RU2332293C1 - Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation - Google Patents

Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation Download PDF

Info

Publication number
RU2332293C1
RU2332293C1 RU2006140004/02A RU2006140004A RU2332293C1 RU 2332293 C1 RU2332293 C1 RU 2332293C1 RU 2006140004/02 A RU2006140004/02 A RU 2006140004/02A RU 2006140004 A RU2006140004 A RU 2006140004A RU 2332293 C1 RU2332293 C1 RU 2332293C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
sleeve
processing
bushings
bush
Prior art date
Application number
RU2006140004/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006140004A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
Геннадий Александрович Михайлов (RU)
Геннадий Александрович Михайлов
Владимир Владимирович Иножарский (RU)
Владимир Владимирович Иножарский
ков Алексей Владимирович Пол (RU)
Алексей Владимирович Поляков
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 RU2006140004/02A priority Critical patent/RU2332293C1/en
Publication of RU2006140004A publication Critical patent/RU2006140004A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2332293C1 publication Critical patent/RU2332293C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turning (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention pertains to the technology of machine building, and particularly for processing work pieces by plastic deformation. The rotating work piece is acted upon by the deforming instrument. The deforming instrument is in form of at least three bushes, pressed in a holder, with an inner working surface of: at least one first bush, at least one middle bush and the last bush. The holder is moved in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the work piece. The indicated bushes have a longitudinal groove for free passage of the neck of the work piece. The inner working surface of the first and middle bushes is splined. The splined surface of the middle bush is displaced in the peripheral direction on one spline relative the splined surface of the first bush. The inner working surface of the last bush is smooth and cylindrical, and the spherical surface of the work piece is calibrated on it. As a result, the technological capabilities are increased, as well as the output, quality and accuracy of processing.
EFFECT: high quality and accuracy of processing spherical surfaces of work pieces by surface plastic deformation.
6 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам упрочнения, калибрования и деформирующего протягивания металлических сферических поверхностей деталей, например автомобильных шаровых пальцев, из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием (ППД).The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to methods and devices for hardening, calibrating and deforming drawing of metal spherical surfaces of parts, for example automobile ball fingers, from steel and alloys by surface plastic deformation (PPD).

Известен способ и устройство для обработки поверхностным пластическим деформированием заготовок, имеющих сферическую поверхность и сопряженную с ней шейку, включающий воздействие деформирующим инструментом на вращающуюся относительно ее продольной оси заготовку для осуществления обработки с натягом [Патент RU 2188115 С1, В24В 39/04, 27.08.2002].A known method and device for processing surface plastic deformation of workpieces having a spherical surface and a neck associated with it, comprising exposing a workpiece with a deforming tool to a workpiece rotating relative to its longitudinal axis to perform interference fit [Patent RU 2188115 C1, V24V 39/04, 08/27/2002 ].

Способ и устройство отличается ограниченными возможностями, 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 device is characterized by limited capabilities, low efficiency and productivity, a small depth of the hardened layer and a low degree of hardening of the treated surface, complexity, high energy consumption and metal consumption of the structure, as well as overall dimensions.

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 [1].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 [1].

Способ и инструмент отличаются низким КПД, большой энергоемкостью, малой глубиной упрочненного слоя и небольшой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности, при этом примененный не самоустанавливающийся инструмент не позволяет получать качественную обрабатываемую поверхность.The method and tool are characterized by low efficiency, high energy consumption, a small depth of the hardened layer and a small degree of hardening of the treated surface, while the applied non-self-aligning tool does not allow to obtain a high-quality processed surface.

Известны 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 [2].There is a known method and a double-row impact tool realizing it for processing external cylindrical surfaces, in which the first row of rollers is mounted on an elastic "floating" mandrel which is mounted in the radial direction, and the second row of rollers is mounted on a rigid mandrel [2].

Способ и инструмент отличаются ограниченными возможностями и используются 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 are characterized by limited capabilities and are 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 processed surface, complexity, high energy and metal consumption of the structure, as well as overall dimensions.

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

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа обработки поверхностным пластическим деформированием заготовок, имеющих сферическую поверхность и сопряженную с ней шейку, включающий воздействие деформирующим инструментом на вращающуюся относительно ее продольной оси заготовку для осуществления обработки с натягом, при этом используют деформирующий инструмент в виде запрессованных в патроне по меньшей мере трех втулок с внутренней рабочей поверхностью: по меньшей мере одной первой втулки, по меньшей мере одной средней втулки и последней втулки и сообщают патрону движение подачи в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки, при этом указанные втулки имеют продольный паз для свободного прохождения шейки заготовки, внутренняя рабочая поверхность первой и средней втулок выполнена в виде шлицевой поверхности с размерами dвыст и dвп, шлицевая поверхность средней втулки смещена в окружном направлении на один шлиц относительно шлицевой поверхности первой втулки, внутренняя рабочая поверхность последней втулки выполнена с гладкой цилиндрической поверхностью, которой осуществляют калибровку сферической поверхности заготовки в размер dсф, диаметры внутренних рабочих поверхностей втулок определены из следующих выражений:The problem is solved using the proposed method for surface plastic deformation processing of workpieces having a spherical surface and a neck associated with it, including the action of a deforming tool on a workpiece rotating relative to its longitudinal axis to perform interference fit, using a deforming tool in the form of a pressed tool at least three bushings with an inner working surface: at least one first sleeve, at least one middle bushings and the last sleeve and tell the cartridge the feed movement in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, while these bushings have a longitudinal groove for free passage of the neck of the workpiece, the inner working surface of the first and middle bushings is made in the form of a spline surface with dimensions d protr and d VP , the spline surface of the middle sleeve is offset circumferentially by one slot relative to the spline surface of the first sleeve, the inner working surface of the last sleeve is made with a smooth cylinder Coy surface, which calibration is carried out in the spherical surface of the workpiece size d sph, the diameters of the internal working surfaces of bushings determined from the following expressions:

dвыст=dзаг-2·0,8·t; dвп=dзаг; dсф=dзаг-2·t,d protr = d zag -2 · 0.8 · t; d VP = d zag ; d sf = d zag -2 · t,

где dзаг - наружный диаметр сферической поверхности заготовки, мм; dвыст - внутренний диаметр втулок по выступам шлиц, мм; dвп - внутренний диаметр втулок по впадинам шлиц, мм; t - натяг, мм; dсф - наружный диаметр сферической поверхности после обработки, мм.where d zag is the outer diameter of the spherical surface of the workpiece, mm; d lug - the inner diameter of the bushings on the protrusions of the slots, mm d VP - the inner diameter of the bushings along the slots of the slots, mm; t is the interference, mm; d SF - the outer diameter of the spherical surface after processing, mm

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.

На флг.1 представлена схема поверхностного пластического деформирования (ППД) сферической поверхности шарового автомобильного пальца, где показано окончательное положение заготовки перед выходом из зоны контакта с инструментом; на фиг.2 - вид сверху А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - схема разделенного пластического деформирования тремя втулками.Figure 1 shows a diagram of the surface plastic deformation (PPD) of the spherical surface of a spherical automobile finger, which shows the final position of the workpiece before leaving the tool contact zone; figure 2 is a top view of a in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 is a cross-section bb in figure 1; figure 5 is a cross section GG in figure 1; Fig.6 is a diagram of a divided plastic deformation of three bushings.

Предлагаемый способ служит для ППД и упрочнения металлических сферических поверхностей, например, в шаровых автомобильных пальцах 1 и др. деталей из сталей и сплавов. Способ реализуется с помощью приспособления 2 для установки, базирования и закрепления заготовки с возможностью вращения ее относительно продольной оси и деформирующего инструмента 3.The proposed method is used for PPD and hardening of metal spherical surfaces, for example, in spherical automobile fingers 1 and other parts of steel and alloys. The method is implemented using the device 2 for installing, basing and securing the workpiece with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis and the deforming tool 3.

Деформирующий инструмент 3 представляет собой набор втулок, запрессованных в патроне 4, установленным, например, на вертикально-протяжном станке (не показан).The deforming tool 3 is a set of bushings pressed into the cartridge 4 mounted, for example, on a vertical broaching machine (not shown).

Патрон 4 с деформирующим инструментом 3, состоящим из нескольких рабочих втулок 5, 6 и 7, совершает движение подачи Sпр в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки 1, при этом заготовка совершает вращательное движение Vз относительно своей продольной оси.The cartridge 4 with a deforming tool 3, consisting of several working sleeves 5, 6 and 7, makes a feed movement S CR in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece 1, while the workpiece makes a rotational movement V s relative to its longitudinal axis.

Деформирующие втулки 5, 6, 7 в количестве не менее трех имеют продольный паз для свободного прохождения шейки 8 заготовки, сопрягаемой со сферической поверхностью 1. Внутренняя поверхность отверстий втулок 5, 6, 7 является рабочей и имеет форму в зависимости от назначения:Deforming sleeves 5, 6, 7 in an amount of at least three have a longitudinal groove for free passage of the neck 8 of the workpiece, mating with a spherical surface 1. The inner surface of the holes of the sleeves 5, 6, 7 is working and has a shape depending on the purpose:

- первая контактирующая с заготовкой втулка 7 (или несколько втулок) служит для предварительного ППД и имеет шлицевую поверхность с размерами dвыст - внутренний диаметр шлицевых втулок по выступам шлиц и dвп - внутренний диаметр шлицевых втулок по впадинам шлиц;- the first contact with the workpiece sleeve 7 (or more sleeves) is used to pre-FPD and has a splined surface with dimensions d Venue - internal diameter splined sleeves and the slot on the ledges d sn - inner diameter of spline bushings depressions slot;

- средняя контактирующая с заготовкой втулка 6 (или несколько втулок) служит также для предварительного ППД и имеет шлицевую поверхность с теми же размерами dвыст и dвп, но смещенную в окружном направлении относительно первой втулки на один шлиц;- the middle sleeve 6 in contact with the workpiece (or several bushings) also serves as a preliminary PPD and has a spline surface with the same dimensions d protrusion and d vp , but shifted in the circumferential direction relative to the first sleeve by one slot;

- последняя втулка 5, которой заканчивается обработка заготовки 1, служит для окончательного ППД и имеет гладкую цилиндрическую поверхность, которая калибрует сферическую поверхность заготовки в размер dсф.- the last sleeve 5, which ends the processing of the workpiece 1, serves for the final PPD and has a smooth cylindrical surface that calibrates the spherical surface of the workpiece in size d sf .

Внутренние диаметры шлицевых отверстий втулок определяются по формуламThe internal diameters of the spline holes of the bushings are determined by the formulas

dвп=dзаг; dвыст=dзаг-2·0,8·t; dсф=dзаг-2·t,d VP = d zag ; d protr = d zag -2 · 0.8 · t; d sf = d zag -2 · t,

где dзаг - наружный диаметр сферической поверхности заготовки, мм;where d zag is the outer diameter of the spherical surface of the workpiece, mm;

dвыст - внутренний диаметр шлицевых втулок по выступам шлиц, мм;d lug - the inner diameter of the spline bushings on the protrusions of the slots, mm;

dвп - внутренний диаметр шлицевых втулок по впадинам шлиц, мм;d VP - the inner diameter of the spline bushings along the slots of the slots, mm;

t - натяг, мм;t is the interference, mm;

dсф - окончательный наружный диаметр сферической поверхности после обработки, мм.d SF - the final outer diameter of the spherical surface after processing, mm

Ширина шлиц на втулках 6 и 7 несколько больше ширины впадин и принимается равной bш=1,1·bвп.The width of the slots on the bushings 6 and 7 is slightly larger than the width of the depressions and is taken equal to b W = 1,1 · b VP .

Втулки 5, 6, 7 последовательно заделаны в патроне 4, гарантированы от проворота прессовой посадкой и постановкой шпонок 9. Снизу (согласно фиг.1) патрон 4 закрыт крышкой 10.The bushings 5, 6, 7 are sequentially sealed in the cartridge 4, guaranteed against turning by press fit and setting the keys 9. From below (according to FIG. 1), the cartridge 4 is closed by a cover 10.

Основным технологическим параметром процесса ППД является натяг t, который обеспечивается разделенной схемой пластического деформирования между, например, тремя деформирующими втулками 5, 6, 7.The main technological parameter of the PPD process is an interference fit t, which is provided by a divided plastic deformation scheme between, for example, three deforming bushings 5, 6, 7.

При прохождении втулки 7 сверху вниз (согласно фиг.1) и вращении заготовки вокруг собственной продольной оси образуются следы вдавливания шлиц (поз.t7, фиг.6) по площади, несколько больше половины всей поверхности сферы. Оставшуюся часть сферы обрабатывают шлицы следующей втулки 6 (поз.t6, фиг.6).When passing the sleeve 7 from top to bottom (according to FIG. 1) and rotating the workpiece around its own longitudinal axis, traces of indenting the slots (pos. 7 , Fig. 6) are formed over an area slightly more than half the entire surface of the sphere. The remaining part of the sphere is treated with slots of the next sleeve 6 (pos. T 6 , Fig.6).

Таким образом, предварительное ППД всей сферической поверхности производится последовательно двумя втулками. При больших диаметрах сферы процесс предварительного ППД всей сферической поверхности может быть произведен последовательно несколькими втулками. Однако на поверхности сферы остаются следы поочередной обработки несколькими втулками. Поэтому предусмотрена втулка 5 для окончательного ППД (поз.t5, фиг.6), которая выполнена с гладкой внутренней рабочей поверхностью, имеющей чистовой, окончательный размер dсф.Thus, the preliminary PPD of the entire spherical surface is made sequentially by two bushings. With large diameters of the sphere, the preliminary PPD process of the entire spherical surface can be performed sequentially by several bushings. However, traces of successive processing by several bushings remain on the surface of the sphere. Therefore, a sleeve 5 is provided for the final PPD (pos. 5 , Fig. 6), which is made with a smooth inner working surface having a final, final size d sf .

Внутренняя поверхность втулок имеет прямые шлицы, как наиболее технологичные при изготовлении, например, протягиванием или долблением, однако шлицы могут быть выполнены и винтовыми.The inner surface of the bushings has straight slots, as the most technologically advanced in the manufacture, for example, by pulling or chiseling, however, the slots can be made with screw.

Разделенная схема пластического деформирования позволяет снизить силы при ППД и действия их на механизм поворота заготовки, что увеличивает срок службы инструмента и оборудования в целом и положительно отражается на точности и производительности.The divided scheme of plastic deformation allows us to reduce forces in case of RPM and their effects on the rotation mechanism of the workpiece, which increases the life of the tool and equipment as a whole and positively affects accuracy and productivity.

Для полной обработки сферической поверхности заготовка в момент перемещения вдоль втулки поворачивается с перебегом на 1,15...1,25 оборота относительно собственной оси. Таким образом, при перемещении патрона на всю суммарную длину всех втулок заготовка поворачивается на 3,5...4 оборота.For complete processing of the spherical surface, the workpiece at the moment of movement along the sleeve rotates with an overturn by 1.15 ... 1.25 turns relative to its own axis. Thus, when moving the cartridge over the entire total length of all bushings, the workpiece rotates by 3.5 ... 4 turns.

При обработке с натягом t до 0,5 мм уменьшаются отклонения формы в поперечном сечении (отклонение от круглости) и 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 of t up to 0.5 mm, shape deviations in the cross section (deviation from roundness) are reduced, size accuracy is increased by 30 ... 35%, and surface roughness parameters 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 ее разрушение.The total interference is limited by the ductility of the workpiece material. Billets made of brittle materials are processed with small tightnesses, since with high tightness it can break.

Обработка втулками обеспечивает оптимальные условия деформирования - инструмент имеет максимальную размерную стойкость.Processing with bushings provides optimal conditions for deformation - the tool has maximum dimensional stability.

Материал втулок твердый сплав ВК8 и другие износостойкие инструментальные материалы.The material of the bushings is VK8 hard alloy and other wear-resistant tool materials.

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.

При обработке по предлагаемому способу обязательно применяют смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС), предотвращающее схватывание втулки с обрабатываемым металлом. Отсутствие СОТС приводит к браку обрабатываемых заготовок и нередко к разрушению инструмента. Для заготовок 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 коррозионно-стойких 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 by the proposed method, a lubricant-cooling technological agent (COTS) is necessarily used, which prevents the sleeve from setting with the metal being treated. The absence of COTS leads to the rejection of workpieces and often to the destruction of the tool. For billets 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 made of high alloy, heat-resistant and corrosion-resistant steels and alloys, the following SOTS should be used: АСМ-1, АСМ-4, АСМ-5, АСМ-6. When machining billets of hardened steels, ASF-3 grease is used.

Шероховатость поверхности, обработанной предлагаемым способом, зависит от исходной шероховатости и материала обрабатываемой заготовки, режима обработки, применяемой СОТС. От скорости обработки (в пределах диапазона применяемых скоростей) шероховатость обработанной поверхности не зависит. 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. При обработке сферы 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.The roughness of the surface treated by the proposed method depends on the initial roughness and the material of the workpiece, the processing mode used by the SOTS. The roughness of the treated surface does not depend on the processing speed (within the range of applied speeds). 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. When processing the sphere after roughing and finishing turning (initial parameter Ra = 6.3 ... 1.6 μm), surfaces with Ra = 0.8 ... 0.1 μm 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 способом будет тем ниже, чем меньше натяг, при котором проводится обработка сферы. Так, при обработке заготовки из стали 45 с исходной шероховатостью Ra=4...8 мкм получили следующую шероховатость при натягах на деформирующем инструменте:The surface roughness after plastic deformation by the proposed method will be the lower, the less the interference at which the processing of the sphere. 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 t, ммPreload t, mm 0,050.05 0,100.10 0,200.20 0,300.30 0,500.50 Параметр Ra, мкмParameter 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. 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...250%.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. The thickness of the texture layer with increased hardness is greater, the greater the tightness 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 ... 250%.

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 scheme is advisable: deformation - cutting - thin deformation.

Пример. Обрабатывали ППД заготовку пальца шарового верхнего 2101-2904187, установленную в специальном электромеханическом приспособлении на вертикально-протяжном станке мод. 7Б65, по предлагаемому способу. Заготовка изготовлена из стали 20Х ГОСТ 1050-74. Обрабатывали сферу диаметром 32,7±0,1; исходный параметр шероховатости Ra=3,2 мкм, достигнутый - Ra=0,63; деформирующим инструментом в виде втулок, изготовленных из твердого сплава ВК8, на следующих режимах: скорость вращения заготовки Vз=5 м/мин (nз=50 мин-1); скорость продольной подачи 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; смазывающе-охлаждающей жидкостью служил сульфофрезол (5%-ная эмульсия).Example. We processed the PPD blank of the ball upper finger 2101-2904187, installed in a special electromechanical device on a vertical-broaching machine mod. 7B65, by the proposed method. The blank is made of steel 20X GOST 1050-74. 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 bushings made of VK8 hard alloy in the following modes: workpiece rotation speed V s = 5 m / min (n s = 50 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; Sulfofresol (5% emulsion) served as the cutting fluid.

Требуемая шероховатость и точность сферической поверхности была достигнута с одного прохода за Тм=0,1 мин (против Тмбаз=2,75 мин по базовому варианту при традиционной обработке обкатыванием шариками на Орловском сталепрокатном заводе ОСПАЗ). 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 (равной 100 штук) бракованных деталей не обнаружено. Отклонение обработанной поверхности от сферичности составило не более 0,02 мм, что допустимо ТУ.The required roughness and accuracy of the spherical surface was achieved with one pass in T m = 0.1 min (against T m bases = 2.75 min according to the basic version in the traditional ball rolling treatment at the Oryol steel mill OSPAZ). 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. In the processed batch (equal to 100 pieces), no defective parts were found. 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 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 running in. The energy intensity of the process decreased by 2.2 times.

Предлагаемый способ повышает производительность, качество и точность обработки сферической поверхности заготовки, а также расширяет технологические возможности ППД благодаря использованию оригинальной конструкции деформирующего инструмента и позволяет управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом обрабатываемой сферической поверхности.The proposed method improves the productivity, quality and accuracy of processing the spherical surface of the workpiece, and also expands the technological capabilities of PPD through the use of the original design of the deforming tool and allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the microrelief of the processed spherical surface.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2031770, МКП6 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. №9.1. RF patent 2031770, MKP 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.

2. 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.14б.2. 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.14b.

Claims (1)

Способ обработки поверхностным пластическим деформированием заготовок, имеющих сферическую поверхность и сопряженную с ней шейку, включающий воздействие деформирующим инструментом на вращающуюся относительно ее продольной оси заготовку для осуществления обработки с натягом, отличающийся тем, что используют деформирующий инструмент в виде запрессованных в патроне по меньшей мере трех втулок с внутренней рабочей поверхностью: по меньшей мере одной первой втулки, по меньшей мере одной средней втулки и последней втулки и сообщают патрону движение подачи в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки, при этом указанные втулки имеют продольный паз для свободного прохождения шейки заготовки, внутренняя рабочая поверхность первой и средней втулок выполнена в виде шлицевой поверхности с размерами dвыст и dвп, шлицевая поверхность средней втулки смещена в окружном направлении на один шлиц относительно шлицевой поверхности первой втулки, внутренняя рабочая поверхность последней втулки выполнена с гладкой цилиндрической поверхностью, которой осуществляют калибровку сферической поверхности заготовки в размер dсф, диаметры внутренних рабочих поверхностей втулок определены из следующих выражений:A method of processing surface plastic deformation of workpieces having a spherical surface and a neck associated with it, comprising exposing the workpiece to a workpiece rotating with respect to its longitudinal axis by a deforming tool to perform an interference fit, characterized in that a deforming tool is used in the form of at least three bushings pressed into the cartridge with an inner working surface: at least one first sleeve, at least one middle sleeve and the last sleeve and inform patr Well feed motion in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, and wherein said sleeve has a longitudinal slot for the free passage of a neck of the preform, the inner working surface of the first and secondary sleeves is made as a splined surface with dimensions d Venue and d vp, slotted face of the middle sleeve is biased circumferential direction by one slot relative to the spline surface of the first sleeve, the inner working surface of the last sleeve is made with a smooth cylindrical surface, which carry out the libration of the spherical surface of the workpiece in size d SF , the diameters of the inner working surfaces of the bushings are determined from the following expressions: dвыст=dзаг-2×0,8×t,d protr = d zag -2 × 0.8 × t, dвп=dзаг,d vp = d zag , dсф=dзаг-2×t,d sf = d zag -2 × t, где dзаг - наружный диаметр сферической поверхности заготовки, мм; dвыст - внутренний диаметр втулок по выступам шлиц, мм; dвп - внутренний диаметр втулок по впадинам шлиц, мм; t - натяг, мм; dсф - наружный диаметр сферической поверхности после обработки, мм.where d zag is the outer diameter of the spherical surface of the workpiece, mm; d lug - the inner diameter of the bushings on the protrusions of the slots, mm d VP - the inner diameter of the bushings along the slots of the slots, mm; t is the interference, mm; d SF - the outer diameter of the spherical surface after processing, mm
RU2006140004/02A 2006-11-13 2006-11-13 Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation RU2332293C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006140004/02A RU2332293C1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006140004/02A RU2332293C1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006140004A RU2006140004A (en) 2008-05-20
RU2332293C1 true RU2332293C1 (en) 2008-08-27

Family

ID=39798579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006140004/02A RU2332293C1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2332293C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU177001U1 (en) * 2017-03-22 2018-02-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" DEVICE FOR CREATING PRELIMINARY LOCAL PLASTIC DEFORMATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU177001U1 (en) * 2017-03-22 2018-02-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" DEVICE FOR CREATING PRELIMINARY LOCAL PLASTIC DEFORMATION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006140004A (en) 2008-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4575899B2 (en) Dimple forming burnishing tool and machining method
JP5810376B2 (en) Tool and method for machining a structured sliding surface of a bearing shell
JP2005118986A (en) Forming method of improved rolling contact surface
JP2006349058A (en) Screw groove machining method for ball screw
US6110419A (en) Point contact densification
RU2332293C1 (en) Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation
JP2005106234A (en) Conical roller bearing and method for working conical roller bearing
JP2009197899A (en) Double-row angular bearing
JP2009024708A (en) Method of manufacturing rolling bearing ring
US20090046968A1 (en) Method of Manufacturing Split Bearing Races
RU2332294C1 (en) Device for surface plastic deformation processing of spherical surfaces
RU2317885C1 (en) Arrangement for surface plastic deformation of the spherical surfaces of ball pins
RU2325261C2 (en) Combined method for grinding and surface plastic deformation
RU2317887C1 (en) Mode of processing on machines of spherical surfaces of ball pins by surface plastic deformation
RU2319595C1 (en) Combination apparatus for grinding and surface plastic deforming
RU2329132C1 (en) Method of static-pulse processing of spherical surfaces of ball studs
RU2329134C1 (en) Method of static-pulse processing of spherical surfaces of ball studs
RU2629417C1 (en) Deforming tool of rotational drawing of axial-symmetric shells of high-carbon and alloyed steels
RU2438852C2 (en) Sun-and-planet oscillation bore reamer
RU2615959C1 (en) Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method
RU152121U1 (en) PRESSURE ROLLER
JP7331138B2 (en) Method for machining bearing rings and manufacturing antifriction bearings
RU2317886C1 (en) Mode of static-impulse processing of shaped surfaces with surface plastic deformation
RU2796957C1 (en) Method for the manufacture of shaped sheaths
RU2319594C1 (en) Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces

Legal Events

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

Effective date: 20081114