RU2349443C1 - Device for burnishing of screws - Google Patents

Device for burnishing of screws Download PDF

Info

Publication number
RU2349443C1
RU2349443C1 RU2007134780/02A RU2007134780A RU2349443C1 RU 2349443 C1 RU2349443 C1 RU 2349443C1 RU 2007134780/02 A RU2007134780/02 A RU 2007134780/02A RU 2007134780 A RU2007134780 A RU 2007134780A RU 2349443 C1 RU2349443 C1 RU 2349443C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
screw
copier
spring
blank
Prior art date
Application number
RU2007134780/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Дмитрий Евгеньевич Тарасов (RU)
Дмитрий Евгеньевич Тарасов
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Владимир Ильич Сотников (RU)
Владимир Ильич Сотников
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Юрий Валерьевич Василенко (RU)
Юрий Валерьевич Василенко
ков Алексей Иванович Тин (RU)
Алексей Иванович Тиняков
Дмитрий Львович Соловьев (RU)
Дмитрий Львович Соловьев
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 RU2007134780/02A priority Critical patent/RU2349443C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349443C1 publication Critical patent/RU2349443C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Springs (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention is related to technology of machine building, namely, to finishing of screw blanks by surface plastic deformation. Device comprises body and working deforming elements arranged in the form of helical cylindrical spring turns. Spring is installed on elastic base on axis, freely rotates in body bearings and is installed between processed screw blank and guide block. Guide block has the shape of processed screw and is displaced in longitudinal direction by half of screw pitch. Guide block is arranged with the possibility to provide forced rotation from blank with the speed equal to blank speed. In diametrally opposite place relative to guide block blank rests on support holder having support roller. Axes of support holder roller, blank, spring and guide block rotation are parallel. Interaxial distance between blank and guide block is calculated according to formula given in description.
EFFECT: technological resources of surface plastic deformation process are expanded, roughness parameter of processed surface is increased, its hardness is increased, as well as efficiency, and processing cost is reduced.
6 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к отделочной обработке поверхностным пластическим деформированием заготовок винтов и др. деталей типа валов из сталей и сплавов, и касается конструкций многоэлементных деформирующих инструментов в виде винтовых пружин.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to finishing processing by surface plastic deformation of screw blanks and other parts such as shafts made of steels and alloys, and relates to the construction of multi-element deforming tools in the form of coil springs.

Известна конструкция инструмента, содержащая корпус, по периферии которого в пазах жестко закреплены упругие рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде витков, принадлежащие винтовой пружине [1].A known design of the tool containing the housing, on the periphery of which in the grooves are rigidly fixed elastic working deforming elements made in the form of turns belonging to a helical spring [1].

Недостатками известного инструмента являются: узкие технологические возможности, низкая производительность применительно к чистовой, отделочной обработке винтов и др. деталей типа валов из-за малого пятна контакта рабочих элементов с обрабатываемой поверхностью, а также низкое качество обработки.The disadvantages of the known tool are: narrow technological capabilities, low productivity in relation to the finishing, finishing processing of screws and other parts such as shafts due to the small contact patch of working elements with the treated surface, as well as low quality processing.

Известен вращающийся пружинный инструмент для динамического упрочнения поверхностным пластическим деформированием, у которого на наружной поверхности дисковой державки закреплена свернутая в кольцо цилиндрическая пружина [2]. Отдельные витки пружины при рабочем вращении державки инструмента играют роль деформирующих элементов, которые взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью вращающейся заготовки, установленной на токарно-винторезном станке.Known rotating spring tool for dynamic hardening by surface plastic deformation, in which on the outer surface of the disk holder fixed coiled coil ring [2]. Separate turns of the spring during the working rotation of the tool holder play the role of deforming elements that interact with the machined surface of the rotating workpiece mounted on a screw-cutting lathe.

Недостатками известного инструмента являются: узкие технологические возможности, которые не позволяют обрабатывать фасонные поверхности, и низкая производительность из-за небольшого количества деформирующих элементов, одновременно участвующих в обработке, а также упрочнение на незначительную глубину.The disadvantages of the known tool are: narrow technological capabilities that do not allow to process shaped surfaces, and low productivity due to the small number of deforming elements simultaneously involved in the processing, as well as hardening to a small depth.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, заключающиеся в улучшении параметра шероховатости обработанной поверхности благодаря последовательным действиям большого количества деформирующих элементов, в повышении производительности за счет увеличения пятна контакта этих элементов с обрабатываемой поверхностью и возможности применения больших подач и регулирования рабочих усилий, в снижении себестоимости процесса и удешевлении изготовления инструмента благодаря компактности и простоте конструкции, в возможности обрабатывать сложнофасонные тела вращения и нейтрализовать биения поверхности заготовки, которое отрицательно сказываются на качестве обработки, в разгрузки узлов технологической системы: станок - приспособление - инструмент - заготовка от односторонне приложенного усилия особенно при обработки нежестких заготовок.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, which consists in improving the roughness parameter of the processed surface due to the sequential actions of a large number of deforming elements, in increasing productivity by increasing the contact spot of these elements with the surface being treated and the possibility of using large feeds and adjusting working forces, in reducing the cost of the process and cheaper tool manufacturing due to compactness and simplicity of design, in the ability to process difficult-shaped bodies of revolution and to neutralize the runout of the workpiece surface, which negatively affects the quality of processing, in unloading the nodes of the technological system: machine - tool - tool - workpiece from unilaterally applied effort, especially when processing non-rigid workpieces.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для обкатывания винтов, содержащее корпус и рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде витков винтовой цилиндрической пружины, причем пружина установлена на упругой основе на оси и свободно вращается в подшипниках корпуса, при этом она расположена между обрабатываемой заготовкой винта и копиром, имеющим форму обрабатываемого винта и сдвинутого в продольном направлении на половину шага винта таким образом, что, например, впадина заготовки винта находится против выступа копира, причем копир имеет принудительное вращение от заготовки со скоростью, равной скорости заготовки, и одинакового с ней направления, кроме того, в диаметрально противоположном месте относительно копира заготовка опирается на люнет, имеющий опорный валик длиной не менее двух шагов обрабатываемого винта, при этом оси вращения валика люнета, заготовки, деформирующей пружины и копира параллельны, а межосевое расстояние Ам между заготовкой и копиром равноThe problem is solved using the proposed device for rolling screws, containing a housing and working deforming elements made in the form of turns of a coil spring, the spring mounted on an elastic base on the axis and rotates freely in the bearings of the housing, while it is located between the workpiece screw and a copier having the shape of a machined screw and shifted in the longitudinal direction by half a pitch of the screw so that, for example, the cavity of the screw blank is against mortar of the copier, and the copier has a forced rotation from the workpiece at a speed equal to the speed of the workpiece, and the same direction with it, in addition, in the diametrically opposite place relative to the copier, the workpiece rests on a rest, having a support roller with a length of at least two steps of the machined screw, while the axis of rotation of the roll of the lunette, the workpiece, the deforming spring and the copier are parallel, and the center distance A m between the workpiece and the copier is

Ам=D3+Dпр - 2h, мм,And m = D 3 + D CR - 2h, mm,

где Ам - межосевое расстояние между заготовкой и копиром, мм;where A m is the center distance between the workpiece and the copier, mm;

D3 - диаметр заготовки винта, мм;D 3 - the diameter of the workpiece of the screw, mm;

Dпр - наружный диаметр деформирующей пружины, мм;D CR - the outer diameter of the deforming spring, mm;

h - натяг, необходимый для поверхностного пластического деформирования при обкатывании, мм.h is the preload required for surface plastic deformation during rolling in, mm.

Особенности конструкции устройства поясняются чертежами.Design features of the device are illustrated by drawings.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство для обкатывания винтов винтовых насосов и схема обработки, вид сверху; на фиг.2 - поперечный разрез по А-А на фиг.1, повернуто; на фиг.3 - поперечный разрез по Б-Б на фиг.1, повернуто; на фиг.4 - продольный разрез по В-В на фиг.1; на фиг.5 - продольный разрез по В-В на фиг.1, вариант деформирующей пружины с плотно навитыми витками; на фиг.6 - схема обработки и силы, действующие на заготовку при обкатывании, поперечный разрез по Г-Г на фиг.1.Figure 1 shows the proposed device for rolling screws of screw pumps and processing scheme, top view; figure 2 is a transverse section along aa in figure 1, rotated; figure 3 is a transverse section along BB in figure 1, rotated; figure 4 is a longitudinal section along bb in figure 1; figure 5 is a longitudinal section along BB in figure 1, a variant of the deforming spring with tightly wound coils; Fig.6 is a diagram of the processing and the forces acting on the workpiece during rolling, a cross-section along G-G in Fig.1.

Предлагаемое устройство служит для обработки поверхностным пластическим деформированием наружных поверхностей вращения заготовок типа валов и винтов с большим шагом, например, винтов винтовых насосов, а также эксцентриковых валов и др. сложнопрофильных деталей.The proposed device is used to process surface plastic deformation of the outer surfaces of rotation of workpieces such as shafts and screws with a large pitch, for example, screw pump screws, as well as eccentric shafts and other complex parts.

Обработку выполняют на токарных, карусельных станках с сообщением вращательного движения заготовке - Vз и движение продольной подачи - Sпр обкатывающему устройству.The processing is performed on turning, rotary machines with the message of the rotational movement of the workpiece - V s and the movement of the longitudinal feed - S pr rolling device.

Предлагаемое обкатывающее устройство содержит корпус 1 в виде основания, на котором установлены рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде витков 2 винтовой цилиндрической пружины 3.The proposed rolling device comprises a housing 1 in the form of a base on which working deforming elements are installed, made in the form of turns 2 of a coil spring 3.

Пружина 3 установлена на упругой основе 4, изготовленной, например, из резины методом вулканизации вместе с осью 5. Ось 5 свободно вращается в подшипниках 6 корпуса 1.The spring 3 is mounted on an elastic base 4 made, for example, of rubber by vulcanization together with the axis 5. The axis 5 rotates freely in the bearings 6 of the housing 1.

Корпус 1 с пружиной 3 установлен так, что пружина 3 расположена между обрабатываемой заготовкой 7 винта и копиром 8, причем их оси вращения параллельны. Копир 8 имеет форму обрабатываемого винта 7 и сдвинут в продольном направлении относительно заготовки 7 винта на величину t/2, равную половине шага t винта 7. Копир 8 расположен таким образом, что, например, впадина заготовки винта 7 находится против выступа копира 8. Копир 8 имеет принудительное вращение от шпинделя 9, в патроне 10 которого закреплена заготовка 7. Принудительное вращение копира 8 обеспечивается, например, зубчатым зацеплением колес 11, 12 и 13. Зубчатое колесо 11 закреплено на шпинделе 9, является ведущим и через промежуточное зубчатое колесо 13 передает вращательное движение ведомому зубчатому колесу 12, которое установлено на шпинделе 14, где с помощью патрона 15 закреплен копир 8. Так как зубчатые колеса 11 и 12 имеют равное число зубьев, то скорость вращения копира 8 равна скорости вращения заготовки 7, а благодаря промежуточному зубчатому колесу 13 копир 8 имеет одинаковое с заготовкой 7 направление вращения.The housing 1 with the spring 3 is installed so that the spring 3 is located between the workpiece 7 of the screw and the copier 8, and their axis of rotation is parallel. The copier 8 has the shape of a machined screw 7 and is shifted in the longitudinal direction relative to the screw blank 7 by a value of t / 2 equal to half the pitch t of the screw 7. The copier 8 is positioned so that, for example, the cavity of the screw blank 7 is opposite the protrusion of the copier 8. The copier 8 has a forced rotation from the spindle 9, in the chuck 10 of which the workpiece is fixed 7. The forced rotation of the copier 8 is provided, for example, by gearing of the wheels 11, 12 and 13. The gear 11 is mounted on the spindle 9, is leading and through the intermediate gear the wood 13 transmits rotational motion to the driven gear 12, which is mounted on the spindle 14, where the copier 8 is mounted using the chuck 15. Since the gears 11 and 12 have an equal number of teeth, the rotation speed of the copier 8 is equal to the rotation speed of the workpiece 7, and thanks to the intermediate gear 13 of the copier 8 has the same direction of rotation with the workpiece 7.

В диаметрально противоположном месте относительно копира 8 заготовка 7 опирается на люнет 16, который имеет опорный валик 17 длиной не менее двух шагов (2t) обрабатываемого винта 7. Оси вращения валика 17 люнета 16, заготовки 7, деформирующей пружины 3 и копира 8 параллельны.In a diametrically opposite place relative to the copier 8, the workpiece 7 rests on a rest 16, which has a support roller 17 with a length of at least two steps (2t) of the machined screw 7. The axis of rotation of the roll 17 of the rest 16, workpiece 7, deforming spring 3, and copier 8 are parallel.

Межосевое расстояние Ам между заготовкой и копиром для конкретной заготовки является фиксированной величиной и будет определяться, согласно фиг.2, как сумма радиусов заготовки (D3/2) и копира (DK/2) в поперечном сечении плюс наружный диаметр (Dпр) деформирующей пружины за вычетом двойного натяга (2h), который необходим для поверхностного пластического деформирования при обработки обкатыванием. Но так как размеры копира равны размерам обрабатываемой заготовки винта, то межосевое расстояние Ам между заготовкой и копиром равноA center distance m between the workpiece and the copier for a particular workpiece is a fixed value and is determined in accordance with Figure 2, as the sum of the radii of the workpiece (D 3/2) and the tracer (D K / 2) plus the cross-sectional outer diameter (D ave ) deforming springs minus double preload (2h), which is necessary for surface plastic deformation during processing by rolling. But since the dimensions of the copier are equal to the dimensions of the workpiece of the screw, the center distance A m between the workpiece and the copier is

Ам=D3+Dпр - 2h, мм,And m = D 3 + D CR - 2h, mm,

где Ам - межосевое расстояние между заготовкой и копиром, мм;where A m is the center distance between the workpiece and the copier, mm;

D3 - диаметр заготовки винта, мм;D 3 - the diameter of the workpiece of the screw, mm;

Dпр - наружный диаметр пружины, мм;D CR - the outer diameter of the spring, mm;

h - натяг, необходимый для поверхностного пластического деформирования и устанавливаемый при обкатывании, мм.h is the preload required for surface plastic deformation and installed during rolling in, mm.

Предлагаемое устройство устанавливается и закрепляется, например, на модернизированном токарном станке. Модернизация заключается в установлении: на суппорте - корпуса с деформирующей пружиной и люнета;The proposed device is installed and secured, for example, on a modernized lathe. Modernization consists in the establishment of: on a support - a body with a deforming spring and a backrest;

на передней бабке - дополнительного шпинделя и патрона для копира и его привода;on the headstock - an additional spindle and cartridge for the copier and its drive;

на задней бабке - дополнительного поддерживающего центра.on the tailstock - an additional support center.

Перед началом обработки заготовка 7 устанавливается и закрепляется в патроне 10 и поджимается задним центром 18. Включается главное вращательное движение обрабатываемой заготовки Vз и затем медленная поперечная подача Sпоп (вверх, согласно фиг.2) корпуса с деформирующей пружиной. Поперечная подача Sпоп осуществляется до тех пор, пока продольная ось деформирующей пружины не окажется в одной горизонтальной плоскости с осями заготовки и копира. Так как межосевое расстояние Ам фиксированное и зазор между заготовкой и копиром в поперечном сечении меньше, чем наружный диаметр пружины, то витки пружины деформируются, превращаясь из цилиндрических в эллипсные и возникают большие статические нагрузки РСТ, необходимые для обкатывания и воздействующие на обрабатываемую поверхность со стороны деформирующих витков пружины (см. фиг.6).Before processing, the workpiece 7 is installed and secured in the cartridge 10 and is tightened by the rear center 18. The main rotational movement of the workpiece V 3 is turned on and then the slow transverse flow S pop (upward, according to FIG. 2) of the housing with a deforming spring. The transverse supply of S pop is carried out until the longitudinal axis of the deforming spring is in the same horizontal plane with the axes of the workpiece and the copier. Since the center distance A m is fixed and the gap between the workpiece and the copier in the cross section is smaller than the outer diameter of the spring, the coil of the spring is deformed, turning from cylindrical to elliptical and there are large static loads P ST necessary for rolling in and affecting the surface to be treated with side of the deforming coil of the spring (see Fig.6).

Обработка обкатыванием по всей длине винта обеспечивается включением продольной подачей Sпр деформирующей пружины вдоль заготовки. Количество продольных ходов деформирующей пружины вдоль заготовки зависит от требований:Processing rolling over the entire length of the screw is provided by the inclusion of a longitudinal feed S pr deforming spring along the workpiece. The number of longitudinal strokes of the deforming spring along the workpiece depends on the requirements:

- к шероховатости обрабатываемой поверхности;- to the roughness of the treated surface;

- к величине упрочняемого слоя и степени упрочнения,- to the value of the hardened layer and the degree of hardening,

а также от материала заготовки и др. технологических требований.as well as from the workpiece material and other technological requirements.

Так как деформирующая пружина 3 односторонне воздействует на обрабатываемую заготовку, то люнет 16, перемещающийся вместе с деформирующей пружиной в продольном направлении, исключает одностороннее воздействие деформирующего инструмента и прогиб оси при обкатывании нежестких заготовок с большими статическими нагрузками - РСТ, с которыми работают традиционные обкатывающие инструменты.Since the deforming spring 3 unilaterally affects the workpiece, the rest 16, moving along with the deforming spring in the longitudinal direction, eliminates the one-sided impact of the deforming tool and axis deflection when rolling in non-rigid workpieces with high static loads - R PT , with which traditional rolling tools work .

Необходимая статическая нагрузка - РСТ, обеспечивающая поверхностную пластическую деформацию, создается конструкцией устройства, а именно установкой межосевого расстояния Ам между копиром и заготовкой, которое регулируется изменением натяга h.The necessary static load - P ST , providing surface plastic deformation, is created by the device design, namely by setting the center distance A m between the copier and the workpiece, which is controlled by a change in interference h.

Перед началом обработки партии заготовок производят настройку устройства на необходимую статическую нагрузку - РСТ, обеспечивающую поверхностную пластическую деформацию путем приближения или удаления копира от обрабатываемой заготовки, при этом возникает необходимость в замене промежуточного зубчатого колеса 13 на колесо, соответственно, с уменьшенным или увеличенным числом зубьев.Before processing a batch of workpieces, the device is tuned to the necessary static load - P ST , which provides surface plastic deformation by approaching or removing the copier from the workpiece being processed, and there is a need to replace the intermediate gear 13 with a wheel, respectively, with a reduced or increased number of teeth .

В процессе работы с включением вращательного движения заготовки Vз, вводом деформирующей пружины на линию центров копира и заготовки и продольной подачи Sпр упругие деформирующие элементы 2 пружины 3 осуществляют поверхностную пластическую деформацию.In the process of turning on the rotational movement of the workpiece V s , introducing a deforming spring onto the line of the centers of the copier and the workpiece and longitudinal feed S pr, the elastic deforming elements 2 of the spring 3 carry out surface plastic deformation.

Обладая упругостью, деформирующие элементы витки 2 пружины 3 с помощью копира обеспечивают более эластичный прижим к обрабатываемой сложнофасонной поверхности, благодаря чему достигается более равномерное упрочнение поверхностного слоя заготовки.Having elasticity, the deforming elements of the coils 2 of the spring 3 with the help of a copier provide a more elastic clamp to the machined complex shaped surface, thereby achieving more uniform hardening of the surface layer of the workpiece.

Наличие упругого элемента, которым является деформирующая пружина 3, обеспечивает постоянное усилие упрочнения в любой точке обрабатываемой сложнофасонной поверхности.The presence of an elastic element, which is a deforming spring 3, provides a constant hardening force at any point on the machined complex shaped surface.

Предлагаемое устройство дает возможность наиболее полно использовать рабочую поверхность деформирующих элементов и, тем самым, значительно повысить долговечность инструмента.The proposed device makes it possible to most fully use the working surface of the deforming elements and, thereby, significantly increase the durability of the tool.

Упругие элементы инструмента, т.е. пружина, изготовляется из сталей: легированных ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, углеродистых инструментальных У10А, У12А. Твердость рабочей поверхности витков из сталей HRC 62…65. Рабочая поверхность деформирующих витков 2 пружины 3 полируется до Ra=0,08…0,16 мкм. Пружина 3 может быть навита плотно с шагом, равным диаметру проволоки, из которой изготовлена пружина (см фиг.5), а также с большим шагом, позволяющим лучшему проникновению смазывающе-охлаждающей жидкости в зону контакта.The elastic elements of the tool, i.e. spring, made of steel: alloyed ShKh15, KhVG, 9Kh, 5KhNM, carbon tool U10A, U12A. Hardness of the working surface of coils made of HRC 62 ... 65 steel. The working surface of the deforming coils 2 of the spring 3 is polished to Ra = 0.08 ... 0.16 μm. The spring 3 can be wound tightly with a step equal to the diameter of the wire from which the spring is made (see Fig. 5), as well as with a large step, allowing better penetration of the lubricating-cooling fluid into the contact zone.

Производительность процесса упрочняющей обработки предлагаемым устройством определяется диаметром проволоки, из которой изготовлена пружина. При обработке заготовок винтов диаметр витка пружины диктуется размерами впадины винтовой поверхности, а именно диаметр витка пружины должен быть таким, чтобы он контактировал со всеми точками днища впадины в продольном сечении винта.The performance of the hardening process of the proposed device is determined by the diameter of the wire from which the spring is made. When processing screw blanks, the diameter of the coil of the spring is dictated by the dimensions of the depression of the screw surface, namely, the diameter of the coil of the spring must be such that it contacts all points of the bottom of the cavity in the longitudinal section of the screw.

Устройство с большим диаметром проволоки позволяет вести обработку с большой продольной подачей Sпр, однако в этом случае необходимо создавать большие рабочие усилия Рст, что снижает качество поверхности. От значения допустимого рабочего усилия Рст зависят параметры деформирующей пружины.A device with a large wire diameter allows processing with a large longitudinal feed S ol , however, in this case, it is necessary to create large working forces P st , which reduces the surface quality. The parameters of the deforming spring depend on the value of the permissible working force P st .

Наиболее целесообразно обкатыванием обрабатывать исходные поверхности 7…11-го квалитетов.It is most expedient to process the initial surfaces of 7 ... 11th qualifications by rolling.

При обкатывании предлагаемым устройством практически достигаются параметры шероховатости Ra=0,2…0,8 мкм при исходных значениях этих параметров 0,8…6,3 мкм. Степень уменьшения шероховатости поверхности зависит от материала, рабочего усилия или натяга, подачи, исходной шероховатости, конструкции устройство и т.д.When running by the proposed device, roughness parameters Ra = 0.2 ... 0.8 μm are practically achieved with the initial values of these parameters 0.8 ... 6.3 μm. The degree of reduction in surface roughness depends on the material, working force or interference, feed, initial roughness, device design, etc.

Обкатывание предлагаемым устройством следует проводить так, чтобы заданные результаты достигались за один проход. Не следует использовать обратный ход в качестве рабочего хода, так как повторные проходы в противоположных направлениях могут привести к излишнему деформированию и отслаиванию поверхностного слоя.Running in the proposed device should be carried out so that the desired results are achieved in one pass. Do not use the reverse stroke as a working stroke, as repeated passes in opposite directions can lead to excessive deformation and peeling of the surface layer.

Скорость заготовки Vз не оказывает заметного влияния на результаты обработки обкатыванием и выбирается с учетом требований производительности, конструктивных особенностей заготовки и оборудования. Обычно скорость V3 составляет 30…50 м/мин. Значение усилия обкатывания выбирают в зависимости от цели обработки. Оптимальное усилие Рст (Н), соответствующее максимальному пределу выносливости, определяют по формуле: Рст=500+1,66 D2, где D - диаметр обкатываемой поверхности заготовки, мм.The workpiece speed Vz does not have a noticeable effect on the results of processing by rolling and is selected taking into account the requirements of productivity, design features of the workpiece and equipment. Typically, the speed V 3 is 30 ... 50 m / min. The value of the rolling force is selected depending on the purpose of the treatment. The optimal force P article (N), corresponding to the maximum endurance limit, is determined by the formula: P article = 500 + 1.66 D 2 , where D is the diameter of the workpiece being rolled in, mm.

Предлагаемое устройство с многоэлементным деформирующим пружинным инструментом обеспечивает постоянное усилие контакта деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью и почти не уменьшает погрешности предшествующей обработки, являясь копирующим.The proposed device with a multi-element deforming spring tool provides a constant contact force of the deforming elements with the work surface and almost does not reduce the error of the previous processing, being a copy.

Смазывающе-охлаждающей жидкостью при обкатывании предлагаемым устройством служит сульфофрезол (5%-ная эмульсия). Обработку чугуна рекомендуется вести без охлаждения.Sulfofresol (5% emulsion) is used as a lubricant-cooling fluid when it is run in by the proposed device. Cast iron processing is recommended without cooling.

Пример. Обрабатывался винт левый Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500 (см. фиг.1), который имел следующие размеры: общая длина-1282 мм, длина винтовой части-1208 мм, диаметр поперечного сечения винта Dз=⌀27-0,05 мм, эксцентриситеты - 1,65 мм, 3,3 мм, шаг t=28±0,01 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,8 кг. Обработка проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К2O с помощью обкатывающего устройства с деформирующей пружиной. Пружина была выполнена с наружным диаметром витков в свободном ненагруженном состоянии Dпр=30 мм, из проволоки диаметром 5 мм. Рабочая поверхность деформирующих витков пружины полировалась до Ra=0,08…0,16 мкм.Example. The left screw H41.1016.01.001 of the screw pump EVN5-25-1500 (see figure 1) was processed, which had the following dimensions: total length-1282 mm, length of the screw part-1208 mm, cross-section diameter of the screw D z = ⌀27 -0.05 mm, eccentricities - 1.65 mm, 3.3 mm, pitch t = 28 ± 0.01 mm, roughness R a = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.8 kg. Processing was carried out on a mod screw-cutting machine. 16K 2 O with a rolling device with a deforming spring. The spring was made with the outer diameter of the coils in a free unloaded state D CR = 30 mm, from a wire with a diameter of 5 mm. The working surface of the deforming coil of the spring was polished to Ra = 0.08 ... 0.16 μm.

Смазочно-охлаждающая жидкость - сульфофрезол. Окружная скорость заготовки - Vз=21 м/мин (0,35 м/с), n3=250 об/мин, продольная подача Sпр=0,25 мм/об, требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=5,5 мин (против Тмбаз=36,5 мин по базовому варианту при традиционном обкатывании шариковым обкатником на токарном станке 1К62 на ОАО "Ливгидромаш"). В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя параметр шероховатости поверхности повысился до Ra=0,4 мкм при исходном значении Ra=3,2 мкм. Твердость поверхности увеличилась на 50…80% при глубине наклепанного слоя 0,3…3 мм. Остаточные напряжения сжатия достигли на поверхности 400…800 МПа. Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68. Накопленная погрешность между любыми несоседними шагами была не более 0,1 мм, просвет при контроле лекальной линейкой образующих по диаметру выступов - не более 0,07 мм, что допустимо по ТУ.Cutting fluid - sulfofresol. The peripheral speed of the workpiece - Vz = 21 m / min (0.35 m / s), n 3 = 250 rpm, longitudinal feed S CR = 0.25 mm / rev, the required roughness and accuracy of the screw surface was achieved through T m = 5.5 min (against T m bases = 36.5 min in the base case with traditional ball rolling around on a 1K62 lathe at OAO Livhydromash). As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer, the surface roughness parameter increased to Ra = 0.4 μm with the initial value of Ra = 3.2 μm. The surface hardness increased by 50 ... 80% with a riveted layer depth of 0.3 ... 3 mm. The residual compressive stresses reached 400 ... 800 MPa on the surface. The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B cells. 1 GOST 577-68. The cumulative error between any non-adjacent steps was not more than 0.1 mm, the clearance during the control by the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.

Предлагаемое устройство расширяет технологические возможности процесса поверхностного пластического деформирования, повышает параметр шероховатости обработанной поверхности, увеличивает ее твердость на значительную глубину, повышает производительность за счет увеличения пятна контакта большого количества деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, а также снижает себестоимость процесса обработки.The proposed device extends the technological capabilities of the surface plastic deformation process, increases the roughness parameter of the treated surface, increases its hardness to a considerable depth, increases productivity by increasing the contact spot of a large number of deforming elements with the surface being treated, and also reduces the cost of the processing process.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Германии №665083, кл. 67 с.1, 1940.1. German patent No. 665083, cl. 67 p. 1, 1940.

2. Никифоров А.В., Сахаров В.В. Технологические возможности и перспективы чистовой и упрочняющей обработки упругим инструментом (Машиностроит. Пр-во. Сер. Прогрессивные технол. процессы в машиностроении: Обзорн. информ. /ВНИИТЭМР. Вып.5). - М., 1991 - С.31…37 -прототип.2. Nikiforov A.V., Sakharov V.V. Technological capabilities and prospects of finishing and hardening with an elastic tool (Mashinostroit. Pr-in. Ser. Progressive technological processes in engineering: Obzor. Inform. / VNIITEMR. Issue 5). - M., 1991 - S. 31 ... 37 prototype.

Claims (1)

Устройство для обкатывания винтов, содержащее корпус и рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде витков винтовой цилиндрической пружины, отличающееся тем, что пружина установлена на упругой основе на оси, свободно вращается в подшипниках корпуса и расположена между обрабатываемой заготовкой винта и копиром, имеющим форму обрабатываемого винта и сдвинутого в продольном направлении на половину шага винта таким образом, что впадина заготовки винта находится против выступа копира, причем копир выполнен с возможностью его принудительного вращения от заготовки со скоростью, равной скорости заготовки и одинакового с ней направления, кроме того, в диаметрально противоположном месте относительно копира заготовка опирается на люнет, имеющий опорный валик длиной на менее двух шагов обрабатываемого винта, при этом оси вращения валика люнета, заготовки, пружины и копира параллельны, а межосевое расстояние Ам между заготовкой и копиром равно:
Aм=Dз+Dпр-2h, мм,
где Ам - межосевое расстояние между заготовкой и копиром, мм;
Dз - диаметр заготовки винта, мм;
Dпр - наружный диаметр пружины, мм;
h - натяг, устанавливаемый для поверхностного пластического деформирования при обкатывании, мм.
A device for rolling screws, comprising a housing and working deforming elements made in the form of coils of a helical coil spring, characterized in that the spring is mounted on an elastic base on the axis, rotates freely in the bearings of the housing and is located between the workpiece screw and a copier having the form of a machined screw and shifted in the longitudinal direction by half a step of the screw so that the depression of the screw blank is against the protrusion of the copier, and the copier is made with the possibility of forced rotation from the workpiece at a speed equal to the speed of the workpiece and the same direction with it, in addition, in a diametrically opposite place relative to the copier, the workpiece rests on a rest, having a support roll with a length of less than two steps of the screw being machined, while the axis of rotation of the roll of the rest, workpiece, the springs and the copier are parallel, and the center distance A m between the workpiece and the copier is equal to:
A = D m + D ave of -2h, mm
where A m is the center distance between the workpiece and the copier, mm;
D s - diameter of the workpiece of the screw, mm;
D CR - the outer diameter of the spring, mm;
h is the interference fit for surface plastic deformation during rolling in, mm.
RU2007134780/02A 2007-09-18 2007-09-18 Device for burnishing of screws RU2349443C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134780/02A RU2349443C1 (en) 2007-09-18 2007-09-18 Device for burnishing of screws

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134780/02A RU2349443C1 (en) 2007-09-18 2007-09-18 Device for burnishing of screws

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2349443C1 true RU2349443C1 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007134780/02A RU2349443C1 (en) 2007-09-18 2007-09-18 Device for burnishing of screws

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349443C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НИКИФОРОВ А.В. и др. Технологические возможности и перспективы чистовой и упрочняющей обработки упругим инструментом, Машиностроительное производство, Серия "Прогрессивные технологические процессы в машиностроении", Вып.5, М., ВНИИТЭМР, 1991, с.31-37. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2349443C1 (en) Device for burnishing of screws
RU2349444C1 (en) Device for burnishing of screws
RU2337807C1 (en) Device for static-pulse rolling of screws
RU2329133C1 (en) Method of processing with female spring
RU2430826C2 (en) Device for surface plastic deformation
RU2297317C1 (en) Method of the multi-component shafts rolling
RU2303515C1 (en) Strengthening head provided with elastic tool
RU2371300C1 (en) Device for rolling with adjustable load
RU2303516C1 (en) Strengthening method by means of elastic tool
RU2328367C2 (en) Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation
RU2297318C1 (en) Rolling device with the deforming spring
RU2306217C1 (en) Spring tool for strengthening
RU2367564C1 (en) Method of screw hardening
RU2351455C1 (en) Facility for screws superfinishing
RU2297319C1 (en) Overrunning tool
RU2409462C1 (en) Device for vibration rolling of shafts and screws
RU2312758C1 (en) Finish strengthening method by means of spring tool
RU2306216C1 (en) Strengthening method
RU2433903C2 (en) Device for static-pulse hardening
RU2328368C2 (en) Method of combined processing by grinding and surface plastic deformation
RU2433901C2 (en) Method of rolling with spring rings
RU2412041C1 (en) Method of vibration rolling of shafts and screws
RU2211130C1 (en) Way of finishing abrasive machining of outer elliptical surfaces
RU2325263C1 (en) Device for grind-rolling
RU2275289C1 (en) Method of surface plastic deformation of embracing rings

Legal Events

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

Effective date: 20090919