RU2319596C1 - Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts - Google Patents

Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts Download PDF

Info

Publication number
RU2319596C1
RU2319596C1 RU2006125126/02A RU2006125126A RU2319596C1 RU 2319596 C1 RU2319596 C1 RU 2319596C1 RU 2006125126/02 A RU2006125126/02 A RU 2006125126/02A RU 2006125126 A RU2006125126 A RU 2006125126A RU 2319596 C1 RU2319596 C1 RU 2319596C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic cylinder
pulse
static
workpiece
chamber
Prior art date
Application number
RU2006125126/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Геннадий Александрович Михайлов (RU)
Геннадий Александрович Михайлов
Владимир Владимирович Иножарский (RU)
Владимир Владимирович Иножарский
Александр Михайлович Гаврилин (RU)
Александр Михайлович Гаврилин
Константин Федорович Селеменев (RU)
Константин Федорович Селеменев
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 RU2006125126/02A priority Critical patent/RU2319596C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319596C1 publication Critical patent/RU2319596C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing processes in machine engineering, namely apparatuses for static-pulse strengthening of complex-profile parts.
SUBSTANCE: apparatus includes striker, first and second hydraulic cylinders, wave-guide and chamber filled with deforming members in the form of micro-balls or balls and made with possibility of placing blank inside it. Two shoes having concave cylindrical surfaces are arranged in said chamber. First hydraulic cylinder is connected to hydraulic pulse generator for providing pulse load of deforming members. Second hydraulic cylinder is made with possibility of acting upon first hydraulic cylinder for providing static load of deforming members. The last are arranged between concave cylindrical surfaces of shoes and blank with possibility of embracing blank. One shoe is made with possibility of motion and it is jointly coupled with wave-guide. Said chamber has through openings in its two mutually opposite walls in order to form path for passing blank and it has locks with shock absorbers. Wave-guide and striker are arranged in first hydraulic cylinder.
EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, improved efficiency, quality and accuracy of working.
2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам и способам отделочно-упрочняющей обработки сложнопрофильных поверхностей деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием (ППД) со статико-импульсным нагружением многоэлементного деформирующего инструмента.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to devices and methods for finishing and hardening processing of complex profiles of steel and alloy parts by surface plastic deformation (PPD) with static-pulse loading of a multi-element deforming tool.

Известны способ и устройство для упрочнения поверхностей деталей сложной формы микрошариками и шариками в ультрозвуковом поле с использованием магнитострикционного преобразователя, жестко скрепленного с коническим концентратором, который в свою очередь соединен с полым волноводом [1]. Шарики и обрабатываемая заготовка помещены в полый волновод, представляющий собой камеру.A known method and device for hardening the surfaces of parts of complex shape with microspheres and balls in an ultrasonic field using a magnetostrictive transducer, rigidly bonded to a conical hub, which in turn is connected to a hollow waveguide [1]. The balls and the workpiece are placed in a hollow waveguide, which is a chamber.

Недостатками известного способа и устройства являются ограниченность размеров упрочняемых заготовок, только для мелких заготовок длиной не более 400 мм и поперечными размерами 160...200 мм. Интенсивность колебаний резко снижается при больших габаритах заготовки. Чтобы амплитуда колебаний волновода была достаточной для формирования требуемого уровня остаточных напряжений в упрочняемых заготовках, предъявляют жесткие требования к ультразвуковым генераторам, вызывающие необходимость эксплуатировать их на предельно допустимых режимах, а это нежелательно, так как ухудшает их работу, приводит к рассогласованию резонансной частоты и в конечном итоге к нарушению процесса упрочнения. Кроме того, в придонной части полого волновода имеется «мертвая» зона, которая ограничивает габариты упрочняемой заготовки. Устройство отличается низким КПД, большой энергоемкостью, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя и невысокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности.The disadvantages of the known method and device are the limited size of the hardened blanks, only for small blanks with a length of not more than 400 mm and a transverse dimension of 160 ... 200 mm. The oscillation intensity decreases sharply with large dimensions of the workpiece. In order for the waveguide oscillation amplitude to be sufficient for the formation of the required level of residual stresses in the hardened workpieces, strict requirements are placed on ultrasonic generators, which necessitate the operation of them at maximum permissible modes, and this is undesirable, since it worsens their work, leads to a mismatch in the resonant frequency and ultimately the result is a violation of the hardening process. In addition, in the bottom part of the hollow waveguide there is a "dead" zone, which limits the dimensions of the hardened workpiece. The device is characterized by low efficiency, high energy intensity, insufficiently large depth of the hardened layer and a low degree of hardening of the treated surface.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей ППД благодаря использованию статико-импульсного нагружения многоэлементного деформирующего инструмента, позволяющего управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом поверхности, а также повышение производительности, качества и точности обработки благодаря охватывающему и самоустанавливающемуся по обрабатываемой заготовке инструменту.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of PPD through the use of static-pulse loading of a multi-element deforming tool that allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the surface microrelief, as well as improving productivity, quality and accuracy of processing thanks to the tool covering and self-aligning on the workpiece.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для статико-импульсного упрочнения сложнопрофильных деталей, содержащего камеру, которая заполнена деформирующими элементами в виде микрошариков или шариков и выполнена с возможностью размещения в ней заготовки, и волновод, при этом оно снабжено размещенными в камере двумя колодками с вогнутыми цилиндрическими поверхностями, бойком, первым гидроцилиндром, подключенным к гидравлическому генератору импульсов для создания импульсной нагрузки на деформирующие элементы и вторым гидроцилиндром, выполненным с возможностью воздействия на первый гидроцилиндр для создания статической нагрузки на деформирующие элементы, последние расположены между цилиндрическими вогнутыми поверхностями колодок и заготовкой с возможностью схватывания последней, одна из упомянутых колодок выполнена с возможностью передвижения и шарнирно соединена с волноводом, камера выполнена со сквозными отверстиями в ее двух противоположных станках для обеспечения прохождения заготовки и содержит затворы с амортизаторами, расположенные в упомянутых сквозных отверстиях камеры, при этом волновод и боек выполнены одинакового диаметра и расположены в первом гидроцилиндре.The problem is solved using the proposed device for static-pulse hardening of complex parts containing a chamber that is filled with deforming elements in the form of beads or balls and is configured to accommodate a workpiece, and a waveguide, while it is equipped with two pads concave in the chamber cylindrical surfaces, brisk, the first hydraulic cylinder connected to a hydraulic pulse generator to create a pulse load on the deforming elements and the second hydraulic cylinder, made with the possibility of acting on the first hydraulic cylinder to create a static load on the deforming elements, the latter are located between the cylindrical concave surfaces of the blocks and the workpiece with the possibility of gripping the latter, one of the said blocks is movable and pivotally connected to the waveguide, the camera is made through holes in its two opposite machines to ensure the passage of the workpiece and contains gates with shock absorbers, located data in said through-holes of the chamber, wherein the waveguide and the striker are made of the same diameter and are located in the first hydraulic cylinder.

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

На фиг.1 представлена схема упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием заготовки винта винтового нефтяного насоса с помощью предлагаемого устройства со статико-импульсным нагружением многоэлементного деформирующего инструмента в виде шариков, продольный разрез, устройство в положении в момент смены заготовки; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1, устройство в рабочем положении.Figure 1 presents a diagram of hardening treatment by surface plastic deformation of a screw workpiece of a screw oil pump using the proposed device with static-pulse loading of a multi-element deforming tool in the form of balls, a longitudinal section, the device is in position at the time of changing the workpiece; figure 2 is a cross section aa in figure 1, the device is in the working position.

Предлагаемое устройство служит для поверхностного пластического деформирования сложнопрофильных деталей 1 с использованием постоянной статической Рст и периодической импульсной Рим нагрузки на многоэлементный деформирующий инструмент 2, при котором обрабатываемой заготовке, например, винта винтового нефтяного насоса сообщают вращательное движение Vз и дополнительное возвратно-поступательное продольное движение Sпр устройству.The proposed device is used for surface plastic deformation of complex parts 1 using constant static P article and periodic impulse P load them on a multi-element deforming tool 2, in which the workpiece, for example, a screw of a screw oil pump, is given a rotational movement V s and an additional reciprocating longitudinal motion S pr device.

Устройство состоит из прочной камеры 3 коробчатой формы, собранной, например, из отдельных прямоугольных стальных пластин. Камера 3 имеет сквозные отверстия 4 в двух противоположных стенках 5 для прохождения обрабатываемой заготовки 1. Отверстия 4 выполнены несколько большего диаметра, чем заготовка, позволяющие свободному прохождению и вращению заготовки 1, частично находящейся в камере 3. Все внутреннее пространство в камере 3 помимо заготовки 1 занимают две колодки 6, 7 и деформирующие элементы в виде микрошариков или шариков 8. Верхняя (согласно фиг.1-2) колодка 6 неподвижная, другая, нижняя, колодка 7 подвижная и шарнирно соединена с волноводом 9. Поверхности колодок 6 и 7 выполнены плоскими по форме камеры 3, в которой они находятся, за исключением поверхностей 10, обращенные к заготовки. Для данной конструкции обрабатываемой заготовки винта это вогнутые цилиндрические поверхности 10, охватывающие заготовку. Между цилиндрическими вогнутыми поверхностями 10 колодок 6 и 7 и заготовкой 1 расположены деформирующие элементы в виде микрошариков или шариков 8, которые охватывают заготовку и оказывают упрочняющее действие при перемещении подвижной колодки 7 вверх под действием усилий Рст и Рим, а также при совместном их действии. Под действием усилий Рст и Рим шарики равно воздействуют как на заготовку, так и на стенки камеры и колодок. Поэтому на боковых стенках 5 камеры, которые выполнены двойными, установлены затворы 11 в виде колец, центрируемые амортизаторами 12. Затворы изготовлены в виде колец с отверстием для прохождения обрабатываемой заготовки и совершают планетарное движение, контактируя со сложной поверхностью заготовки.The device consists of a robust box-shaped chamber 3, assembled, for example, from separate rectangular steel plates. The chamber 3 has through holes 4 in two opposite walls 5 for passing the workpiece 1. The holes 4 are made of a slightly larger diameter than the workpiece, allowing free passage and rotation of the workpiece 1, partially located in the chamber 3. The entire internal space in the chamber 3 in addition to the workpiece 1 occupy two blocks 6, 7 and deforming elements in the form of beads or balls 8. The upper (according to Fig.1-2) block 6 is stationary, the other, lower, block 7 is movable and pivotally connected to the waveguide 9. Surfaces ca. 6 and 7 are shaped flat chamber 3 in which they are located, except for the surfaces 10 facing the workpiece. For this design of the workpiece of the screw, these are concave cylindrical surfaces 10 covering the workpiece. Between the cylindrical concave surfaces 10 of the blocks 6 and 7 and the workpiece 1 are deforming elements in the form of beads or balls 8, which cover the workpiece and have a reinforcing effect when moving the movable block 7 upward under the action of forces P article and P them , as well as their combined action . Under the action of the forces P st and P them balls equally affect both the workpiece and the walls of the chamber and pads. Therefore, on the side walls 5 of the chamber, which are made double, the valves 11 are installed in the form of rings, centered by the shock absorbers 12. The valves are made in the form of rings with an opening for the passage of the workpiece and perform a planetary motion in contact with the complex surface of the workpiece.

Количество шариков 8 в камере 3 такое, что при создании необходимой нагрузки Pт пространство между колодками 6, 7 и заготовкой 1 полностью заполнено и между колодками остается гарантированный зазор Z.The number of balls 8 in the chamber 3 is such that when creating the necessary load P t, the space between the blocks 6, 7 and the workpiece 1 is completely filled and a guaranteed clearance Z remains between the blocks.

Волновод 9, шарнирно с помощью двух полуколец 13 и винтов 14 соединенный с подвижной колодкой 7, своей нижней частью расположен в гидроцилиндре 15 вместе с бойком 16 и имеет одинаковый с ним диаметр. Гидроцилиндр 15 подключен к гидравлическому генератору импульсов (ГГИ) (не показан) [2-4] для создания импульсной нагрузки Рим на деформирующие шарики 8. Статическая нагрузка Рст на шарики 8 обеспечивается вторым гидроцилиндром 17, воздействующим через поршень 18 и шток 19 на первый гидроцилиндр 15. Волновод 9 и боек 16 выполнены в виде стержней одинакового диаметра и расположены в корпусе гидроцилиндра 15, который соединен с ГГИ, вырабатывающим и создающим импульсную нагрузку.The waveguide 9, pivotally using two half rings 13 and screws 14 connected to the movable block 7, is located with its lower part in the hydraulic cylinder 15 together with the striker 16 and has the same diameter with it. The hydraulic cylinder 15 is connected to a hydraulic pulse generator (GGI) (not shown) [2-4] to create a pulse load P them on the deforming balls 8. The static load P article on the balls 8 is provided by the second hydraulic cylinder 17 acting through the piston 18 and the rod 19 on the first hydraulic cylinder 15. The waveguide 9 and the firing pin 16 are made in the form of rods of the same diameter and are located in the housing of the hydraulic cylinder 15, which is connected to the GGI, which generates and creates a pulsed load.

Статическое нагружение Рст осуществляется посредством гидроцилиндра 17, который через гидроцилиндр 15, волновод 9 и подвижную колодку 7 постоянно воздействует на деформирующий инструмент - шарики при их контакте со сложнопрофильной поверхностью заготовки. Величина статической силы деформирования выбирается наибольшей из обеспечивающих упругие контактные деформации обрабатываемого материала.Static loading P st is carried out by means of a hydraulic cylinder 17, which through a hydraulic cylinder 15, a waveguide 9 and a movable block 7 constantly acts on a deforming tool - balls when they come in contact with a complex surface of the workpiece. The value of the static deformation force is selected as the largest of those providing elastic contact deformations of the processed material.

Импульсное нагружение Рим осуществляется посредством удара бойка 16 по торцу волновода 9, на котором установлена подвижная колодка, передающая давление инструменту 2. 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 16 at the end of the waveguide 9, on which a movable block is mounted, which transfers pressure to the instrument 2. 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 processed surface 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 деформирующие элементы - шарики - в обрабатываемую поверхность на большую величину, чем при традиционной обработке с использованием только статической нагрузки.Impact impulse introduces deforming elements - balls - into the surface to be machined by a larger amount than with traditional processing using only static load.

Глубина упрочненного слоя, полученного с помощью предлагаемого устройства, 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 с использованием предлагаемого устройства по сравнению с традиционным упрочнением 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.The depth of the hardened layer obtained using the proposed device 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 using the proposed device compared to traditional hardening, 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, - 1.7 ... 2.2 times.

Особенности обработки заготовок с помощью предлагаемого устройства следующие. Устройство устанавливается, например, на суппорте токарного станка так, что оси отверстий 4 в стенках 5 корпуса 3 находятся на уровне оси центров станка. Суппорт с устройством перемещают к передней бабке и устанавливают на расстоянии до 5 мм относительно кулачков токарного патрона. Волновод 9 и нижняя колодка 10 находятся в крайнем нижнем загрузочном положении, при этом шарики перекатились вниз и верхний уровень их ниже края отверстия 4. Через отверстия в затворах 11 пропускают обрабатываемую заготовку, например винт, закрепляют его в кулачках патрона и поджимают центром задней бабки. С целью обработки заготовки на всей длине используют технологические втулки, удлиненные центра и др. технологическую оснастку. Включается гидростанция и вступает в работу гидроцилиндр 17, поднимающий волновод 9 и колодку 10 с шариками 8, которые охватывают участок заготовки 1. Создается необходимая нагрузка Рст, включается вращательное движение заготовки Vз и продольная подача Sпр суппорта.Features of processing blanks using the proposed device are as follows. The device is installed, for example, on a support of a lathe so that the axis of the holes 4 in the walls 5 of the housing 3 are at the level of the axis of the centers of the machine. The support with the device is moved to the front headstock and installed at a distance of up to 5 mm relative to the cams of the turning chuck. The waveguide 9 and the lower block 10 are in the lowermost loading position, with the balls rolling down and their upper level below the edge of the hole 4. The workpiece, for example, a screw, is passed through the holes in the shutters 11, fasten it in the cams of the cartridge and tighten the center of the tailstock. In order to process the workpiece along the entire length, technological sleeves, elongated centers and other technological equipment are used. The hydraulic station is turned on and the hydraulic cylinder 17, which lifts the waveguide 9 and the block 10 with balls 8, which cover the part of the workpiece 1, comes into operation. The necessary load P st is created , the rotational movement of the workpiece V s and the longitudinal feed S pr of the caliper are turned on.

Смазка шариков осуществляется периодически через отверстия при отсутствии заготовки. Поверхность заготовки перед упрочнением также смазывается, что исключает нежелательное сухое трение в зоне контактов шариков с упрочняемой поверхностью.The balls are lubricated periodically through holes in the absence of a workpiece. The surface of the workpiece is also lubricated before hardening, which eliminates undesirable dry friction in the area of contact of the balls with the hardened surface.

В замкнутом объеме шарики заполняют все пространство вокруг заготовки и перекатываются при вращении последней.In a closed volume, balls fill the entire space around the workpiece and roll when the latter rotates.

Периодическую импульсную нагрузку Рим осуществляют с помощью бойка 16, воздействующего на торец волновода 9, который шарнирно соединен с подвижной колодкой 7. В результате удара бойка 16 по торцу волновода 9 в бойке и волноводе возникают ударные и противоположно направленные импульсы одинаковой амплитуды и продолжительности, каждый из которых будет воздействовать через подвижную колодку и шарики 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, которая интенсифицирует процесс поверхностного пластического деформирования и упрочняет поверхностный слой обрабатываемой сложнофасонной поверхности. Возможность рационального использования энергии ударных волн определяется размерами инструмента.A periodic impulse load P is carried out using a striker 16, acting on the end of the waveguide 9, which is pivotally connected to the movable block 7. As a result of the strike of the striker 16 at the end of the waveguide 9, shock and oppositely directed pulses of the same amplitude and duration arise in each of which it will act through a movable block and balls on the surface to be treated with a cycle equal to twice the duration of the pulses. Having reached the surface to be treated, the shock pulse is distributed on the passing and reflecting. The transmitted pulse forms a dynamic component of the deformation force, which intensifies the process of surface plastic deformation and strengthens the surface layer of the processed complex shaped surface. The ability to rationally use the energy of shock waves is determined by the size of the instrument.

Пример. Для оценки параметров качества поверхностного слоя, упрочненного по предлагаемому способу, проведены экспериментальные исследования обработки винта левого Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500, который имел следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - ⌀27-0,05 мм, эксцентриситет - 3,3 мм, шаг - 28±0,01 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,8 кг. Обработка проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К20 с использованием предлагаемого устройства и стенда с гидравлическим генератором импульсов [2-4]. Значения технологических факторов (частоты ударов, радиус шарика инструмента, величина круговой подачи) выбирались таким образом, чтобы обеспечить кратность ударного воздействия на элементарную площадку обрабатываемой поверхности в диапазоне 6...10. Дальнейшее увеличение кратности деформирующего воздействия ведет к разупрочнению.Example. To assess the quality parameters of the surface layer hardened by the proposed method, experimental studies of the treatment of the screw of the left H41.1016.01.001 screw pump EVN5-25-1500 were carried out, which had the following dimensions: total length - 1282 mm, length of the screw part - 1208 mm, diameter the screw cross section is ⌀27 -0.05 mm, the eccentricity is 3.3 mm, the pitch is 28 ± 0.01 mm, the roughness R a = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.8 kg. Processing was carried out on a mod screw-cutting machine. 16K20 using the proposed device and stand with a hydraulic pulse generator [2-4]. The values of technological factors (frequency of impacts, radius of the tool ball, value of circular feed) were chosen in such a way as to ensure the multiplicity of impact on the elementary area of the treated surface in the range of 6 ... 10. A further increase in the multiplicity of the deforming effect leads to softening.

Величина силы статического поджатия инструмента к обрабатываемой поверхности составляла Рст≥25...40 кН; Рим=255...400 кН. Глубина упрочненного статико-импульсной обработкой слоя в 3...4 раза выше, чем при традиционном упрочнении. Упрочненный слой при традиционной статической обработке формируется в условиях длительного действия больших статических усилий.The value of the force of static preloading of the tool to the work surface was P article ≥25 ... 40 kN; P them = 255 ... 400 kN. The depth of the hardened layer by static-pulse processing is 3 ... 4 times higher than with traditional hardening. The hardened layer during traditional static processing is formed under long-term action of large static forces.

В предлагаемом устройстве аналогичная глубина упрочненного слоя достигается в результате кратковременного воздействия на очаг деформации пролонгированного импульса энергии. При близких степенях упрочнения поверхностного слоя величина статической составляющей нагрузки в предлагаемой статико-импульсной обработке значительно меньше.In the proposed device, a similar depth of the hardened layer is achieved as a result of a short-term impact on the deformation zone of a prolonged energy pulse. At close degrees of hardening of the surface layer, the magnitude of the static component of the load in the proposed static-pulse processing is much less.

Исследования напряженного состояния упрочненного поверхностного слоя статико-импульсной обработкой показали, что максимальные остаточные напряжения находятся близко к поверхности, как при чеканке, что благоприятно для большинства сопрягаемых деталей механизмов и машин.Studies of the stress state of the hardened surface layer by static-pulse treatment showed that the maximum residual stresses are close to the surface, as when chasing, which is favorable for most of the mating parts of mechanisms and machines.

Сравнение глубины напряженного и упрочненного слоя, градиента напряжений и градиента наклепа показывает, что глубина напряженного слоя в 1,1...1,3 раза больше, чем глубина наклепанного слоя, что согласуется с теорией поверхностного пластического деформирования.A comparison of the depth of the stressed and hardened layer, the stress gradient, and the hardening gradient shows that the depth of the stressed layer is 1.1 ... 1.3 times greater than the depth of the riveted layer, which is consistent with the theory of surface plastic deformation.

Достигаемая в процессе обработки предлагаемым устройством предельная величина шероховатости составляет Ra=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 6 раз.The ultimate roughness value achieved during processing by the proposed device is R a = 0.08 μm, a reduction of the initial roughness by a factor of 6 is possible.

Импульсные нагрузки, создаваемые предлагаемым устройством, благоприятно сказываются на условиях работы инструмента. Наложение колебательного движения приводит к более равномерному распределению нагрузки на деформирующие элементы инструмента, вызывает дополнительные циклические перемещения контактных поверхностей инструмента и заготовки, облегчает формирование упрочняемой поверхности. Импульсные нагрузки способствуют лучшему проникновению смазки в зону обработки. При наложении колебаний деформирующая поверхность инструмента периодически «отдыхает», что способствует увеличению ее стойкости.Impulse loads created by the proposed device, favorably affect the working conditions of the tool. The imposition of oscillatory motion leads to a more uniform distribution of the load on the deforming elements of the tool, causes additional cyclic movements of the contact surfaces of the tool and the workpiece, facilitates the formation of a hardened surface. Impulse loads contribute to better penetration of the lubricant into the treatment area. When vibration is applied, the deforming surface of the tool periodically “rests”, which helps to increase its resistance.

Обработка в условиях импульсных нагрузок резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия смазки вследствие облегчения ее доступа в зону контакта инструмента и заготовки.Processing under pulsed loads dramatically increases the efficiency of the cooling, dispersing and plasticizing action of the lubricant due to the facilitation of its access to the contact zone between the tool and the workpiece.

Предлагаемое устройство расширяет технологические возможности ППД благодаря использованию статико-импульсного нагружения на деформирующий инструмент, позволяет управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом поверхности, а также повышает качество и точность обработки заготовки.The proposed device extends the technological capabilities of PPD through the use of static-pulse loading on a deforming tool, allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and surface microrelief, and also improves the quality and accuracy of processing the workpiece.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Малыгин Б.В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. - М.: Машиностроение, 1989. С.168...174, рис.4.12, а.1. Malygin B.V. Magnetic hardening of tools and machine parts. - M.: Mechanical Engineering, 1989. P.168 ... 174, Fig. 4.12, a.

2. Патент РФ 2098259, МКИ6 В24В 39/00. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Способ статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием. №96110476/02, 23.05.96; 10.12.97. Бюл. №34.2. RF patent 2098259, MKI 6 V24V 39/00. Lazutkin A.G., Kirichek A.V., Soloviev D.L. The method of static-pulse treatment by surface plastic deformation. No. 96110476/02, 05.23.96; 12/10/97. Bull. Number 34.

3. Киричек А.В., Лазуткин А.Г., Соловьев Д.Л. Статико-импульсная обработка и оснастка для ее реализации // СТИН, 1999, №6. - С.20-24.3. Kirichek A.V., Lazutkin A.G., Soloviev D.L. Static-pulse processing and equipment for its implementation // STIN, 1999, No. 6. - S.20-24.

4. Патент РФ 2090342. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Гидроударное устройство для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием. 1997. Бюл. №34.4. 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-импульсного упрочнения сложнопрофильных деталей, содержащее камеру, которая заполнена деформирующими элементами в виде микрошариков или шариков и выполнена с возможностью размещения в ней заготовки, и волновод, отличающееся тем, что оно снабжено размещенными в камере двумя колодками с вогнутыми цилиндрическими поверхностями, бойком, первым гидроцилиндром, подключенным к гидравлическому генератору импульсов для создания импульсной нагрузки на деформирующие элементы, и вторым гидроцилиндром, выполненным с возможностью воздействия на первый гидроцилиндр для создания статической нагрузки на деформирующие элементы, последние расположены между цилиндрическими вогнутыми поверхностями колодок и заготовкой с возможностью охватывания последней, одна из упомянутых колодок выполнена с возможностью передвижения и шарнирно соединена с волноводом, камера выполнена со сквозными отверстиями в ее двух противоположных стенках для обеспечения прохождения заготовки и содержит затворы с амортизаторами, расположенные в упомянутых сквозных отверстиях камеры, при этом волновод и боек выполнены одинакового диаметра и расположены в первом гидроцилиндре.A device for static-pulse hardening of complex-profile parts, containing a chamber that is filled with deforming elements in the form of microspheres or balls and is configured to place a workpiece in it, and a waveguide, characterized in that it is equipped with two pads in the chamber with concave cylindrical surfaces, a striker , the first hydraulic cylinder connected to the hydraulic pulse generator to create a pulse load on the deforming elements, and the second hydraulic cylinder, made with In order to create a static load on the deforming elements, the latter are located between the cylindrical concave surfaces of the blocks and the workpiece with the possibility of covering the latter, one of the said blocks is movable and pivotally connected to the waveguide, the camera is made with through holes in its two opposite the walls to ensure the passage of the workpiece and contains gates with shock absorbers located in the aforementioned through holes of the cam ery, while the waveguide and the firing pin are made of the same diameter and are located in the first hydraulic cylinder.
RU2006125126/02A 2006-07-12 2006-07-12 Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts RU2319596C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125126/02A RU2319596C1 (en) 2006-07-12 2006-07-12 Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125126/02A RU2319596C1 (en) 2006-07-12 2006-07-12 Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2319596C1 true RU2319596C1 (en) 2008-03-20

Family

ID=39279720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006125126/02A RU2319596C1 (en) 2006-07-12 2006-07-12 Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319596C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАЛЫГИН Б.В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. - М.: Машиностроение, 1989, с.168-174, рис.4.12, а. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2319596C1 (en) Apparatus for static-pulse strengthening of complex-profile parts
RU2319597C1 (en) Method for static-pulse strengthening of complex-profile parts
RU2384397C1 (en) Procedure for centrifugal strengthening of screws
RU2337807C1 (en) Device for static-pulse rolling of screws
RU2383426C1 (en) Device for screw static-pulse strengthening
RU2287426C1 (en) Method of static-pulse expanding
RU2383425C1 (en) Device for screw static-pulse strengthening
RU2383427C1 (en) Device for screw static-pulse strengthening
RU2366558C1 (en) Method of flat surface hardening using rotor-type generator of mechanical pulses
RU2285601C1 (en) Apparatus for static-pulse expanding of internal grooves
RU2279961C1 (en) Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling
RU2287424C1 (en) Device for static-pulse surface plastic deformation by rotating tool
RU2287425C1 (en) Method of static-pulse surface plastic deformation
RU2383424C1 (en) Device for screw static-pulse strengthening
RU2283748C1 (en) Apparatus for static-pulse rolling out
RU2280551C1 (en) Method of static-pulse reeling of internal grooves
RU2324584C1 (en) Method of statico-impulse surface plastic deformation
RU2364491C1 (en) Device for flat surface static-and-impulse strengthening
RU2312004C1 (en) Elastic deforming tool for static-pulse working
RU2364490C1 (en) Method of flat surface static-and-impulse strengthening
RU2366562C1 (en) Method of shaft pulsed surface hardening
RU2286240C1 (en) Method of surface plastic deformation
RU2366561C1 (en) Device for shaft pulsed surface hardening
RU2383428C1 (en) Facility for screw centrifugal strengthening
RU2447964C1 (en) Device for rolling outer helical surfaces

Legal Events

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

Effective date: 20080713