RU2347664C1 - Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation - Google Patents
Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347664C1 RU2347664C1 RU2007128542/02A RU2007128542A RU2347664C1 RU 2347664 C1 RU2347664 C1 RU 2347664C1 RU 2007128542/02 A RU2007128542/02 A RU 2007128542/02A RU 2007128542 A RU2007128542 A RU 2007128542A RU 2347664 C1 RU2347664 C1 RU 2347664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disks
- levers
- balls
- workpiece
- static
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД) нежестких валов с цилиндрическими поверхностями, соосных оси и со смещенной осью (эксцентриков).The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the processing of surface plastic deformation (PPD) of non-rigid shafts with cylindrical surfaces, coaxial to the axis and with an offset axis (eccentrics).
Известен способ обкатывания наружных цилиндрических поверхностей двухрядным инструментом, у которого первый ряд деформирующих элементов - ролики, установлен на упругую оправку, а второй ряд роликов смонтирован на жесткой оправке, при этом сепаратор с роликами перемещается при работе по оси импульсами [1].There is a method of rolling in outer cylindrical surfaces with a two-row tool, in which the first row of deforming elements — rollers, is mounted on an elastic mandrel, and the second row of rollers is mounted on a rigid mandrel, while the separator with rollers moves during operation along the axis by pulses [1].
Недостатком известного способа, реализуемого двухрядным инструментом, является ограниченность применения, узкая специализация и низкая производительность, при этом для получения высокого качества необходимо создание больших рабочих усилий, а это требует использования роликов с большим радиусом профиля, что отрицательно влияет на массогабаритные параметры и не всегда осуществимо, кроме того, способ отличается недостаточной эффективностью при обработке: низким КПД, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя, недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности и невозможностью регулирования статических и импульсных нагрузок.The disadvantage of this method, implemented by a two-row tool, is the limited application, narrow specialization and low productivity, while to obtain high quality it is necessary to create large working forces, and this requires the use of rollers with a large profile radius, which negatively affects the overall dimensions and is not always feasible , in addition, the method is not sufficiently effective during processing: low efficiency, not sufficiently large depth of the hardened layer, not high enough th power hardening treatment surface and the impossibility of regulating the static and impulsive loadings.
Известно устройство для обкатывания нежестких валов, содержащее корпус, с помощью которого устройство крепят на суппорте станка, и державку с деформирующими элементами, шарнирно соединенную с корпусом, причем оно снабжено двумя дисками с центральными отверстиями, один из которых жестко соединен с корпусом, а другой диск жестко крепится к торцу первого диска с помощью распорных втулок и винтов, причем между дисками свободно установлена с помощью трех растяжек в виде пружин растяжения державка, несущая деформирующие элементы, с кольцами, которые вставлены в торцовые пазы державки и ограничивают в осевом направлении деформирующие элементы, свободно расположенные в желобе отверстия державки, при этом для предотвращения вращения державки она снабжена рукояткой, расположенной на периферии, которая опирается на ролик с осью, закрепленной между дисками, кроме того, упомянутые растяжки - пружины, закреплены на распорных втулках [2].A device for rolling in non-rigid shafts is known, comprising a housing by means of which the device is mounted on a machine support and a holder with deforming elements pivotally connected to the housing, and it is provided with two disks with central holes, one of which is rigidly connected to the housing and the other disk rigidly attached to the end face of the first disk using spacer sleeves and screws, and between the disks is freely installed using three extensions in the form of tension springs holder, carrying deforming elements, with rings, which are inserted into the end grooves of the holder and axially limit the deforming elements freely located in the groove of the holder’s opening, while to prevent rotation of the holder, it is equipped with a handle located on the periphery, which rests on a roller with an axis fixed between the disks, in addition, the aforementioned stretch marks - springs, mounted on spacer sleeves [2].
Известное устройство отличается ограниченными технологическими возможностями управления в создании гетерогенных упрочненных слоев, регулярного микрорельефа обрабатываемой поверхности и невозможности регулирования усилия обкатывания, предопределяющего глубину упрочненного слоя и степень упрочнения.The known device is characterized by limited technological control capabilities in creating heterogeneous hardened layers, regular microrelief of the treated surface and the inability to control the rolling force, which determines the depth of the hardened layer and the degree of hardening.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей оснастки путем обеспечения обработки обкатыванием нежестких валов с цилиндрическими поверхностями, соосных оси и со смещенной осью (эксцентриков), а также снижение себестоимости, повышение производительности и улучшение качества изготовления, благодаря использованию предлагаемого устройства, позволяющего осуществить статико-импульсное обкатывание многоэлементным деформирующим инструментом на том же станке, на котором производилась предварительная черновая обработка поверхности заготовки.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the tool by providing processing by rolling in non-rigid shafts with cylindrical surfaces, coaxial to the axis and with a displaced axis (eccentrics), as well as reducing costs, increasing productivity and improving the quality of manufacturing, thanks to the use of the proposed device, which allows for static-pulse rolling multi-element deforming tool on the same machine on which the preliminary roughing was performed workpiece surface work.
Поставленная задача решается путем использования предлагаемого способа статико-импульсного обкатывания валов, включающего сообщение вращательного движения заготовке и движения подачи вдоль обрабатываемой заготовки устройству, состоящему из двух дисков с центральными отверстиями, один из которых имеет Г-образную державку, с помощью которой устройство крепят на суппорте станка, а другой диск жестко крепится к торцу первого диска с помощью распорных втулок и винтов, и деформирующих элементов, подвижно установленных между дисками, при этом деформирующие элементы подвергаются воздействию статической и импульсной нагрузки и установлены в два ряда двух разновидностей в виде шариков и витков стальной винтовой цилиндрической пружины из проволоки круглого сечения, которые последовательно установлены на двух охватывающих обрабатываемую заготовку рычагах, в которых выполнены соответственно дорожки, где расположены шарики, и круговые пазы, где расположены полукольца пружины, и закреплены с помощью крышек, при этом рычаги шарнирно с помощью оси, установленной на одном конце рычагов, соединены друг с другом и подвижно установлены горизонтально между дисками один над другим так, что серединой нижний рычаг опирается на наружное кольцо подшипника, установленного между дисками и сидящего на оси, кроме того, на другом свободном конце нижнего рычага закреплены: гидроударник, импульсно воздействующий на свободный конец верхнего рычага, и нагрузочная пружина.The problem is solved by using the proposed method of static-pulse rolling of the shafts, including the message of the rotational movement of the workpiece and the feed movement along the workpiece to a device consisting of two disks with central holes, one of which has an L-shaped holder, with which the device is mounted on a support machine, and the other disk is rigidly attached to the end face of the first disk using spacer sleeves and screws, and deforming elements movably mounted between the disks when The deforming elements are subjected to static and pulsed loads and are installed in two rows of two varieties in the form of balls and turns of a steel coil spring from round wire, which are sequentially mounted on two levers enclosing the workpiece, in which respectively the tracks where the balls are located are made and circular grooves, where the half rings of the spring are located, and are fixed with the help of covers, while the levers are pivotally with the help of an axis mounted at one end levers are connected to each other and movably mounted horizontally between the disks one above the other so that the middle of the lower lever rests on the outer ring of the bearing mounted between the disks and sitting on the axis, in addition, on the other free end of the lower lever are fixed: a hammer, impulsing on the free end of the upper arm, and the load spring.
Сущность способа поясняется чертежами.The essence of the method is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема обработки и конструкция устройства для реализации предлагаемого способа комбинированного статико-импульсного обкатывания нежестких валов на токарном станке, продольный разрез по А-А на фиг.2; на фиг.2 - вид сверху по Д на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид справа по В на фиг.1; на фиг.5 - поперечный разрез по Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - разрез Е-Е на фиг.3; на фиг.7 - разрез Ж - Ж на фиг.3; на фиг.8 - элемент И на фиг.3.Figure 1 presents the processing diagram and the design of the device for implementing the proposed method of combined static-pulse rolling of non-rigid shafts on a lathe, a longitudinal section along aa in figure 2; figure 2 is a top view along D in figure 1; figure 3 is a section along BB in figure 1; figure 4 is a right side view in figure 1; figure 5 is a cross section along G-G in figure 1; in Fig.6 is a section EE in Fig.3; in Fig.7 - section F - G in Fig.3; on Fig - element And in figure 3.
Предлагаемый способ предназначен для комбинированной статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких валов, имеющих цилиндрические поверхности, соосных оси и со смещенной осью (эксцентриков).The proposed method is intended for combined static-pulse treatment by surface plastic deformation of non-rigid shafts having cylindrical surfaces, coaxial to the axis and with an offset axis (eccentrics).
При обработке по предлагаемому способу заготовке вала сообщают вращательное движение VЗ, а устройству с деформирующими элементами -продольную подачу SПР.When processing according to the proposed method, the rotary motion V З is reported to the shaft blank, and the longitudinal feed S PR is supplied to the device with deforming elements.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из двух дисков 1 и 2 с центральными отверстиями, один из которых, поз.1, имеет Г-образную державку 3, с помощью которой устройство крепят на суппорте токарного станка (не показан).A device that implements the proposed method consists of two
Другой диск 2 жестко крепится к торцу первого диска 1 с помощью распорных втулок 4 и винтов 5.Another
Деформирующие элементы выполнены двух разновидностей в виде шариков 6 и витков 7 стальной винтовой цилиндрической пружины из проволоки круглого сечения. Наборы деформирующих элементов в виде шариков 6 и витков 7 полуколец пружины последовательно установлены на двух охватывающих обрабатываемую заготовку рычагах 8 и 9. Один конец рычагов 8 и 9 выполнен полукруглой формы, а второй - прямолинейный. В полукруглой части рычагов 8 и 9, которая охватывает обрабатываемую заготовку, выполнены: соответственно, дорожки, где расположены шарики 6, и круговые пазы, где расположены витки 7 полукольца пружины. Деформирующие элементы в виде шариков 6 могут быть установлены в сепараторе (не показан), так и без него, например, с опорой элементов на вставки 10 из фторопласта и удерживаются от выпадения крышкой 11, закрепленной на торце рычага 8 винтами 12. Деформирующие элементы в виде витков 7 пружины, свернутой в полукольцо, установлены в круговой паз, расположенный в полукруглой части рычага 8, и удерживаются крышкой 13, закрепленной на другом торце рычага винтами 14, при этом индивидуально каждый виток пружины уложен и закреплен в пазу, выполненном в круговом пазу рычага под острым углом к продольной оси обрабатываемой заготовки, равным углу наклона витков пружины, форма и размеры которых являются ответными виткам пружины, а глубина - не менее диаметра проволоки пружины. Закрепление витков осуществлено известными способами, например чеканкой (см. фиг.6), пайкой, сваркой, механически - с помощью планок и болтов и т.п. Закрепление деформирующих элементов на рычаге 9 аналогично креплению их на рычаге 8.The deforming elements are made of two varieties in the form of
Использование витков 7 пружины в качестве деформирующих элементов позволяет каждому элементу постоянно находиться в контакте с обрабатываемой поверхностью и иметь стабильную распределенную нагрузку на каждый из витков, независимо от их местоположения на обрабатываемой поверхности.The use of spring turns 7 as deforming elements allows each element to be constantly in contact with the surface to be treated and to have a stable distributed load on each of the turns, regardless of their location on the surface to be treated.
Таким образом, две пружины с деформирующими витками 7, закрепленные в рычагах 8 и 9, охватывают обкатываемую поверхность в поперечном сечении, равномерно располагаясь друг относительно друга. При таком расположении, с условием возможности независимого планетарного движения рычагов относительно дисков, витки хорошо отслеживают обкатываемую поверхность.Thus, two springs with deforming
Рычаги 8 и 9 своими концами шарнирно соединены друг с другом осью 15 и подвижно установлены горизонтально один над другим между дисками 1 и 2, при этом своей серединой нижний рычаг 9 опирается на опору в виде одного или двух подшипников 16, установленных между дисками и смонтированных на оси 17. Эта опора служит для восприятия нагрузки крутящего момента и уменьшения силы трения при перемещении рычагов в их планетарном движении между дисками в момент обкатки поверхностей заготовки, имеющей эксцентриситет.The
На свободном конце нижнего рычага 9 закреплен гидроударник 18, импульсно воздействующий на свободный конец верхнего рычага 8, и нагрузочная пружина 19. Гидроударник 18 закреплен на площадке 20, которая смонтирована на стойках 21 и 22 на свободном конце нижнего рычага 9. Выходной вал 23 гидроударника 18 осуществляет импульсную нагрузку на наковальню 24, которая установлена на свободном конце верхнего рычага 8. Выходной вал 23 гидроударника 18 смонтирован и расположен в пружине сжатия 19, которая постоянно воздействует на верхний рычаг 8, упираясь в площадку 20.A
По предлагаемому способу имеется возможность обкатывать различные поверхности в двух режимах: в режиме постоянного статического нагружения деформирующих элементов за счет пружины 19, когда не работает гидроударник 18, и в режиме статико-импульсного обкатывания.According to the proposed method, it is possible to run various surfaces in two modes: in the mode of constant static loading of the deforming elements due to the
Режим ударного статико-импульсного обкатывания расширяет технологические возможности приспособления и дает возможность оптимального подбора параметров упрочняющей обработки поверхности.The mode of shock static-pulse rolling expands the technological capabilities of the device and makes it possible to optimally select the parameters of hardening surface treatment.
Для изменения величины сжатия пружины и соответственно изменения давления на витках в режиме статического обкатывания достаточно изменить расстояние lП или поставить другую пружину с необходимой жесткостью.To change the compression value of the spring and, accordingly, change the pressure on the turns in the static rolling mode, it is enough to change the distance l P or put another spring with the necessary stiffness.
Использование рычагов 8 и 9 в качестве элементов, передающих усилия РСТ нагрузочной пружины 19 и РИМ гидроударника 18 деформирующим шарикам и виткам для воздействия на обрабатываемую поверхность, позволяет увеличить эти усилия в l2/l1 раз, где l1 и l2 - соответственно расстояния между осью 15 и продольной осью обрабатываемой заготовки и между осью 15 и осью выходного вала гидроударника.The use of
Для установки и снятия нагрузки на обрабатываемую заготовку, что необходимо при ее смене, служит кулачок 25, шарнирно установленный в дисках 1 и 2 и имеющий рукоятку 26. Кулачок 25 при повороте рукоятки 26 на 90° относительно положения, показанного на фиг.1, раздвигает рычаги 8 и 9 и прерывает контакт деформирующих элементов с заготовкой, освобождая последнюю от действия нагрузки.To install and remove the load on the workpiece, which is necessary when changing it, serves as a
Работа по предлагаемому способу осуществляется в следующей последовательности. Так как способ предназначен для финишной обработки поверхностным пластическим деформированием - обкатыванием деталей типа валов, для этого устройство, реализующее предлагаемый способ, устанавливают, например, в резцедержателе токарного станка и пропускают через центральное отверстие дисков специальный удлиненный вращающийся центр задней бабки (не показан). Заготовку 27 вала закрепляют в патроне шпинделя передней бабки и поджимают удлиненным центром задней бабки. Заготовке обрабатываемого вала сообщают вращательное движение VЗ. Скорость вращения заготовки задают в зависимости от требуемой производительности, конструктивных особенностей заготовки, оборудования. Обычно скорость составляет 3…8 м/мин.Work on the proposed method is carried out in the following sequence. Since the method is intended for finishing by surface plastic deformation — rolling in parts such as shafts, for this, a device that implements the proposed method is installed, for example, in the tool holder of a lathe and a special elongated rotating center of the tailstock (not shown) is passed through the central hole of the disks. The
Устройству сообщают продольную подачу SПР в одну сторону, которую определяют по формуле:The device informs the longitudinal feed S PR in one direction, which is determined by the formula:
SПР=kS1,S PR = kS 1 ,
где k - число деформирующих элементов - шариков;where k is the number of deforming elements - balls;
S1 - оптимальная подача на один деформирующий элемент, принимается не более - 0,01…0,08 мм/об.S 1 - the optimal feed to one deforming element is taken no more than 0.01 ... 0.08 mm / rev.
В процессе обработки рычаги направляются по поверхности вала деформирующими шариками, обеспечивая постоянный гарантированный контакт их с поверхностью детали, а деформирующие витки самоустанавливаются, прогибаются и принимают форму эллипсов. При этом рычаги совершают планетарное движение, опираясь одним концом на неподвижную опору - подшипники, если обрабатывается эксцентричная поверхность вала.In the process of processing, the levers are guided along the shaft surface by deforming balls, ensuring their constant guaranteed contact with the surface of the part, and the deforming turns self-install, bend and take the form of ellipses. In this case, the levers perform a planetary motion, resting on one end on a fixed support - bearings, if the eccentric shaft surface is machined.
Возникающие в процессе обработки осевые силы воспринимаются через рычаги дисками.The axial forces arising during processing are perceived through the levers by disks.
Сущность процесса заключается в том, что деформирующие элементы - шарики, расположены по внутреннему диаметру DШ, который меньше, чем диаметр обрабатываемой заготовки DЗ, определяемому по формуле:The essence of the process lies in the fact that the deforming elements - balls, are located along the inner diameter D W , which is smaller than the diameter of the workpiece D Z , determined by the formula:
DШ=DЗ-2hШ,D W = D W -2h W ,
где hШ - натяг деформирующих элементов - шариков, равный 0,01…0,5 мм, а деформирующие элементы - витки, в свободном состоянии устанавливаются по внутреннему диаметру DПР, который значительно меньше, чем диаметр обрабатываемой заготовки DЗ и DШ, определяемому по формуле:where h W - the tightness of the deforming elements - balls, equal to 0.01 ... 0.5 mm, and the deforming elements - coils, in the free state are installed on the inner diameter D PR , which is much smaller than the diameter of the workpiece D Z and D W , determined by the formula:
DПР=DЗ-2hПР,D PR = D W -2h PR ,
где hПР - натяг деформирующих элементов - витков пружины, равный 0,1…1,0 мм.where h PR - tightness of deforming elements - coils of the spring, equal to 0.1 ... 1.0 mm
Предлагаемый способ, осуществляемый с помощью данного устройства с двухрядным комбинированным обкатывающим инструментом, позволяет обрабатывать поверхности за два перехода: предварительный и чистовой. За счет этого достигается более высокое качество обработки. Кроме того, первый ряд деформирующих элементов - шариков, жестко смонтированный, позволяет повысить точность обработки. Назначение упругих деформирующих элементов - витков пружины - создать постоянные условия деформирования микронеровностей.The proposed method, carried out using this device with a two-row combined rolling tool, allows you to process the surface in two transitions: preliminary and finishing. Due to this, a higher quality of processing is achieved. In addition, the first row of deforming elements - balls, rigidly mounted, allows to increase the accuracy of processing. The purpose of the elastic deforming elements - the coil of the spring - to create constant conditions for the deformation of microroughnesses.
Благодаря натягу часть витка, контактирующего с заготовкой, смещается в радиальном направлении и виток из цилиндрического превращается в эллипс, т.е. деформирующие элементы - витки, самоустанавливаются («плавают») в радиальном направлении.Due to the interference, the part of the coil in contact with the workpiece is shifted in the radial direction and the coil turns from a cylindrical to an ellipse, i.e. deforming elements - coils, self-install ("float") in the radial direction.
Деформирующие шарики и витки под действием статической нагрузки производят выглаживающее действие, а под действием мгновенной импульсной нагрузки пластически деформируют обрабатываемую поверхность.Deforming balls and coils under the influence of a static load produce a smoothing effect, and under the action of an instantaneous impulse load they plastically deform the surface to be treated.
В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя параметр шероховатости поверхности повышается до Ra=0,1…0,4 мкм при исходном значении Ra=0,8…3,2 мкм. Твердость поверхности увеличивается на 30…80% при глубине наклепанного слоя 0,3…3 мм. Остаточные напряжения сжатия достигают на поверхности 350…750 Мпа.As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer, the surface roughness parameter increases to Ra = 0.1 ... 0.4 μm with the initial value Ra = 0.8 ... 3.2 μm. The surface hardness increases by 30 ... 80% with a riveted layer depth of 0.3 ... 3 mm. The residual compressive stresses reach 350 ... 750 MPa on the surface.
Предварительная обработка заготовки: шлифование до значения параметра шероховатости Ra=0,4…1,6 мкм, а также чистовое точение поверхностей с шероховатостью Ra=3,2 мкм.Pre-treatment of the workpiece: grinding to a roughness parameter value Ra = 0.4 ... 1.6 μm, as well as finishing turning of surfaces with a roughness Ra = 3.2 μm.
Достоинствами предлагаемого способа являются: уменьшение погрешности предшествующей обработки; многоэлементность устройства позволяет осуществить многопроходность обработки, за счет чего достигается более высокое качество обработки; позволяет разгрузить узлы станка от одностороннего приложения усилия и обрабатывать нежесткие валы; образование определенной макро- и микрогеометрической формы обработанной поверхности, уменьшение параметра шероховатости - сглаживание поверхности, изменение структуры материала за счет поверхностного наклепа и создание определенного напряженного состояния - все это благоприятно действует на износостойкость.The advantages of the proposed method are: reducing the error of the previous processing; multi-element device allows for multi-pass processing, due to which a higher quality of processing is achieved; allows you to unload the machine components from unilateral application of force and handle non-rigid shafts; the formation of a certain macro- and microgeometric shape of the treated surface, a decrease in the roughness parameter — smoothing of the surface, a change in the structure of the material due to surface hardening, and the creation of a certain stress state — all this favorably affects the wear resistance.
Периодическую импульсную нагрузку Рим осуществляют с помощью гидроударника 18, выходной вал 23 которого воздействует на верхний рычаг 8 и далее на деформирующие шарики 6 и витки пружины 7. Проходящий импульс формирует динамическую составляющую силы деформации, которая интенсифицирует процесс поверхностного пластического деформирования и упрочняет поверхностный слой обрабатываемой поверхности. Возможность рационального использования энергии ударных волн определяется размерами инструмента.A periodic impulse load P is carried out using a
Пример. Для оценки параметров качества поверхностного слоя, упрочненного по предлагаемому способу, проведены экспериментальные исследования обработки вала, который имел следующие размеры: общая длина - 1290 мм, длина обрабатываемой части - 1230 мм, диаметр поперечного сечения вала - ⌀27-0,05 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,9 кг.Example. To assess the quality parameters of the surface layer hardened by the proposed method, experimental studies of the shaft processing were carried out, which had the following dimensions: total length - 1290 mm, length of the machined part - 1230 mm, shaft cross-section diameter - ⌀27 -0.05 mm, roughness R a = 0.4 μm; material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.9 kg.
Обработка проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К20 с использованием устройства с гидроударником мод. ДОН УПИ совм. с Кар ПТИ с энергией ударов А=250 Дж, максимальной частотой f=960 мин-1 и КПД=0,47. Значения технологических факторов (частоты ударов, диаметр шариков, пружины и проволоки, из которой навиты деформирующие витки инструмента, величина продольной 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.Processing was carried out on a mod screw-cutting machine. 16K20 using a device with a hydraulic hammer mod. DON UPI with Kar PTI with impact energy A = 250 J, maximum frequency f = 960 min -1 and efficiency = 0.47. The values of technological factors (frequency of impacts, diameter of balls, springs and wire from which the deforming tool coils are wound, longitudinal feed size) were chosen in such a way as to provide a 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 и ударно-импульсной нагрузки составляла Рст≥25…40 кН; Рим=255…400 кН. Глубина упрочненного статико-импульсной обработкой слоя в 3…4 раза выше, чем при традиционном упрочнении.The value of the force of static preloading of the tool to the work surface and impact-pulse load 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.
Упрочненный слой при традиционной статической обработке формируется в условиях длительного действия больших статических усилий [3-5].The hardened layer during traditional static processing is formed under long-term action of large static forces [3-5].
По предлагаемому способу 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 обработки значительно меньше.According to the proposed method, 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. Сравнение глубины напряженного и упрочненного слоя, градиента напряжений и градиента наклепа показывает, что глубина напряженного слоя в 1,3…1,5 раза больше, чем глубина наклепанного слоя, что согласуется с теорией поверхностного пластического деформирования.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 interfaced parts of mechanisms and machines. 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 1.3 ... 1.5 times greater than the depth of the riveted layer, which is consistent with the theory of surface plastic deformation.
Достигаемая в процессе обработки по предлагаемому способу предельная величина шероховатости составляет Ra=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 4 раза.The maximum roughness value achieved during processing by the proposed method is R a = 0.08 μm; a possible initial roughness decrease by 4 times is possible.
Импульсные нагрузки, создаваемые устройством, реализующим предлагаемый способ, благоприятно сказываются на условиях работы инструмента. Наложение импульсной нагрузки приводит к более равномерному распределению ее 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 нагрузки деформирующая поверхность инструмента периодически «отдыхает», что способствует увеличению ее стойкости. Обработка в условиях импульсных нагрузок резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия смазки вследствие облегчения ее доступа в зону контакта инструмента и заготовки.Impulse loads created by a device that implements the proposed method, favorably affect the working conditions of the tool. The imposition of a pulse load leads to a more uniform distribution 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 applying load fluctuations, the deforming surface of the tool periodically "rests", which helps to increase its resistance. 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.
Предлагаемый способ обкатывания поверхностей вращения отличается простотой в реализации, а устройство - несложное по конструкции и надежное в эксплуатации. Получаемые на поверхности упрочняемой заготовки структуры слоев обладают повышенной твердостью, а соответственно, износостойкостью и сопротивлением усталостному разрушению.The proposed method of rolling in surfaces of revolution is simple to implement, and the device is simple in design and reliable in operation. The layer structures obtained on the surface of the hardened billet have increased hardness and, accordingly, wear resistance and resistance to fatigue failure.
Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность обработки в 1,9…2,5 раза и обеспечить высокую точность.Using the proposed method allows to increase the processing productivity of 1.9 ... 2.5 times and to ensure high accuracy.
Источники информацииInformation sources
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. С.392-393, рис.14.1. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1985. S.392-393, Fig. 14.
2. Патент РФ №2268134, МПК В24В 39/00. Плавающее устройство для обкатывания нежестких винтов. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Самойлов Н.Н., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Фомин Д.С. Заявка 2004128667, 27.09.2004; 20.01.2006. Бюл. №02 - прототип.2. RF patent No. 2268134, IPC V24V 39/00. Floating device for rolling in non-rigid screws. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Samoilov N.N., Afanasyev B.I., Katunin A.A., Fomin D.S. Application 2004128667, 09/27/2004; 01/20/2006. Bull. No. 02 is a prototype.
3. Патент РФ №2268135, МПК В24В 39/00. Способ обкатывания нежестких винтов. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Самойлов Н.Н., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Фомин Д.С.Заявка 2004128668, 27.09.2004; 20.01.2006. Бюл. №02.3. RF patent No. 2268135, IPC V24V 39/00. The method of running in non-rigid screws. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Samoilov N.N., Afanasyev B.I., Katunin A.A., Fomin D.S. Application 2004128668, 09/27/2004; 01/20/2006. Bull. No. 02.
4. Патент РФ №2275288, МПК В24В 39/04. Охватывающий деформирующий инструмент. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Самойлов Н.Н., Афанасьев Б.И., Фомин Д.С. Заявка 2004131325/02, 26.10.2004; 27.04.2006. Бюл. №12.4. RF patent No. 2275288, IPC V24V 39/04. The covering deforming tool. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Samoilov N.N., Afanasyev B.I., Fomin D.S. Application 2004131325/02, 10.26.2004; 04/27/2006. Bull. No. 12.
5. Патент РФ №2275289, МПК В24В 39/04. Способ поверхностного пластического деформирования охватывающими кольцами. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Самойлов Н.Н., Афанасьев Б.И., Фомин Д.С. Заявка 2004131340, 26.10.2004; 27.04.2006. Бюл. №12.5. RF patent No. 2275289, IPC V24V 39/04. Method of surface plastic deformation by female rings. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Samoilov N.N., Afanasyev B.I., Fomin D.S. Application 2004131340, 10.26.2004; 04/27/2006. Bull. No. 12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007128542/02A RU2347664C1 (en) | 2007-07-24 | 2007-07-24 | Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007128542/02A RU2347664C1 (en) | 2007-07-24 | 2007-07-24 | Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347664C1 true RU2347664C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007128542/02A RU2347664C1 (en) | 2007-07-24 | 2007-07-24 | Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347664C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103394979A (en) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 濮阳贝英数控机械设备有限公司 | Small-and-medium-size bearing ring feeding and discharging device and application method thereof |
-
2007
- 2007-07-24 RU RU2007128542/02A patent/RU2347664C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103394979A (en) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 濮阳贝英数控机械设备有限公司 | Small-and-medium-size bearing ring feeding and discharging device and application method thereof |
CN103394979B (en) * | 2013-07-24 | 2015-08-26 | 濮阳贝英数控机械设备有限公司 | Middle-size and small-size bearing ring handling equipment and application process |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2347664C1 (en) | Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation | |
RU2337807C1 (en) | Device for static-pulse rolling of screws | |
RU2347665C1 (en) | Device for combined static-impulse processing by surface plastic deformation | |
RU2347667C1 (en) | Multirow device for static-impulse rolling | |
RU2347666C1 (en) | Method of static-impulse rolling | |
RU2347663C1 (en) | Device for static-pulse rolling of shafts | |
RU2347662C1 (en) | Method for static-impulse processing of shafts | |
RU2355554C1 (en) | Deforming tool for hole pulse strengthening | |
RU2324584C1 (en) | Method of statico-impulse surface plastic deformation | |
RU2337806C1 (en) | Static-pulse method for rolling screws | |
RU2367562C1 (en) | Surface hardening method | |
RU2447983C1 (en) | Method of rolling outer helical surfaces | |
RU2325265C1 (en) | Device for statico-pulse surface plastic deformation | |
RU2317883C1 (en) | Device for strengthening | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
RU2317884C1 (en) | Method of strengthening with spring vibrator | |
RU2286240C1 (en) | Method of surface plastic deformation | |
RU2447964C1 (en) | Device for rolling outer helical surfaces | |
RU2297319C1 (en) | Overrunning tool | |
RU2440232C2 (en) | Method of surface vibrational sizing | |
RU2347661C1 (en) | Device for pulse strengthening of holes | |
RU2297318C1 (en) | Rolling device with the deforming spring | |
RU2361713C1 (en) | Method for finishing-strengthening processing | |
RU2366558C1 (en) | Method of flat surface hardening using rotor-type generator of mechanical pulses | |
RU2287426C1 (en) | Method of static-pulse expanding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090725 |