2,2 раза.The processing showed that the roughness parameter of the treated spherical surfaces decreased to Ra = 0.32 ... 0.63 μm with the initial value Ra = 3.2 ... 6.3 μm, the productivity increased by more than five times compared to traditional run-in. The energy intensity of the process decreased by 2.2 times.

Предлагаемое устройство повышает производительность, качество и точность обработки фасонных поверхностей заготовок, а также расширяет технологические возможности ППД благодаря использованию оригинальной конструкции деформирующего инструмента и его статико-импульсного нагружения, позволяющего управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом обрабатываемой фасонной поверхности.The proposed device improves the productivity, quality and accuracy of processing shaped surfaces of workpieces, and also expands the technological capabilities of PPD through the use of the original design of the deforming tool and its static-pulse loading, which allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening, and the microrelief of the machined shaped surface.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. SU 1567361 A1, В24В 39/04, 30.05.1990 - прототип.1. A.S. SU 1567361 A1, B24B 39/04, 05/30/1990 - prototype.

2. Патент РФ 2031770, МКГ6 В24В 39/04, 39/00. Способ обработки неполных сферических поверхностей деталей поверхностным деформированием. Гаврилин А.М., Самойлов Н.Н. 5045958/27; 14.04.92; 27.03.95. Бюл. №9.2. RF patent 2031770, MKG 6 V24V 39/04, 39/00. A method of processing incomplete spherical surfaces of parts by surface deformation. Gavrilin A.M., Samoilov N.N. 5045958/27; 04/14/92; 03/27/95. Bull. No. 9.

3. 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, 1986. С.392, рис.14, б.3. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed. reslave. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1986. P.392, Fig. 14, b.

4. Патент РФ 2098259, МКИ6 В24В 39/00. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Способ статикоимпульсной обработки поверхностным пластическим реформированием. №96110476/02, 23.05.96; 10.12.97. Бюл. №34.4. RF patent 2098259, MKI 6 V24V 39/00. Lazutkin A.G., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Method of pulse treatment by surface plastic reforming. No. 96110476/02, 05.23.96; 12/10/97. Bull. Number 34.

5. Киричек А.В., Лазуткин А.Г., Соловьев Д.Л. Статико-импульсная обработка и оснастка для ее реализации // СТИН, 1999, №6. - С.20-24.5. Kirichek A.V., Lazutkin A.G., Soloviev D.L. Static-pulse processing and equipment for its implementation // STIN, 1999, No. 6. - S.20-24.

6. Патент РФ 2090342. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Гидроударное устройство для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием. 1997. Бюл. №34.6. RF patent 2090342. Lazutkin A.G., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Water hammer device for processing parts by surface plastic deformation. 1997. Bull. Number 34.

Claims (1)

Устройство для статико-импульсной обработки заготовок, имеющих фасонную поверхность и сопряженную с ней часть заготовки, содержащее деформирующий инструмент для воздействия на заготовку с натягом, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для установки, базирования и закрепления заготовки с возможностью ее вращения относительно продольной оси, гидравлическим генератором импульсов для вырабатывания импульсной нагрузки, который соединен с гидроцилиндром и размещенными в последнем бойком и волноводом, выполненными в виде стержней одинакового диаметра, деформирующий инструмент выполнен в виде деформирующей втулки с продольным пазом для свободного прохождения части заготовки, сопряженной с ее фасонной поверхностью, и с рабочей внутренней поверхностью, имеющей в поперечном сечении форму, идентичную и ответную форме продольного сечения обрабатываемой заготовки, и выполненной в виде заборного конуса для осуществления входа заготовки и калибрующей части для осуществления выхода обработанной заготовки, при этом боек выполнен с возможностью воздействия на волновод, деформирующая втулка установлена из условия осуществления движения подачи в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки, и закреплена на волноводе, который выполнен с возможностью сообщения деформирующей втулке статической нагрузки и посредством бойка периодической импульсной нагрузки.A device for static-pulse processing of workpieces having a shaped surface and a part of the workpiece associated with it, containing a deforming tool for impacting the workpiece with an interference fit, characterized in that it is equipped with a device for installing, basing and securing the workpiece with the possibility of its rotation relative to the longitudinal axis, hydraulic pulse generator for generating a pulse load, which is connected to the hydraulic cylinder and placed in the last spike and waveguide, made in the form of of the same diameter, the deforming tool is made in the form of a deforming sleeve with a longitudinal groove for free passage of the part of the workpiece mated to its shaped surface, and with a working inner surface having a cross-sectional shape identical to and corresponding to the longitudinal section of the workpiece being machined, and made in in the form of an intake cone for the entrance of the workpiece and the calibrating part for the output of the processed workpiece, while the hammer is made with the possibility of impact on the wave the novode, the deforming sleeve is installed from the condition of the feed movement in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, and is mounted on the waveguide, which is configured to communicate to the deforming sleeve a static load and by means of a striking periodic pulse load.
RU2006121280/02A 2006-06-15 2006-06-15 Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces RU2319594C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121280/02A RU2319594C1 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121280/02A RU2319594C1 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2319594C1 true RU2319594C1 (en) 2008-03-20

Family

ID=39279718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121280/02A RU2319594C1 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319594C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2336987C1 (en) Device for static-pulse mandrelling with fabricated tool
RU2320471C1 (en) Method for static-pulse working of screws
RU2319594C1 (en) Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces
JP5005406B2 (en) Planar burnishing tool and burnishing method
RU2317886C1 (en) Mode of static-impulse processing of shaped surfaces with surface plastic deformation
RU2317885C1 (en) Arrangement for surface plastic deformation of the spherical surfaces of ball pins
RU2325261C2 (en) Combined method for grinding and surface plastic deformation
RU2319595C1 (en) Combination apparatus for grinding and surface plastic deforming
RU2317887C1 (en) Mode of processing on machines of spherical surfaces of ball pins by surface plastic deformation
RU2541220C2 (en) Rolling of raceway of thrust ball bearing race
RU2384397C1 (en) Procedure for centrifugal strengthening of screws
RU2332293C1 (en) Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation
RU2285601C1 (en) Apparatus for static-pulse expanding of internal grooves
RU2329134C1 (en) Method of static-pulse processing of spherical surfaces of ball studs
RU2483858C1 (en) Device for static pulse flaring of ball bearing outer race inner way
RU2280551C1 (en) Method of static-pulse reeling of internal grooves
RU152121U1 (en) PRESSURE ROLLER
RU2294824C1 (en) Riveting instrument with a deforming spring
RU2355552C1 (en) Method of coarse thread hardening
RU2297315C1 (en) Method of surface plastic working with tool having deforming spring
RU2286237C1 (en) Method of recovery and hardening of the holes inner surfaces using the statico-pulsing internal roll burnishing
RU2329132C1 (en) Method of static-pulse processing of spherical surfaces of ball studs
RU2367562C1 (en) Surface hardening method
RU2311278C1 (en) Working method by applying static load and pulse load to elastic deforming tool
RU2469833C1 (en) Static pulse processing device of gear wheels

Legal Events

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

Effective date: 20080616