RU2371300C1 - Device for rolling with adjustable load - Google Patents
Device for rolling with adjustable load Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371300C1 RU2371300C1 RU2008140187/02A RU2008140187A RU2371300C1 RU 2371300 C1 RU2371300 C1 RU 2371300C1 RU 2008140187/02 A RU2008140187/02 A RU 2008140187/02A RU 2008140187 A RU2008140187 A RU 2008140187A RU 2371300 C1 RU2371300 C1 RU 2371300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- housing
- loading
- deforming
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД) цилиндрических, эксцентриковых, кулачковых, винтовых поверхностей с регулируемой нагрузкой на каждом деформирующем элементе инструмента.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the processing of surface plastic deformation (PPD) of cylindrical, eccentric, cam, screw surfaces with adjustable load on each deforming element of the tool.
Известно трехроликовое приспособление для обкатывания нежестких валов, состоящее из державки с роликами, шарнирно соединенной с корпусом, который крепят на суппорте станка [1].Known three-roller device for rolling in non-rigid shafts, consisting of a holder with rollers, pivotally connected to the housing, which is mounted on the support of the machine [1].
Недостатком известного приспособления является ограниченность применения, узкая специализация (только для цилиндрических поверхностей) 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. При этом устройство не имеет возможности регулирования расположения деформирующих элементов относительно друг друга в продольном направлении, а также регулирования нагрузки на каждом деформирующем элементе в отдельности.A disadvantage of the known device is the limited application, narrow specialization (only for cylindrical surfaces) 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 not always feasible. Moreover, the device does not have the ability to control the location of the deforming elements relative to each other in the longitudinal direction, as well as to control the load on each deforming element separately.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей оснастки путем обеспечения обработки обкатыванием цилиндрических, эксцентриковых, кулачковых, винтовых наружных поверхностей, а также снижение себестоимости, повышение производительности и улучшение качества изготовления.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the tool by providing rolling treatment of cylindrical, eccentric, cam, screw outer surfaces, as well as reducing costs, increasing productivity and improving manufacturing quality.
Поставленная задача решается путем использования предлагаемого устройства для обкатывания цилиндрических, эксцентриковых, кулачковых, винтовых наружных поверхностей валов с регулируемой нагрузкой, содержащего корпус и державки не менее трех с деформирующими элементами, шарнирно соединенные с корпусом, причем каждый деформирующий элемент снабжен устройством нагружения, выполненным в виде рычага, с шарнирно закрепленным в нем деформирующим элементом, при этом нагружение осуществляется цилиндрической винтовой пружиной сжатия, воздействующей на один конец рычага, и упирающейся в регулировочную гайку, которая ввинчена в кронштейн, жестко закрепленный на корпусе, а другим концом рычаг шарнирно с помощью оси закреплен в корпусе и щеке, прикрепленной к корпусу на расстоянии, контролируемом распорными втулками, причем настройка на обрабатываемый диаметр и необходимый натяг производится упорным винтом, который ввинчен в свой кронштейн.The problem is solved by using the proposed device for rolling cylindrical, eccentric, cam, screw outer surfaces of shafts with adjustable load, comprising a housing and holders of at least three with deforming elements, pivotally connected to the housing, and each deforming element is equipped with a loading device made in the form lever, with a deforming element pivotally mounted in it, while loading is carried out by a cylindrical compression screw spring, each which rests on one end of the lever and abuts against an adjusting nut that is screwed into the bracket, rigidly fixed to the housing, and the other end of the lever is pivotally mounted using the axis in the housing and cheek attached to the housing at a distance controlled by spacer sleeves, and the adjustment to the machined the diameter and the necessary tightness are made by a stop screw, which is screwed into its bracket.
Сущность устройства поясняется чертежами.The essence of the device is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема обкатывания винта винтового насоса предлагаемым устройством, общий вид; на фиг.2 - конструкция устройства, поперечный частичный разрез; на фиг.3 - продольное сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - вариант расположения деформирующих роликов одинакового профиля с одинаковым усилием нагружения и сдвинутых в продольном направлении относительно друг друга; на фиг.5 - вариант расположения деформирующих роликов одинакового профиля с различным усилием нагружения и сдвинутых в продольном направлении относительно друг друга; на фиг.6 - вариант расположения деформирующих роликов с различным профилем и с одинаковым усилием нагружения, сдвинутых в продольном направлении относительно друг друга.Figure 1 presents a diagram of the rolling of the screw of a screw pump of the proposed device, General view; figure 2 - design of the device, a transverse partial section; figure 3 is a longitudinal section aa in figure 2; figure 4 is a variant of the location of the deforming rollers of the same profile with the same loading force and shifted in the longitudinal direction relative to each other; figure 5 is a variant of the location of the deforming rollers of the same profile with different load forces and shifted in the longitudinal direction relative to each other; Fig.6 is a variant of the location of the deforming rollers with a different profile and with the same loading force, shifted in the longitudinal direction relative to each other.
Предлагаемое устройство относится к многоэлементному деформирующему инструменту с регулируемой нагрузкой на деформирующие элементы - ролики и служит для обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) - обкатыванием и упрочнением цилиндрических, эксцентриковых, кулачковых, винтовых наружных поверхностей валов 1, которым сообщают вращательное движение Vз относительно собственной продольной оси и продольную подачу Sпр устройству 2.The proposed device relates to a multi-element deforming tool with an adjustable load on the deforming elements - rollers and is used for surface plastic deformation (PPD) - rolling and hardening of the cylindrical, eccentric, cam, screw outer surfaces of the shafts 1, which inform the rotational movement V s relative to its own longitudinal axis and longitudinal feed S pr device 2.
Устройство 2 содержит корпус, состоящий из вертикальной стойки и горизонтального основания, объединенных в Г-образную форму. Стойка корпуса имеет центральное отверстие для свободного прохождения через нее обрабатываемой заготовки. К стойке корпуса винтами 3 прикреплена щека 4 на расстоянии, контролируемом распорными втулками 5.The
Между щекой 4 и стойкой корпуса расположены деформирующие элементы, например, в виде роликов 6, в количестве не менее трех. Деформирующие элементы 6 шарнирно соединены со стойкой корпуса и каждый из них снабжен устройством нагружения.Between the
Устройство нагружения выполнено в виде рычага 7, в средней части которого шарнирно на оси 8 установлен с возможностью вращения деформирующий элемент 6. Нагружение деформирующего элемента 6 осуществляется цилиндрической винтовой пружиной сжатия 9, воздействующей на один конец рычага 7. Пружина 9 смонтирована между рычагом 7 и регулировочной гайкой 10, которая ввинчена в кронштейн 11, жестко закрепленный на стойке корпуса. Для предотвращения продольного прогиба пружины 9 внутри нее шарнирно установлен шток 12.The loading device is made in the form of a
Другим концом рычаг 7 шарнирно с помощью оси 13 закреплен в стойке корпуса и щеке 4.At the other end, the
Настройка деформирующего элемента 6 на обрабатываемый диаметр и необходимый натяг производится упорным винтом 14, который ввинчен в свой кронштейн 15, жестко закрепленный на стойке корпуса.The setting of the
Работа устройства заключается в следующем.The operation of the device is as follows.
При финишной обработке поверхностным пластическим деформированием - обкатыванием заготовки вала 1 с переменным сечением (например, винта винтового насоса, имеющего профиль и размеры D, D1, t, показанного на фиг.1) предлагаемым устройством ее закрепляют в патроне 16 шпинделя 17 передней бабки 18, подводят устройство и вводят свободный конец заготовки винта в отверстие стойки и поджимают центром 19 задней бабки 20. Обрабатываемой заготовке сообщают вращательное движение Vз. Скорость вращения заготовки задают в зависимости от требуемой производительности, конструктивных особенностей заготовки и оборудования. Обычно скорость составляет 30…150 м/мин.When finishing surface plastic deformation by rolling in a billet of a shaft 1 with a variable cross-section (for example, a screw of a screw pump having a profile and dimensions D, D 1 , t shown in FIG. 1), the device is fixed by the proposed device in the
Устройству сообщают продольную подачу Sпр в одну сторону не более 0,1…3,0 мм/об. Оптимальную подачу Sпр° определяют по формуле:The device is informed of a longitudinal feed S pr in one direction of not more than 0.1 ... 3.0 mm / rev. The optimal supply S pr ° is determined by the formula:
Sпр°=kSэ,S pr ° = kS e
где k - число деформирующих элементов;where k is the number of deforming elements;
Sэ - подача на один деформирующий элемент, принимается для роликов не более - 0,02…0,10 мм/об.S e - feed on one deforming element, is adopted for rollers no more - 0.02 ... 0.10 mm / rev
При переходе на обработку другого типоразмера вала в устройстве достаточно заменить деформирующие элементы.When switching to processing of another shaft size in the device, it is sufficient to replace the deforming elements.
Благодаря реализованным в предлагаемом устройстве возможностям регулирования расположения деформирующих элементов относительно друг друга в продольном направлении, а также регулирования нагрузки на каждом рычаге с деформирующим элементом в отдельности, расширились технологические возможности ППД. Представляют интерес следующие варианты наладок.Thanks to the possibilities of regulating the location of deforming elements relative to each other in the longitudinal direction implemented in the proposed device, as well as adjusting the load on each arm with the deforming element separately, the technological capabilities of the PPD have expanded. The following setup options are of interest.
1. Три деформирующих элемента - ролика одинакового профиля (r1=r2=r3) установлены в одной поперечной плоскости (см. фиг.2, 3) и всем роликам сообщается одинаковая нагрузка (P1=Р2=Р3).1. Three deforming elements - rollers of the same profile (r 1 = r 2 = r 3 ) are installed in the same transverse plane (see Fig. 2, 3) and the same load is communicated to all rollers (P 1 = P 2 = P 3 ).
2. Три деформирующих элемента - ролика одинакового профиля (r1=r2=r3) установлены в разных поперечных плоскостях (см. фиг.4), т.е. ролики сдвинуты в продольном направлении друг относительно друга, и всем роликам сообщается одинаковая нагрузка (P1=Р2=Р3).2. Three deforming elements - rollers of the same profile (r 1 = r 2 = r 3 ) are installed in different transverse planes (see figure 4), i.e. the rollers are longitudinally shifted relative to each other, and the same load is imparted to all the rollers (P 1 = P 2 = P 3 ).
3. Три деформирующих элемента - ролика одинакового профиля (r1=r2=r3) установлены в разных поперечных плоскостях (см. фиг.5), т.е. ролики сдвинуты в продольном направлении друг относительно друга, и ролики нагружены различным усилием (P1≠Р2≠Р3; например, P1<Р2<Р3).3. Three deforming elements - rollers of the same profile (r 1 = r 2 = r 3 ) are installed in different transverse planes (see figure 5), ie the rollers are longitudinally shifted relative to each other, and the rollers are loaded with different forces (P 1 ≠ P 2 ≠ P 3 ; for example, P 1 <P 2 <P 3 ).
4. Три деформирующих элемента - ролика различного профиля (r1≠r2≠r3; например,4. Three deforming elements - rollers of different profiles (r 1 ≠ r 2 ≠ r 3 ; for example,
r1<r2<r3) установлены в разных поперечных плоскостях (см. фиг.6), т.е. ролики сдвинуты в продольном направлении друг относительно друга, и всем роликам сообщается одинаковая нагрузка (P1=Р2=Р3).r 1 <r 2 <r 3 ) are installed in different transverse planes (see Fig.6), i.e. the rollers are longitudinally shifted relative to each other, and the same load is imparted to all the rollers (P 1 = P 2 = P 3 ).
5. Три деформирующих элемента - ролика различного профиля (r1≠r2≠r3; например,5. Three deforming elements - rollers of different profiles (r 1 ≠ r 2 ≠ r 3 ; for example,
r1<r2<r3) установлены в разных поперечных плоскостях (не показаны), т.е. ролики сдвинуты в продольном направлении друг относительно друга, и всем роликам сообщается разная нагрузка (P1≠Р2≠Р3; P1<Р2<Р3).r 1 <r 2 <r 3 ) are installed in different transverse planes (not shown), i.e. the rollers are shifted longitudinally relative to each other, and different rollers are given a different load (P 1 ≠ P 2 ≠ P 3 ; P 1 <P 2 <P 3 ).
Изменение положения деформирующих элементов - роликов относительно друг друга в продольном направлении позволяет увеличить производительность обработки заготовок, а различная степень нагружения деформирующих элементов позволяет изменить, уменьшить высоту микронеровностей обрабатываемой поверхности. Изменяя эти параметры устройства, добиваются требуемых параметров обрабатываемой поверхности.Changing the position of the deforming elements - rollers relative to each other in the longitudinal direction allows you to increase the processing productivity of the workpieces, and a different degree of loading of the deforming elements allows you to change, reduce the height of the microroughness of the processed surface. By changing these parameters of the device, the required parameters of the processed surface are achieved.
Пример. Обрабатывался обкатыванием винт левый Н41.1016.01.001 винтового нефтедобывающего насоса ЭВН5-25-1500, который имел следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - D1=27-0,05 мм, D=30,3 мм, эксцентриситет e1=1,65 мм, е=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. Предварительная обработка точением и финишная обработка обкатыванием проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К20, окружная скорость заготовки - vз=84,78 м/мин (1,41 м/с), nз=1000 об/мин, продольную подачу Sпр° определяли по формуле Sпр°=kSэ мм/об и принимали Sпр°=3·0,03=0,39 мм/об, где k=3 - количество роликов в устройстве, диаметр рабочей части роликов - 7,94 мм. Усилие обкатывания составляло около ≈1700 Н, глубина наклепанного слоя находилась в пределах 0,15…0,20 мм; величина, на которую изменился размер после обкатки - 0,01…0,02 мм; смазывающе-охлаждающей жидкостью при обкатывании служил сульфофрезол (5%-ная эмульсия).Example. The left screw N41.1016.01.001 of the screw oil pump ЭВН5-25-1500, which had the following dimensions, was processed by rolling in: the total length was 1282 mm, the length of the screw part was 1208 mm, and the cross-section diameter of the screw was D 1 = 27 -0.05 mm , D = 30.3 mm, eccentricity e 1 = 1.65 mm, e = 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. Preliminary processing by turning and finishing processing by rolling was carried out on a mod screw-cutting lathe. 16K20, the peripheral speed of the workpiece - v s = 84.78 m / min (1.41 m / s), n s = 1000 rpm, the longitudinal feed S pr ° was determined by the formula S pr ° = kS e mm / rev and took S pr ° = 3 · 0.03 = 0.39 mm / rev, where k = 3 is the number of rollers in the device, the diameter of the working part of the rollers is 7.94 mm. The breaking-in force was about ≈1700 N, the depth of the riveted layer was in the range 0.15 ... 0.20 mm; the value by which the size has changed after running-in - 0.01 ... 0.02 mm; Sulfofresol (5% emulsion) served as a lubricant-cooling fluid during the run-in.
Требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=3,15 мин (против Тм баз=16,80 мин по базовому варианту при традиционном шлифовании с помощью шлифовальной головки, с последующим полированием абразивной лентой ЛВТ 2200×55 Э4, 5-8-10 ГОСТ 12439-79 на токарном станке 1К62 на АО "Ливгидромаш"). 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.The required roughness and accuracy of the helical surface was achieved after T m = 3.15 min (against T m bases = 16.80 min according to the basic version with traditional grinding using a grinding head, followed by polishing with an abrasive tape LVT 2200 × 55 Э4, 5- 8-10 GOST 12439-79 on a 1K62 lathe at Livhydromash JSC). The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B class 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.
Достоинствами предлагаемого многоэлементного устройства являются:The advantages of the proposed multi-element device are:
- возможность обкатывания нежестких валов с повышением точности обработки (на 10…20%) за счет конструкции, позволяющей независимое нагружение каждого деформирующего элемента (отклонение формы не более 10…30 мкм);- the possibility of rolling in non-rigid shafts with an increase in machining accuracy (by 10 ... 20%) due to a design that allows independent loading of each deforming element (shape deviation no more than 10 ... 30 microns);
- обеспечение постоянного усилия контакта при различных профилях деформирующих элементов;- ensuring a constant contact force with different profiles of deforming elements;
- уменьшает погрешность предшествующей обработки;- reduces the error of the previous processing;
- многоэлементность устройства позволяет осуществить многопроходность обработки, за счет чего достигается более высокое качество обработки;- multi-element device allows for multi-pass processing, due to which a higher quality of processing is achieved;
- позволяет разгрузить узлы станка от одностороннего приложения усилия и обрабатывать нежесткие валы;- allows you to unload the machine components from a one-sided application of force and handle non-rigid shafts;
- образование определенной макро- и микрогеометрической формы обработанной поверхности, уменьшение параметра шероховатости - сглаживание поверхности, изменение структуры материала - поверхностный наклеп и создание определенного напряженного состояния - все это благоприятно действует на износостойкость.- 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 — surface hardening, and the creation of a certain stress state — all this favorably affects the wear resistance.
Предлагаемое устройство несложное по конструкции и надежное в эксплуатации, а способ обкатывания цилиндрических, эксцентриковых, кулачковых, винтовых поверхностей устройством отличается простотой в реализации. Получаемые на поверхности упрочняемой заготовки структуры слоев обладают повышенной твердостью, а соответственно, износостойкостью и сопротивлением усталостному разрушению.The proposed device is simple in design and reliable in operation, and the method of rolling cylindrical, eccentric, cam, screw surfaces of the 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 устройства позволяет повысить производительность обработки в 1,5…2,0 раза и обеспечить высокую точность.Using the proposed device allows to increase processing productivity by 1.5 ... 2.0 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.387, рис.6 - прототип.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. P.387, Fig. 6 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008140187/02A RU2371300C1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Device for rolling with adjustable load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008140187/02A RU2371300C1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Device for rolling with adjustable load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2371300C1 true RU2371300C1 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008140187/02A RU2371300C1 (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Device for rolling with adjustable load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2371300C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705192C1 (en) * | 2019-06-25 | 2019-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") | Method of making springs with high strength |
-
2008
- 2008-10-09 RU RU2008140187/02A patent/RU2371300C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705192C1 (en) * | 2019-06-25 | 2019-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") | Method of making springs with high strength |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2371300C1 (en) | Device for rolling with adjustable load | |
EP3411181B1 (en) | Narrow shoe journal microfinishing apparatus and method | |
RU2371301C1 (en) | Method of rolling with controlled load | |
RU2337807C1 (en) | Device for static-pulse rolling of screws | |
RU2679809C1 (en) | Centerless cylindrical grinding machine | |
RU2430826C2 (en) | Device for surface plastic deformation | |
RU2259909C1 (en) | Method for rolling around non-rigid and eccentric shafts | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
RU2409462C1 (en) | Device for vibration rolling of shafts and screws | |
RU2268134C1 (en) | Floating apparatus for rolling-out non-rigid screws | |
RU2275289C1 (en) | Method of surface plastic deformation of embracing rings | |
RU2288828C1 (en) | Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former | |
RU2349443C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
Mandole et al. | Manufacturing of portable vertical honing machine for small diameter bores | |
RU2412041C1 (en) | Method of vibration rolling of shafts and screws | |
RU2275288C1 (en) | Embracing deforming tool | |
JP6107348B2 (en) | Internal grinding machine | |
RU2349444C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
RU2297318C1 (en) | Rolling device with the deforming spring | |
JP2004034233A (en) | Lap working method and device for nut screw groove | |
RU2337804C1 (en) | Method for rolling screws with rounded cross profile | |
RU2268135C1 (en) | Non-rigid screw rolling-out method | |
RU2347662C1 (en) | Method for static-impulse processing of shafts | |
RU2347663C1 (en) | Device for static-pulse rolling of shafts | |
RU2334596C1 (en) | Method of orbital pin cutting of screws |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101010 |