RU2347666C1 - Method of static-impulse rolling - Google Patents
Method of static-impulse rolling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347666C1 RU2347666C1 RU2007130278/02A RU2007130278A RU2347666C1 RU 2347666 C1 RU2347666 C1 RU 2347666C1 RU 2007130278/02 A RU2007130278/02 A RU 2007130278/02A RU 2007130278 A RU2007130278 A RU 2007130278A RU 2347666 C1 RU2347666 C1 RU 2347666C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- levers
- disks
- workpiece
- disk
- axis
- Prior art date
Links
Images
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 the 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].
Недостатками известного способа, реализуемого двухрядным инструментом, являются 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: низким КПД, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя, недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности и невозможностью регулирования статических и импульсных нагрузок.The disadvantages of this method, implemented by a two-row tool, are the limited use, 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 radius of the profile, which negatively affects the overall dimensions and is not always feasible , in addition, the method is not sufficiently effective: low efficiency, not sufficiently large depth of the hardened layer, not sufficiently high degree of rochneniya treated surface and the impossibility of regulating the static and impulsive loadings.
Известен способ и реализующее его устройство для обкатывания нежестких валов, содержащее корпус, с помощью которого устройство крепят на суппорте токарного 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 known method and a device implementing it for rolling in non-rigid shafts, comprising a housing, with which the device is mounted on a support of a lathe, and a holder with deforming elements, pivotally connected to the housing, and it is equipped with two disks with central holes, one of which is rigidly connected to case, and the other disk is rigidly attached to the end face of the first disk using spacer sleeves and screws, and between the disks is freely mounted using three stretch marks in the form of tension springs holder, carrying forming elements, with rings that are inserted in 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 the holder from rotating, it is equipped with a handle located on the periphery, which rests on a roller with an axis fixed between disks, in addition, the mentioned stretch marks - springs are fixed on spacer sleeves [2].
Известный способ отличается ограниченными технологическими возможностями управления в создании гетерогенных упрочненных слоев, регулярного микрорельефа обрабатываемой поверхности и невозможностью регулирования усилия обкатывания, предопределяющего глубину упрочненного слоя и степень упрочнения.The known method 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 статико-импульсного обкатывания многоэлементным деформирующим инструментом.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 manufacturing quality through the use of static-pulse rolling with a multi-element deforming tool.
Поставленная задача решается предлагаемым способом статико-импульсного обкатывания, включающим 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 применены в виде витков стальных винтовых цилиндрических пружин из проволоки круглого сечения, которые подвижно установлены на двух охватывающих обрабатываемую заготовку рычагах так, что продольные оси пружин и заготовки параллельны, при этом каждая пружина свободно вращается на осях и опирается не менее чем на два нажимных ролика, которые установлены в подшипниках в крышках, закрепленных на торцах выше упомянутых рычагов, причем 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 the proposed method of static-pulse rolling, including a 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 a L-shaped holder, with which the device is mounted on the machine support, and another 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, while the deforming elements applied in the form of coils of steel coil cylindrical springs from round wire, which are movably mounted on two levers covering the workpiece so that the longitudinal axes of the springs and the workpiece are parallel, with each spring freely rotating on the axes and supported by at least two pressure rollers, which are mounted in bearings in caps mounted on the ends of the above-mentioned levers, the levers being pivotally connected to each other by means of an axis mounted at one end of the levers and movably mounted horizontally between the discs, 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, which impulse acts on the free end of the upper lever, 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 многорядного устройства для 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.Figure 1 shows the processing diagram and design of a multi-row device for 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-D in figure 1.
Предлагаемый способ предназначен для статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких валов, имеющих цилиндрические поверхности, соосных оси и со смещенной осью (эксцентриков).The proposed method is intended for 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, реализующему данный способ, с деформирующими элементами - продольную подачу SПР.When processing according to the proposed method, the shaft blank is reported with a rotational motion V З , and for a device that implements this method, with deforming elements, a longitudinal feed S PR .
Устройство 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). Другой диск 2 жестко крепится к торцу первого диска 1 с помощью распорных втулок 4 и винтов 5.The device consists of two
Деформирующие элементы выполнены в виде витков 6 стальной винтовой цилиндрической пружины 7 из проволоки круглого сечения. Деформирующие пружины 7 подвижно установлены на двух охватывающих обрабатываемую заготовку 8 рычагах 9 и 10. Количество деформирующих пружин 7 зависит от размеров обрабатываемой заготовки 8, так как продольные оси пружин и заготовки параллельны. Каждая пружина свободно вращается на осях 11, которые расположены с торцов пружины и установлены в крышках 12, при этом последние закреплены на рычагах 9 и 10. Оси 11 изготовлены, например, из фторопласта, служат для предотвращения выпадания пружин, когда устройство находится не в рабочем состоянии, и позволяют радиально перемещаться деформирующим пружинам.The deforming elements are made in the form of turns 6 of a steel coil spring 7 of round wire. The deforming springs 7 are movably mounted on two
В работе по предлагаемому способу каждая деформирующая пружина 7 опирается не менее чем на два нажимных ролика 13, которые установлены в подшипниках 14 в крышках 12. Оси вращения роликов 13 расположены параллельно оси обрабатываемой заготовки 8. В конструкции устройства, представленной на фиг.1-5, использованы подшипники скольжения в виде втулок из фторопласта, однако в качестве подшипников могут быть использованы биметаллические втулки по ГОСТ 24832-81, втулки из спекаемых материалов по ГОСТ 24833-81, а также подшипники качения.In the work according to the proposed method, each deforming spring 7 is supported by at least two
Рычаги 9 и 10 имеют один конец полукруглой формы, а второй - прямолинейной. На полукруглой части рычагов 9 и 10, которая охватывает обрабатываемую заготовку, с торцов закреплены винтами 15 крышки 12, в которых установлены деформирующие пружины 7 и нажимные ролики 13.The
Использование витков 6 пружины 7 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.Using the coils 6 of the spring 7 as deforming elements allows each element to constantly be in contact with the work surface and have a stable distributed load on each of the coils, regardless of their location on the work surface.
Таким образом, пружины 7 с деформирующими витками 6, шарнирно установленные в рычагах 9 и 10 с возможностью вращения относительно собственной продольной оси, расположенной параллельно продольной оси заготовки, равномерно располагаются в окружном направлении друг относительно друга и охватывают обкатываемую поверхность в поперечном сечении. При таком расположении, с условием возможности независимого планетарного движения рычагов относительно дисков, витки хорошо отслеживают обкатываемую поверхность.Thus, springs 7 with deforming coils 6, pivotally mounted in
Рычаги 9 и 10 своими полукруглыми концами шарнирно соединены друг с другом осью 16 и подвижно установлены горизонтально один над другим между дисками 1 и 2, при этом своей серединой нижний рычаг 10 опирается на опору в виде одного или двух подшипников 17, установленных между дисками и смонтированных на оси 18. 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 10 закреплен гидроударник 19, импульсно воздействующий на свободный конец верхнего рычага 9, и нагрузочная пружина 20. Гидроударник 19 закреплен на площадке 21, которая смонтирована на стойках 22 и 23 на свободном конце нижнего рычага 10. Выходной вал 24 гидроударника 19 осуществляет импульсную нагрузку на наковальню 25, которая установлена на свободном конце верхнего рычага 9. Выходной вал 24 гидроударника 19 смонтирован и расположен в пружине сжатия 20, которая постоянно воздействует на верхний рычаг 9, упираясь в площадку 21.A
Предлагаемый способ и устройство имеют возможность обкатывать различные поверхности в двух режимах: в режиме постоянного нагружения деформирующих элементов за счет пружины 20, когда не работает гидроударник 19, и в режиме ударно-импульсного обкатывания.The proposed method and device have the ability to run in various surfaces in two modes: in the mode of constant loading of the deforming elements due to the
Режим ударно-импульсного обкатывания расширяет технологические возможности способа и дает возможность оптимального подбора параметров упрочняющей обработки поверхности.The shock-pulse rolling mode expands the technological capabilities of the method 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, the pressure change on the turns in the static rolling mode, it is enough to change the distance l P or put another spring with the necessary rigidity.
Использование рычагов 9 и 10 в качестве элементов, передающих усилия PСТ нагрузочной пружины 20 и РИМ гидроударника 19 деформирующим виткам для воздействия на обрабатываемую поверхность, позволяет увеличить эти усилия в l2/l1 раз, где l1 и l2 - соответственно расстояния между осью 16 и продольной осью обрабатываемой заготовки 8 и между осью 16 и осью выходного вала гидроударника.The use of
Для установки и снятия нагрузки на обрабатываемую заготовку, что необходимо при ее смене, служит кулачок 26, шарнирно установленный в дисках 1 и 2 и имеющий рукоятку 27. Кулачок 26 при повороте рукоятки 27 на 90° относительно положения, показанного на фиг.1, раздвигает рычаги 9 и 10 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 заключается в следующем.Work on the proposed method is as follows.
Способ предназначен для финишной обработки поверхностным пластическим деформированием - обкатыванием деталей типа валов, для чего устройство, реализующее способ, устанавливают, например, в резцедержатель токарного станка и пропускают через центральное отверстие дисков специальный удлиненный вращающийся центр задней бабки (не показан). Заготовку 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. Устройству сообщают продольную подачу SПР в одну сторону, которую определяют по формуле:The method is intended for finishing by surface plastic deformation — rolling in parts such as shafts, for which a device implementing the 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 billet of the shaft is fixed in the spindle chuck of the headstock and is pressed by the elongated center of the tailstock. The workpiece of the processed shaft is informed by a rotational motion V З. The speed of rotation of the workpiece is set depending on the required performance, design features of the workpiece, equipment. Typically, the speed is 3 ... 8 m / min. 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 - общее число деформирующих элементов-витков;where k is the total number of deforming coil elements;
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 заготовки вала деформирующими витками пружин, вращающимися в процессе обкатывания от заготовки, обеспечивая постоянный гарантированный контакт их с обрабатываемой поверхностью за счет нажимных роликов, которые передают усилия РСТ и РИМ, действующие на рычаги, при этом деформирующие витки самоустанавливаются, прогибаются и принимают форму эллипсов. 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 surface of the shaft blank by deforming coils of springs, which rotate during rolling from the workpiece, providing constant guaranteed contact with the surface being processed due to pressure rollers that transmit the forces P ST and P IM acting on the levers, while deforming coils self-install, bend and take the form of ellipses. The levers perform a planetary motion, resting at 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 - витки устанавливаются по внутреннему диаметру, который значительно меньше, чем диаметр обрабатываемой заготовки DЗ, на двойную величину натяга, равного 0,1…1,0 мм.The essence of the process lies in the fact that the deforming elements - coils are installed according to the inner diameter, which is much smaller than the diameter of the workpiece D 3 , by a double value of the interference equal to 0.1 ... 1.0 mm.
Предлагаемый способ, осуществляемый с помощью многорядного инструмента, позволяет обрабатывать поверхности, совмещая предварительный, получистовой и чистовой переходы. За счет этого достигается более высокое качество обработки. Кроме того, первые (относительно направления продольной подачи SПР) ряды деформирующих элементов - витков позволяют повысить точность обработки, а последние ряды витков пружин - создать постоянные условия деформирования микронеровностей.The proposed method, carried out using a multi-row tool, allows you to process the surface, combining preliminary, semi-finishing and finishing transitions. Due to this, a higher quality of processing is achieved. In addition, the first (relative to the direction of the longitudinal feed S PR ) rows of deforming elements - coils can improve the accuracy of processing, and the last rows of coils of springs - 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 витки под действием статической нагрузки производят выглаживающее действие, а под действием мгновенной импульсной нагрузки пластически деформируют обрабатываемую поверхность.Deforming coils under the influence of a static load produce a smoothing effect, and under the action of an instantaneous impulse load 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 19, выходной вал 24 которого воздействует на верхний рычаг 9 и далее на деформирующие витки 6 пружин 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.The periodic impulse load P is carried out using a
Пример. Для оценки параметров качества поверхностного слоя, упрочненного предлагаемым способом, 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 многорядного 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 (частота ударов, диаметр 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 multi-row 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 (the frequency of impacts, the diameter of the spring and the wire from which the deforming tool coils are wound, the longitudinal feed value) 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 обработке 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 3…4 раза.The maximum roughness value achieved during processing by the proposed method is R a = 0.08 μm, it is possible to reduce the initial roughness by 3 ... 4 times.
Импульсные нагрузки, создаваемые устройством, работающим по предлагаемому способу, 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 operating according to 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 с использованием многорядного устройства отличается простотой в реализации. 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 using a multi-row device is simple to implement. 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 2,0…2,5 раза и обеспечить высокую точность.Using the proposed method allows to increase the processing productivity of 2.0 ... 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 |
---|---|---|---|
RU2007130278/02A RU2347666C1 (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Method of static-impulse rolling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007130278/02A RU2347666C1 (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Method of static-impulse rolling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347666C1 true RU2347666C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007130278/02A RU2347666C1 (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Method of static-impulse rolling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347666C1 (en) |
-
2007
- 2007-08-07 RU RU2007130278/02A patent/RU2347666C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2337807C1 (en) | Device for static-pulse rolling of screws | |
RU2347666C1 (en) | Method of static-impulse rolling | |
RU2347664C1 (en) | Method for combined static-impulse processing by surface plastic deformation | |
RU2347667C1 (en) | Multirow device for static-impulse rolling | |
RU2347665C1 (en) | Device for combined static-impulse processing by surface plastic deformation | |
RU2347663C1 (en) | Device for static-pulse rolling of shafts | |
RU2347662C1 (en) | Method for static-impulse processing of shafts | |
RU2414981C1 (en) | Method of circular spinning by ring tool | |
RU2355554C1 (en) | Deforming tool for hole pulse strengthening | |
RU2367563C1 (en) | Springing hardening attachment | |
RU2337806C1 (en) | Static-pulse method for rolling screws | |
RU2447983C1 (en) | Method of rolling outer helical surfaces | |
RU2367562C1 (en) | Surface hardening method | |
RU2447964C1 (en) | Device for rolling outer helical surfaces | |
RU2324584C1 (en) | Method of statico-impulse surface plastic deformation | |
RU2440232C2 (en) | Method of surface vibrational sizing | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
RU2411100C1 (en) | Embracing spinning ring-shaped tool | |
RU2361714C1 (en) | Finishing-hardening tool | |
RU2347661C1 (en) | Device for pulse strengthening of holes | |
RU2325265C1 (en) | Device for statico-pulse surface plastic deformation | |
RU2366558C1 (en) | Method of flat surface hardening using rotor-type generator of mechanical pulses | |
RU2286240C1 (en) | Method of surface plastic deformation | |
RU2297319C1 (en) | Overrunning tool | |
RU2317883C1 (en) | Device for strengthening |