RU2380212C1 - Method for processing of nonrigid shafts - Google Patents
Method for processing of nonrigid shafts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380212C1 RU2380212C1 RU2008122826/02A RU2008122826A RU2380212C1 RU 2380212 C1 RU2380212 C1 RU 2380212C1 RU 2008122826/02 A RU2008122826/02 A RU 2008122826/02A RU 2008122826 A RU2008122826 A RU 2008122826A RU 2380212 C1 RU2380212 C1 RU 2380212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- nonrigid
- plastic deformation
- elastic deformation
- total
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к правке с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой поверхностным пластическим деформированием нежестких валов.The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to dressing with simultaneous finishing and hardening by surface plastic deformation of non-rigid shafts.
Прототипом предлагаемого способа является способ обработки нежестких валов, в котором осуществляют предварительное упругое деформирование нежесткого вала и правку с одновременным поверхностным пластическим деформированием, осуществляемым с постоянным усилием деформирующего инструмента, перемещаемого вдоль образующей нежесткого вала [1].The prototype of the proposed method is a method of processing non-rigid shafts, in which preliminary elastic deformation of a non-rigid shaft and straightening with simultaneous surface plastic deformation are carried out with constant force of a deforming tool moving along a non-rigid shaft [1].
Недостатками данного способа являются недостаточные производительность и эффективность исправления коробления нежестких валов. Низкая производительность правки обусловлена большой трудоемкостью процесса предварительного упругого деформирования вала, осуществляемого путем приложения изгибающих моментов. Недостаточная эффективность исправления коробления валов обусловлена погрешностью правки, возникающей вследствие изменения глубины внедрения деформирующего инструмента из-за радиального биения детали при ее планетарном вращении вокруг линии центров.The disadvantages of this method are the lack of productivity and effectiveness of the correction of warpage of non-rigid shafts. The low productivity of dressing due to the high complexity of the process of preliminary elastic deformation of the shaft, carried out by applying bending moments. The insufficient efficiency of correcting the warping of the shafts is due to a correction error arising due to a change in the depth of penetration of the deforming tool due to the radial runout of the part during its planetary rotation around the line of centers.
Задачей изобретения является повышение качества нежестких валов.The objective of the invention is to improve the quality of non-rigid shafts.
Техническим решением предлагаемого способа является повышение производительности и точности правки нежестких валов с одновременным упрочнением их поверхности.The technical solution of the proposed method is to increase the productivity and accuracy of editing non-rigid shafts with simultaneous hardening of their surface.
Техническое решение достигается за счет того, что вал перед обработкой упруго деформируют приложением поперечной силы с вогнутой стороны изделия в направлении деформирующего инструмента на величинуThe technical solution is achieved due to the fact that the shaft before processing is elastically deformed by applying a transverse force from the concave side of the product in the direction of the deforming tool by an amount
где fобщ - величина общей упругой деформации вала, отсчитываемой от линии центров, мм;where f total - the value of the total elastic deformation of the shaft, measured from the line of centers, mm;
fисх - величина исходного прогиба вала в середине детали, мм;f Ref is the value of the initial deflection of the shaft in the middle of the part, mm;
ζ - коэффициент изгиба, который выбирают в пределах 0,01-5,0,ζ is the bending coefficient, which is selected in the range of 0.01-5.0,
а правку с одновременным поверхностным пластическим деформированием осуществляют в каждом поперечном сечении нежесткого вала, вращающегося вокруг своей центральной оси, с обеспечением ее смещения на величину fобщ на участке, который симметрично расположен относительно середины вала.and dressing with simultaneous surface plastic deformation is carried out in each cross section of a non-rigid shaft rotating around its central axis, ensuring its displacement by the value of f total in the area that is symmetrically located relative to the middle of the shaft.
Такая совокупность новых признаков с известными позволяет по сравнению с прототипом повысить производительность и точность правки нежестких валов с одновременным упрочнением их поверхности. Повышение производительности правки достигается за счет упрощения процесса предварительного упругого деформирования вала. Повышение точности правки нежестких валов достигается за счет замыкания упругодеформированного вала между вершинами сглаживающих роликов и деформирующего инструмента, которое дает возможность валу вращаться вокруг своей центральной оси и позволяет исключить негативное влияние радиального биения на глубину внедрения инструмента, которое присуще прототипу.This combination of new features with the known allows, in comparison with the prototype, to increase the productivity and accuracy of dressing of non-rigid shafts while strengthening their surface. Improving dressing productivity is achieved by simplifying the process of preliminary elastic deformation of the shaft. Improving the accuracy of editing non-rigid shafts is achieved by locking the elastically deformed shaft between the tops of the smoothing rollers and the deforming tool, which allows the shaft to rotate around its central axis and eliminates the negative effect of radial runout on the depth of tool penetration, which is inherent in the prototype.
На фиг.1 представлена схема процесса предварительного упругого деформирования вала, осуществляемого перед обработкой; на фиг.2 показана схема правки с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой нежестких валов; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.Figure 1 presents a diagram of the process of preliminary elastic deformation of the shaft, carried out before processing; figure 2 shows the editing scheme with simultaneous finishing and hardening processing of non-rigid shafts; figure 3 is a section aa in figure 2.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Предварительно обкатывающее устройство с деформирующим инструментом 8 в виде шара или ролика закрепляют в резцедержателе, а механизм предварительного нагружения обрабатываемой детали 1, состоящий из винтовой пары 4, каретки 5 и опорного элемента, выполненного в виде призмы 6 с двумя сглаживающими роликами 7, - на суппорте токарного станка.A pre-rolling device with a
Измеряют исходный прогиб вала 1 fисх и по нему по формуле (1) рассчитывают величину изгиба вала fобщ, отсчитываемую от линии центров. Коэффициент изгиба выбирают в пределах 0,01-5,0. Этот диапазон предложен на основании практического выбора при правке нежестких валов поверхностным пластическим деформированием. За нижним пределом способ малоэффективен, т.к. не обеспечивается необходимая для устранения коробления неравномерность интенсивности пластической деформации по контуру поперечного сечения вала, а за верхним пределом способ неосуществим вследствие возникновения пластической деформации при изгибе вала.The initial deflection of the shaft 1 f Ref is measured and the value of the bending of the shaft f total calculated from the line of centers is calculated using the formula (1). The bending coefficient is selected in the range of 0.01-5.0. This range is proposed on the basis of a practical choice when dressing non-rigid shafts with surface plastic deformation. Beyond the lower limit, the method is ineffective, because the unevenness of the intensity of plastic deformation along the contour of the cross section of the shaft, which is necessary to eliminate warping, is not provided, and beyond the upper limit, the method is not feasible due to the occurrence of plastic deformation during bending of the shaft.
Обрабатываемый вал 1 устанавливают в переднем 2 и заднем 3 центрах токарного станка в положении выпуклостью к деформирующему инструменту 8. С вогнутой стороны вала 1 прикладывают поперечную силу Ру со стороны опорного элемента путем перемещения каретки 5 посредством винтовой пары 4 (фиг.1). Таким образом, осуществляют предварительное упругое деформирование вала 1 на величину fобщ в плоскости коробления изделия 1 в направлении деформирующего инструмента 8. В таком положении механизм предварительного нагружения обрабатываемой детали 1 и обкатывающее устройство перемещают вдоль образующей детали 1 к началу обрабатываемого участка вала 1. К детали 1 подводят деформирующий инструмент 8 и устанавливают давление в гидроцилиндре 9 (фиг.2). При этом деформирующий инструмент 8 поджимается к обрабатываемой поверхности детали 1 с величиной рабочего усилия Р, которое выбирают из условия осуществления оптимального режима пластического деформирования. Включают привод вращения изделия 1, а обкатывающему устройству и механизму предварительного нагружения обрабатываемой детали 1 сообщают продольное движение подачи. Деталь 1 в процессе обработки вращается вокруг своей центральной оси, смещенной относительно линии центров 2, 3 в каждом поперечном сечении обрабатываемого участка на величину fобщ (фиг.3).The
Таким образом, производят обкатку упругодеформированного вала на участке длиной l (фиг.2), который симметрично расположен относительно середины детали (L/2), где L - длина вала.Thus, an elastically deformed shaft is run-in in a section of length l (Fig. 2), which is symmetrically located relative to the middle of the part (L / 2), where L is the shaft length.
Достижение положительного эффекта правки объясняется следующим.Achieving a positive effect of editing is explained by the following.
При вращении вал 1 испытывает знакопеременное нагружение, которое обусловлено предварительным упругим деформированием и короблением детали 1. При повороте исходной вогнутой стороны вала 1 к деформирующему инструменту 8 в его поверхностном слое всегда возникает упругая деформация растяжения, большая по величине, чем при повороте исходной выпуклой стороны. Эта деформация складывается с упругопластической деформацией, которая развивается в поверхностном слое вала 1 под силовым воздействием Р деформирующего инструмента 8 в процессе поверхностного упрочнения. При этом сглаживающие ролики 7, имеющие форму цилиндра с прямолинейной образующей, при обработке не осуществляют пластическую деформацию материала поверхностного слоя детали. В результате сложения деформаций, вызываемых действием Р инструмента 8 и поперечной силы Ру со стороны опорного элемента, поверхностный слой по контуру поперечного сечения вала получает различную интенсивность пластической деформации материала. При этом поверхностный слой с вогнутой стороны вала получает большую интенсивность пластической деформации, чем с выпуклой стороны. Неравномерное распределение по контуру поперечного сечения вала 1 интенсивности пластической деформации материала обеспечивает его выпрямление. Таким образом, одновременно с обкаткой поверхности вала 1 идет процесс его правки строго в плоскости коробления.During rotation, the
Пример. По предлагаемому способу проводилась обработка нежесткого вала из стали 20 с радиусом r=7,5 мм, длиной L=400 мм. Изделие имело исходный прогиб fисх=0,3 мм. Назначили режимы обработки, для которых из практического опыта был определен коэффициент изгиба. Так, при обкатке вала деформирующим инструментом в виде шара диаметром 15 мм с усилием Р=1000 Н, продольной подачей S=0,07 мм/об и скоростью обкатывания v=44 м/мин коэффициент изгиба составил ζ=2,0. По формуле (1) определили общую упругую деформацию изгиба fобщ=0,9 мм. Вал установили в центрах токарного станка и изогнули в направлении деформирующего шара на величину fобщ=0,9 мм, отсчитываемую от линии центров. Обработали участок вала длиной l=300 мм, который симметрично расположен относительно середины вала (L/2), на указанных режимах. После обработки и раскрепления вала величина остаточного прогиба составила fост=0,015 мм. Кроме того, обкатка вала позволила увеличить поверхностную твердость с НВ 170 до НВ 198 и снизить шероховатость с Ra=2,35 мкм до Ra=0,28 мкм.Example. According to the proposed method, a non-rigid shaft of steel 20 was processed with a radius of r = 7.5 mm and a length of L = 400 mm. The product had an initial deflection f ref = 0.3 mm. Processing modes were assigned for which bending coefficient was determined from practical experience. So, when running the shaft with a deforming tool in the form of a ball with a diameter of 15 mm with a force of P = 1000 N, a longitudinal feed of S = 0.07 mm / rev and a rolling speed of v = 44 m / min, the bending coefficient was ζ = 2.0. By the formula (1), the total elastic bending deformation f total = 0.9 mm was determined. The shaft was installed in the centers of the lathe and bent in the direction of the deforming ball by a value of f total = 0.9 mm, counted from the line of centers. A section of the shaft with a length of l = 300 mm, which is symmetrically located relative to the middle of the shaft (L / 2), was processed in the indicated modes. After processing and unfastening the shaft, the value of the residual deflection was f ost = 0.015 mm In addition, the running-in of the shaft made it possible to increase the surface hardness from HB 170 to HB 198 and reduce the roughness from R a = 2.35 μm to R a = 0.28 μm.
Использование изобретения в сравнении с прототипом позволяет более производительно и эффективно устранять коробление нежестких валов при проведении отделочно-упрочняющей обработки поверхности изделий. Это обеспечит уменьшение числа бракованных изделий и сократит расходы на их изготовление.The use of the invention in comparison with the prototype allows you to more efficiently and effectively eliminate warpage of non-rigid shafts during the finishing and hardening of the surface treatment of products. This will reduce the number of defective products and reduce the cost of their manufacture.
Источники информацииInformation sources
1. Патент 2021098 РФ, В24В 39/04, B21D 3/16, 1994, БИ №19 (прототип).1. Patent 2021098 of the Russian Federation, B24B 39/04,
Claims (1)
fобщ=(1+ζ)fисх,
где fобщ - величина общей упругой деформации вала, отсчитываемой от линии центров, мм;
fисх - величина исходного прогиба вала в середине детали, мм;
ζ - коэффициент изгиба, который выбирают в пределах 0,01-5,0, а правку с одновременным поверхностным пластическим деформированием осуществляют в каждом поперечном сечении нежесткого вала с обеспечением смещения его центральной оси вращения на величину fобщ на участке, который симметрично расположен относительно середины вала. A method of processing non-rigid shafts, including pre-elastic deformation of a non-rigid shaft, straightening with simultaneous surface plastic deformation, carried out with a constant force of a deforming tool moving along a generatrix of a non-rigid shaft rotating around its central axis, characterized in that the preliminary elastic deformation of the non-rigid shaft is carried out by applying transverse force from the concave side of the product in the direction of the deforming tool, by
f total = (1 + ζ) f out ,
where f total - the value of the total elastic deformation of the shaft, measured from the line of centers, mm;
f Ref is the value of the initial deflection of the shaft in the middle of the part, mm;
ζ is the bending coefficient, which is selected in the range of 0.01-5.0, and dressing with simultaneous surface plastic deformation is carried out in each cross section of the non-rigid shaft with the offset of its central axis of rotation by f total in the area that is symmetrically located relative to the middle shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122826/02A RU2380212C1 (en) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Method for processing of nonrigid shafts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122826/02A RU2380212C1 (en) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Method for processing of nonrigid shafts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008122826A RU2008122826A (en) | 2009-12-10 |
RU2380212C1 true RU2380212C1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=41489211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122826/02A RU2380212C1 (en) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Method for processing of nonrigid shafts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2380212C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553124C2 (en) * | 2013-07-19 | 2015-06-10 | Владимир Станиславович Олешко | Hardening of metal parts of machines |
RU2611616C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of long parts sizes stabilization |
RU2611614C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of flexible parts straightening and stabilization |
RU2685826C1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Method of straightening of low-standard cylindrical parts |
RU2686963C1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-05-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" "ФГБОУ ВО "ИРНИТУ" | Method of cylindrical parts straightening |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525023C1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method for straightening of non-rigid long-length parts |
-
2008
- 2008-06-05 RU RU2008122826/02A patent/RU2380212C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553124C2 (en) * | 2013-07-19 | 2015-06-10 | Владимир Станиславович Олешко | Hardening of metal parts of machines |
RU2611616C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of long parts sizes stabilization |
RU2611614C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of flexible parts straightening and stabilization |
RU2685826C1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Method of straightening of low-standard cylindrical parts |
RU2686963C1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-05-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" "ФГБОУ ВО "ИРНИТУ" | Method of cylindrical parts straightening |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008122826A (en) | 2009-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380212C1 (en) | Method for processing of nonrigid shafts | |
CA2638236A1 (en) | Method and machine for producing a rotor of an eccentric screw pump | |
KR101620936B1 (en) | Method and apparatus for producing metal sections with a closely toleranced chamber dimension | |
CN105127211B (en) | Method and device for horizontal profiling correction of metal plate strip | |
RU98964U1 (en) | SHAFT EDITING MACHINE WITH SIMULTANEOUS FINISHING AND STRENGTHENING MACHINING | |
CN113316491A (en) | Changing the effective contour of the working surfaces of the working rolls during the hot rolling of a rolling stock in a rolling stand to a rolled strip | |
CN108778556B (en) | Rolling device for rolling a workpiece of a toothed segment and corresponding method | |
RU2347640C1 (en) | Method for static-impulse burnishing of gear wheels | |
RU2570135C1 (en) | Method of dressing of grinding wheel of centreless grinder | |
RU2717757C1 (en) | Device for removal of allowance for small and non-uniform thickness of cylindrical surfaces of parts | |
RU2686963C1 (en) | Method of cylindrical parts straightening | |
KR100415300B1 (en) | A rolling work hardening apparatus for wire rod | |
RU2413586C1 (en) | Method of hollow article rotary drawing | |
RU2353447C2 (en) | Forming roll processing | |
RU2784711C1 (en) | Method for levelling steel rolled stock | |
RU2728140C1 (en) | Machine for surfaces of parts rotation finish | |
RU2827624C1 (en) | Method of straightening and hardening of cylindrical parts | |
RU2685826C1 (en) | Method of straightening of low-standard cylindrical parts | |
Morozov et al. | Geometric accuracy of straight-sided splines on shafts in case of multi-pass cold plastic deformation with a knurling head | |
RU2464154C1 (en) | Method of combined processing by grinding and surface plastic deformation | |
RU2371266C1 (en) | Method for preparation of working rollers in pinch-pass mill | |
KR100393895B1 (en) | A rolling work hardening apparatus for wire rod | |
RU2255825C1 (en) | Steel strip straightening method | |
RU2284237C2 (en) | Method for straightening cylindrical articles and simultaneously finishing and strengthening them | |
ITMI20111830A1 (en) | DEVICE FOR BAR SURFACE WORKING |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110606 |