RU2420390C2 - Method of burnishing by electric head - Google Patents

Method of burnishing by electric head Download PDF

Info

Publication number
RU2420390C2
RU2420390C2 RU2009129273/02A RU2009129273A RU2420390C2 RU 2420390 C2 RU2420390 C2 RU 2420390C2 RU 2009129273/02 A RU2009129273/02 A RU 2009129273/02A RU 2009129273 A RU2009129273 A RU 2009129273A RU 2420390 C2 RU2420390 C2 RU 2420390C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deforming
workpiece
rotor
leaf springs
deforming tool
Prior art date
Application number
RU2009129273/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009129273A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Александр Михайлович Гаврилин (RU)
Александр Михайлович Гаврилин
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Владимир Ильич Сотников (RU)
Владимир Ильич Сотников
Дмитрий Евгеньевич Тарасов (RU)
Дмитрий Евгеньевич Тарасов
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 RU2009129273/02A priority Critical patent/RU2420390C2/en
Publication of RU2009129273A publication Critical patent/RU2009129273A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2420390C2 publication Critical patent/RU2420390C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to rotary drawing of cylindrical shells, hollow articles and, to static pulse spinning. Billet and deforming tool are driven to revolve about their axes. Deforming tool is fed longitudinally. Deforming tool is used that comprises body made up of three-phase induction squirrel-cage motor with rotor running in antifriction bearing there inside. Deforming elements are arranged inside the rotor, in its bore, and on one end of L-bent plate springs. Plate springs have their other end rigidly secured onto rotor end face. Deforming elements make external elements of the workpiece.
EFFECT: expanded performances, higher efficiency and quality.
5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД), и может быть использовано для чистового и упрочняющего обкатывания валов нежестких с винтовыми, цилиндрическими и другими сложно-профильными поверхностями, например винтов винтовых насосов, винтовых поверхностей с скругленно-синусоидальным профилем, эксцентриковых шеек валов, поверхностей кулачковых и РК-профилей.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the treatment of surface plastic deformation (PPD), and can be used for finishing and hardening the rolling of non-rigid shafts with screw, cylindrical and other complex profile surfaces, for example screw pump pumps, screw surfaces with rounded sinusoidal profile, eccentric shaft necks, cam surfaces and PK profiles.

Известен способ обкатывания трехроликовым приспособлением, закрепляемым на суппорте токарного станка, состоящим из корпуса и шарнирно соединенную с ним державку с тремя деформирующими элементами - роликами, при этом державка позволяет разгрузить узлы станка от односторонне приложенного усилия и обработки нежестких деталей типа валов [1]. Шарнирное соединение державки с корпусом повышает точность обработки валов и исключает влияние биения поверхности валов, приобретенное на предыдущих операциях.There is a method of rolling in a three-roller device mounted on a support of a lathe, consisting of a housing and a holder pivotally connected to it with three deforming elements - rollers, while the holder allows you to unload the machine components from unilaterally applied efforts and processing non-rigid parts such as shafts [1]. The hinged connection of the holder with the body increases the accuracy of the shaft processing and eliminates the influence of the beating of the shaft surface acquired in previous operations.

Недостатками известного способа и устройства являются узкие технологические возможности, при которых чистовая обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД) винтовых наружных поверхностей после соответствующей модернизации является весьма сложной, а ряде случаев невозможной, при этом невысокая производительность и сложная длительная настройка повышает себестоимость обработки.The disadvantages of the known method and device are the narrow technological capabilities in which the finishing by surface plastic deformation (PPD) of the screw outer surfaces after appropriate modernization is very difficult, and in some cases impossible, while low productivity and complicated long-term adjustment increases the cost of processing.

Известен способ и устройство, содержащее корпус с индивидуальным высокоскоростным приводом, охватывающее заготовку кольцо с деформирующими элементами, расположенными на беговой дорожке на внутренней поверхности, причем корпус-кольцо установлен в кривошипе, также имеющему индивидуальный привод, благодаря которому сообщают дополнительное планетарное вращение относительно оси, проходящей через центр заготовки, параллельной и смещенной относительно оси корпуса-кольца на величину эксцентриситета [2, 3].A known method and device comprising a housing with an individual high-speed drive, covering the workpiece ring with deforming elements located on the treadmill on the inner surface, and the housing-ring is mounted in a crank, also having an individual drive, due to which additional planetary rotation about an axis passing through through the center of the workpiece, parallel and offset relative to the axis of the ring body by the amount of eccentricity [2, 3].

Недостатками известного способа и устройства являются узкие технологические возможности ППД, при которых чистовая обработка поверхностным пластическим деформированием винтовых наружных поверхностей после соответствующей модернизации является весьма сложной, а в ряде случаев невозможной. Одностороннее действие усилия деформирования ухудшает качество обрабатываемой поверхности. Кроме того, конструктивно сложный привод, состоящий из двух индивидуальных приводов, повышает себестоимость обработки, снижает производительность, требует сложной и длительной настройки.The disadvantages of the known method and device are the narrow technological capabilities of PPD, in which the finish surface plastic deformation of the screw outer surfaces after appropriate modernization is very difficult, and in some cases impossible. The unilateral action of the deformation force worsens the quality of the surface being machined. In addition, a structurally complex drive, consisting of two individual drives, increases the cost of processing, reduces productivity, requires complex and lengthy settings.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей ППД сложно-профильных поверхностей путем использования охватывающего инструмента с деформирующими элементами, расположенными на внутренней поверхности, расположенного в роторе электродвигателя и позволяющего улучшить качество обрабатываемой поверхности, повысить производительность и снизить себестоимость обработки.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of PPD of complex-profile surfaces by using a covering tool with deforming elements located on the inner surface located in the rotor of the electric motor and allowing to improve the quality of the processed surface, increase productivity and reduce the cost of processing.

Поставленная задача решается предлагаемым способом обкатывания поверхностным пластическим деформированием заготовок нежестких валов со сложно-профильными поверхностями, включающим сообщение заготовке и многоэлементному деформирующему инструменту вращательных движений вокруг собственных осей и продольной подачи деформирующему инструменту, при этом используют многоэлементный деформирующий инструмент, содержащий корпус с центральным отверстием, выполненным в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, внутри которого на подшипниках качения смонтирован ротор в виде полого вала, в отверстии которого расположены деформирующие элементы, установленные на одном конце Г-образно изогнутых пластинчатых пружин из стальной холоднокатаной термообработанной ленты, которые другим концом жестко закреплены на торце ротора, при этом деформирующие элементы охватывают заготовку, а внутренний диаметр, проходящий по их вершинам при нахождении пластинчатых пружин в свободном состоянии, меньше диаметра заготовки вала на величину натяга, создаваемого с помощью пластинчатых пружин и обеспечивающего усилие поверхностного пластического деформирования.The problem is solved by the proposed method of rolling surface plastic deformation of preforms of non-rigid shafts with complex profile surfaces, including communicating to the preform and multi-element deforming tool rotational movements around its own axes and longitudinal feed to the deforming tool, using a multi-element deforming tool containing a housing with a central hole made in the form of a stator three-phase asynchronous squirrel-cage electric motor a body, inside which a rotor in the form of a hollow shaft is mounted on rolling bearings, in the hole of which there are deforming elements installed on one end of the L-shaped curved leaf springs from steel cold-rolled heat-treated tape, which are rigidly fixed to the end of the rotor at the other end, while the deforming elements cover the workpiece, and the inner diameter passing through their vertices when the leaf springs are in a free state is less than the diameter of the shaft workpiece by the amount of interference that creates th via leaf springs and provides a force of surface plastic deformation.

Особенности способа и конструкции устройства, реализующего предлагаемый способ, поясняются чертежами.Features of the method and design of the device that implements the proposed method are illustrated by drawings.

На фиг.1 показана схема реализации предлагаемого способа обкатывания винтовой сложно-профильной поверхности нежесткого винта электроголовкой, продольный разрез; на фиг.2 - вид по А на фиг.1, вид с торца; на фиг.3 - общий вид электроголовки сбоку; на фиг.4 - схема к определению величины натяга, деформирующий инструмент в свободном не нагруженном состоянии; на фиг.5 - схема обкатывания выступа винтовой поверхности обрабатываемой заготовки винта и впадины (тонкой линией) за счет радиального Sp перемещения деформирующего элемента, закрепленного на Г-образной пластинчатой пружине.Figure 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method of rolling in a screw complex profile surface of a non-rigid screw electric head, a longitudinal section; figure 2 is a view along A in figure 1, an end view; figure 3 is a General view of the electric side view; figure 4 is a diagram for determining the magnitude of the interference fit, a deforming tool in a free, unloaded state; figure 5 is a diagram of the run-in of the protrusion of the helical surface of the workpiece of the screw and the cavity (thin line) due to the radial S p movement of the deforming element mounted on the L-shaped plate spring.

Предлагаемый способ и устройство предназначены для ППД обкатывания нежестких валов с винтовыми, цилиндрическими и другими сложно-профильными поверхностями (например, винтов винтовых насосов, винтовых поверхностей с скругленно-синусоидальным профилем, цилиндрических валов, эксцентриковых шеек валов, поверхностей кулачковых и РК-профилей). Работа по способу заключается в том, что в обрабатываемой заготовки 1 и деформирующему инструменту 2 сообщают вращательные движения VЗ и VИ соответственно, при этом устройству с деформирующим инструментом сообщают движение продольной подачи SПР. Устройство имеет деформирующие элементы, которые с определенным усилием пластически деформируют и упрочняют наружную поверхность.The proposed method and device are designed for PPD rolling in non-rigid shafts with screw, cylindrical and other complex profile surfaces (for example, screw pump screws, screw surfaces with a rounded sinusoidal profile, cylindrical shafts, cam shafts, cam surfaces and PK profiles). Operation of the method lies in the fact that in the workpiece deforming tool 1 and 2 report the rotational motion V and W and V, respectively, wherein the apparatus with a deforming tool longitudinal feed motion report S PR. The device has deforming elements, which with a certain force plastically deform and strengthen the outer surface.

Для ППД обкатыванием обрабатываемой поверхности заготовки, например винта винтового насоса 1 (см. фиг.1), предварительно обработанной, например точением, ее закрепляют в приспособлении, например в трехкулачковом самоцентрирующем патроне с поджатием центром задней бабки (не показаны), и сообщают вращательное движение VЗ вокруг собственной центральной оси, а деформирующему инструменту 2 устройства - продольную подачу SПР и возможность совершать деформирующим элементам возвратно-радиальные перемещения Sр в поперечном направлении, вызываемые впадинами и выступами заготовки.For PPD, by rolling around the workpiece surface, for example, a screw of a screw pump 1 (see Fig. 1), pretreated, for example, by turning, it is fixed in a fixture, for example, in a three-jaw self-centering cartridge with the center of the tailstock pressed (not shown), and rotational movement is reported V W around its central axis, and deforming tool device 2 - a longitudinal feed S PR and the possibility to make deforming elements reciprocating radial movements S p in the transverse direction causes s recesses and protrusions preform.

Способ реализуется устройством, состоящим из корпуса 3, выполненным в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, взятого, например, по ГОСТ 19523-74, с полюсами 4 и изготовленного из серого чугуна. Внутри корпуса-статора 3 на подшипниках качения 5 смонтирован ротор 6 в виде полого стального вала. В отверстии ротора 6 установлены и одним концом жестко закреплены к торцу ротора пластинчатые пружины 7. Пластинчатые пружины Г-образно изогнуты и изготовлены, например, из стальной холоднокатаной термообработанной ленты, например, по ГОСТ 21996-76. На другом конце Г-образно изогнутой пластинчатой пружины 7 установлен деформирующий элемент, например шарик 8.The method is implemented by a device consisting of a housing 3 made in the form of a stator of a three-phase asynchronous squirrel-cage motor, taken, for example, according to GOST 19523-74, with poles 4 and made of gray cast iron. Inside the stator housing 3, on the rolling bearings 5, a rotor 6 is mounted in the form of a hollow steel shaft. In the bore of the rotor 6, leaf springs 7 are installed and at one end are rigidly fixed to the end of the rotor. The leaf springs are L-shaped and bent, for example, made of cold-rolled steel heat-treated tape, for example, according to GOST 21996-76. At the other end of the L-shaped curved leaf spring 7 is installed a deforming element, for example a ball 8.

Количество деформирующих элементов 8 определяется из конструктивных соображений так, что они охватывают заготовку вала 1 и внутренний диаметр d по вершинам деформирующих элементов, закрепленных на пластинчатых пружинах, находящихся в свободном состоянии, меньше обрабатываемого диаметра D1 заготовки вала на величину натяга «n». Натяг «n» влияет на усилие обкатывания и упрочнения Р, создаваемое упругими свойствами пластинчатых пружин, чем больше натяг, тем больше усилие обкатывания и упрочнения Р. Регулировка усилия обкатывания и упрочнения Р производится изменением величины натяга «n».The number of deforming elements 8 is determined from design considerations so that they cover the shaft preform 1 and the inner diameter d along the vertices of the deforming elements mounted on leaf springs that are in a free state, less than the machined diameter of the shaft preform D 1 by the tightness “n”. The interference "n" affects the force of rolling in and hardening P, created by the elastic properties of leaf springs, the greater the interference, the greater the force of rolling in and hardening R. Adjustment of the force of rolling in and hardening P is made by changing the value of interference "n".

Вынужденные возвратно-радиальные перемещения Sр, совершаемые деформирующими элементами в поперечном направлении, обеспечиваются изгибом пластинчатых пружин 7.Forced reciprocal radial displacements S p made by deforming elements in the transverse direction are provided by the bending of leaf springs 7.

При переналадке и переходе на обработку другой заготовки изменение усилия Р обкатывания и упрочнения, воздействующее деформирующими элементами на обрабатываемую поверхность заготовки 1, требует замены пластинчатых пружин.When readjusting and switching to processing another workpiece, a change in the rolling and hardening forces P acting by deforming elements on the workpiece surface 1 requires replacement of leaf springs.

Предлагаемая конструкция устройства и крепление на пластинчатых пружинах 7 деформирующих элементов 8, которые охватывают заготовку по всему диаметру, позволяет уравновесить воздействие упрочняющего усилия Р и избавится от продольного прогиба обрабатываемых нежестких заготовок, и не требует применение люнета.The proposed device design and mounting on leaf springs 7 deforming elements 8, which cover the workpiece over the entire diameter, allows you to balance the impact of the strengthening force P and get rid of the longitudinal deflection of the processed non-rigid workpieces, and does not require the use of a backrest.

Передача вращательного движения VИ валу ротора 6 с деформирующими элементами 8 осуществляется с помощью электрических сил, наводимых в корпусе-статоре электродвигателя, и является минимальной кинематической цепью по протяженности и сложности, и исключает использование промежуточных ременных, зубчатых и других передач и редукторов, поэтому устройство отличается минимальными энергопотерями и имеет высокий КПД.The rotational movement V And the rotor shaft 6 with deforming elements 8 is transmitted using electric forces induced in the stator case of the electric motor, and is the minimum kinematic chain in length and complexity, and eliminates the use of intermediate belt, gear and other gears and reducers, therefore the device differs in minimum energy losses and has high efficiency.

Обкатывание осуществляют роликами или шариками, которые оказывают давление Р на поверхность обрабатываемой заготовки. При определенном рабочем усилии в зоне контакта деформирующих элементов и заготовки интенсивность напряжений превышает предел текучести, в результате чего происходит пластическая деформация микронеровностей, изменяются физико-механические свойства и структура поверхностного слоя, а именно увеличивается микротвердость и возникают остаточные напряжения в поверхностном слое. Объемная деформация заготовки незначительна.The rolling is carried out by rollers or balls, which exert pressure P on the surface of the workpiece. With a certain working force in the contact zone between the deforming elements and the workpiece, the stress intensity exceeds the yield strength, resulting in plastic deformation of microroughnesses, the physicomechanical properties and structure of the surface layer change, namely, microhardness increases and residual stresses arise in the surface layer. Volumetric deformation of the workpiece is negligible.

Твердость поверхностного слоя и шероховатость поверхности, полученные предлагаемым способом, зависят от силы упрочнения Р. Эти параметры, в свою очередь, зависят от окружной скорости вала ротора с деформирующими элементами, натяга, размера деформирующих элементов, их числа, частоты вращения, величины продольной подачи устройства и числа проходов.The hardness of the surface layer and surface roughness obtained by the proposed method depend on the hardening force P. These parameters, in turn, depend on the peripheral speed of the rotor shaft with deforming elements, the interference fit, the size of the deforming elements, their number, rotation frequency, and the longitudinal feed of the device and the number of passes.

Режимы ППД обкатывания предлагаемым способом, реализуемого устройством, оснащенного, например, шариками диаметром 5…10 мм, стальных заготовок следующие: окружная скорость вала ротора - VИ≈1,0…2,0 м/с, окружная скорость заготовки - VЗ≈0,5…1,5 м/с, число проходов - 2…3, натяг - n≈0,5…1,5 мм.The RPM modes of rolling in the proposed method, implemented by a device equipped, for example, with balls with a diameter of 5 ... 10 mm, of steel billets are as follows: peripheral speed of the rotor shaft - V And ≈1.0 ... 2.0 m / s, peripheral speed of the workpiece - V З ≈ 0.5 ... 1.5 m / s, the number of passes - 2 ... 3, interference - n≈0.5 ... 1.5 mm.

В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя предлагаемым способом параметр шероховатости поверхности повышается до Ra=0,08…0,4 мкм при исходном значении Ra=0,8…3,2 мкм. Твердость обработанной поверхности увеличивается на 25…75%. Остаточные напряжения сжатия достигают на поверхности 350…550 МПа.As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer of the proposed method, the surface roughness parameter increases to Ra = 0.08 ... 0.4 μm with the initial value Ra = 0.8 ... 3.2 μm. The hardness of the treated surface increases by 25 ... 75%. The residual compressive stresses reach 350 ... 550 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.

Способ ППД обкатывания позволяет создать на обрабатываемой сложно-профильной, в том числе винтовой поверхности, регулярный микрорельеф, способный удерживать смазывающие материалы и продлевать ресурс работы деталей при эксплуатации.The method of rolling-in PPD allows you to create a regular microrelief on the machined complex-profile, including screw surface, able to hold lubricants and extend the life of parts during operation.

Способ ППД применяют при изготовлении заготовок из цветных металлов и сплавов, чугуна и стали твердостью до HRC 58…64.The PPD method is used in the manufacture of blanks from non-ferrous metals and alloys, cast iron and steel with hardness up to HRC 58 ... 64.

При промышленных испытаниях способа и устройства обрабатывали установленную в патроне с электромеханическим приводом на токарном станке мод. 16К20Ф3 заготовку винта левого Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500, который имел следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - ⌀27-0,05 мм, эксцентриситет - 1,65 мм, шаг - 28±0,01 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 40Х, твердость НВ 270-280, масса - 5,8 кг. Обработка проводилась с использованием разработанного устройства, на базе электродвигателя IM5010, модель 4АВ132В6, имеющего частоту вращения вала ротора - 1000 мин-1; наружный диаметр вала ротора - 157,3 мм; диаметр отверстия, расточенного под инструмент и заготовку с 54 мм до 115 мм; длина корпуса-статора - 253 мм; наружный диаметр корпуса-статора - 261 мм.In industrial tests of the method and device processed installed in the cartridge with an electromechanical drive on a lathe mod. 16K20F3 screw blank for the left Н41.1016.01.001 screw pump EVN5-25-1500, which had the following dimensions: total length - 1282 mm, length of the screw part - 1208 mm, cross-section diameter of the screw - ⌀27 -0.05 mm, eccentricity - 1.65 mm, pitch - 28 ± 0.01 mm, roughness Ra = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 40X, hardness HB 270-280, weight - 5.8 kg. Processing was carried out using the developed device, based on the IM5010 electric motor, model 4АВ132В6, having a rotor shaft rotational speed of 1000 min -1 ; the outer diameter of the rotor shaft is 157.3 mm; the diameter of the hole bored under the tool and the workpiece from 54 mm to 115 mm; stator housing length - 253 mm; the outer diameter of the stator housing is 261 mm.

Обкатывание ППД вели на следующих режимах: окружная скорость инструмента - VИ≈1,5 м/с; окружная скорость заготовки - VЗ≈1,0 м/с, число проходов - 3, натяг - 1,2 мм, продольная SПР подача 1,5…2,0 мм/об, усилие упрочнения - 170…175 Н; диаметр винта изменился после обработки на 0,02 мм (0,01 мм на сторону); глубина упрочненного слоя находилась в пределах 0,15…0,20 мм; повышение твердости на 25…30%; при обработке деформирующие элементы смазывали смесью индустриального масла (60%) и керосина (40%), поверхность заготовки - керосином.RPMs were run in the following modes: peripheral tool speed - V AND ≈1.5 m / s; the peripheral speed of the workpiece is V З ≈1.0 m / s, the number of passes is 3, the interference is 1.2 mm, the longitudinal S PR is 1.5 ... 2.0 mm / rev, the hardening force is 170 ... 175 N; the screw diameter changed after processing by 0.02 mm (0.01 mm per side); the depth of the hardened layer was in the range of 0.15 ... 0.20 mm; hardness increase by 25 ... 30%; during processing, the deforming elements were lubricated with a mixture of industrial oil (60%) and kerosene (40%), the surface of the workpiece with kerosene.

Исходный параметр шероховатости Ra=3,2 мкм, достигнутый - Ra=0,32 мкм; деформирующий инструмент - шарики диаметром 7 мм из стали ШХ15, твердостью HRC 63…65.The initial roughness parameter Ra = 3.2 μm, achieved - Ra = 0.32 μm; deforming tool - balls with a diameter of 7 mm from steel ШХ15, hardness HRC 63 ... 65.

Глубина упрочненного слоя в 1,5…2 раза выше, чем при традиционном обкатывании.The depth of the hardened layer is 1.5 ... 2 times higher than with traditional rolling.

Требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=3,6 мин (против

Figure 00000001
мин по базовому варианту при традиционном обкатывании винтов на токарном станке 1К62 на ОАО "Ливгидромаш").The required roughness and accuracy of the helical surface was achieved after T m = 3.6 min (against
Figure 00000001
min according to the basic version with the traditional rolling of screws on a 1K62 lathe at Livhydromash OJSC).

Для обеспечения необходимого качества и размерной точности обработки потребовалось основного времени в 3 раза меньше, чем при обкатывании традиционным обкатником. При этом глубина и микротвердость упрочненного слоя (белой зоны) составляла соответственно 0,15…0,20 мм и 8…9 ГПа с постепенным понижением микротвердости по глубине до исходного состояния - 2,0…2,5 ГПа.To ensure the required quality and dimensional accuracy of the processing, the main time was 3 times less than when rolling in with a traditional obkatnik. In this case, the depth and microhardness of the hardened layer (white zone) were 0.15 ... 0.20 mm and 8 ... 9 GPa, respectively, with a gradual decrease in microhardness in depth to the initial state - 2.0 ... 2.5 GPa.

Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ10Б кл. 1 ГОСТ 577-68. Накопленная погрешность между любыми не соседними 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 control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh10B class. 1 GOST 577-68. The cumulative error between any non-adjacent steps was not more than 0.1 mm, the clearance when controlling the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.

Исследования напряженного состояния упрочненного поверхностного слоя показали, что максимальные остаточные напряжения находятся близко к поверхности, как при чеканке, что благоприятно для большинства сопрягаемых деталей механизмов и машин.Studies of the stress state of the hardened surface layer showed that the maximum residual stresses are close to the surface, as when chasing, which is favorable for most of the mating parts of mechanisms and machines.

Достигаемая в процессе обработки предлагаемым способом и устройством предельная величина шероховатости составляет Ra=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 4 раз.The maximum roughness value achieved during processing by the proposed method and device is Ra = 0.08 μm, a possible initial roughness reduction of 4 times is possible.

Обкатывание и деформирование предлагаемым способом с помощью упрочняющей электроголовки благоприятно сказываются на условиях работы деформирующего инструмента устройства. Оно приводит к более равномерному распределению нагрузки на деформирующие элементы, облегчает формирование упрочняемой поверхности.Running in and deformation of the proposed method using a reinforcing electric head favorably affects the working conditions of the deforming tool of the device. It leads to a more uniform distribution of the load on the deforming elements, facilitates the formation of a hardened surface.

Применение предлагаемого способа и устройства способствует лучшему проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. Применение предлагаемого способа, реализуемого многоэлементным деформирующим инструментом, способствует увеличению стойкости каждого деформирующего элемента, работающего в отдельности. Обработка в условиях предлагаемого деформирования резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия СОЖ вследствие облегчения ее доступа в зону контакта деформирующих элементов и заготовки.The application of the proposed method and device contributes to better penetration of the cutting fluid (coolant) into the treatment area. The application of the proposed method, implemented by a multi-element deforming tool, helps to increase the durability of each deforming element that works separately. Processing under the conditions of the proposed deformation dramatically increases the efficiency of the cooling, dispersing and plasticizing action of the coolant due to the facilitation of its access to the contact zone of the deforming elements and the workpiece.

Предлагаемый способ и устройство расширяют технологические возможности обработки ППД, позволяют управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом поверхности. При этом конструктивно простой и компактный привод устройства снижает себестоимость обработки, увеличивает производительность, улучшает качество обрабатываемой поверхности, не требует сложной и длительной настройки.The proposed method and device expand the technological capabilities of processing PPD, allow you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the surface microrelief. At the same time, the structurally simple and compact drive of the device reduces the cost of processing, increases productivity, improves the quality of the processed surface, does not require complex and lengthy settings.

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.386-388, рис.7 - 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.: Engineering, 1985. S.386-388, Fig. 7 - prototype.

2. Патент РФ 2276005, МПК В24В 39/04. Способ обкатки неполных сферических поверхностей. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Самойлов Н.Н., Гаврилин A.M., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Фомин Д.С. 2004129399/02; 05.10.2004; 10.05.2006. Бюл. №13.2. RF patent 2276005, IPC V24V 39/04. The method of running in incomplete spherical surfaces. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Samoilov N.N., Gavrilin A.M., Afanasyev B.I., Katunin A.A., Fomin D.S. 2004129399/02; 10/05/2004; 05/10/2006. Bull. No. 13.

3. Патент РФ 2276006, МПК В24В 39/04. Устройство для импульсно-ударного деформирования сферических поверхностей. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Самойлов Н.Н., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Катунин А.В., Фомин Д.С. 2004136428/02; 14.12.2004; 10.05.2006. Бюл. №13.3. RF patent 2276006, IPC V24V 39/04. Device for pulse-impact deformation of spherical surfaces. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Samoilov N.N., Afanasyev B.I., Katunin A.A., Katunin A.V., Fomin D.S. 2004136428/02; 12/14/2004; 05/10/2006. Bull. No. 13.

Claims (1)

Способ обкатывания поверхностным пластическим деформированием заготовок нежестких валов со сложно-профильными поверхностями, включающий сообщение заготовке и многоэлементному деформирующему инструменту вращательных движений вокруг собственных осей и продольной подачи деформирующему инструменту, отличающийся тем, что используют многоэлементный деформирующий инструмент, содержащий корпус с центральным отверстием, выполненный в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, внутри которого на подшипниках качения смонтирован ротор в виде полого вала, в отверстии которого расположены деформирующие элементы, установленные на одном конце Г-образно изогнутых пластинчатых пружин из стальной холоднокатаной термообработанной ленты, которые другим концом жестко закреплены на торце ротора, при этом деформирующие элементы охватывают заготовку, а внутренний диаметр, проходящий по их вершинам при нахождении пластинчатых пружин в свободном состоянии, меньше диаметра заготовки вала на величину натяга, создаваемого с помощью пластинчатых пружин и обеспечивающего усилие поверхностного пластического деформирования. A method for rolling surface plastic deformation of preforms of non-rigid shafts with complex profile surfaces, including communicating to the preform and multi-element deforming tool rotational movements around its own axes and supplying a deforming tool longitudinally, characterized in that they use a multi-element deforming tool containing a housing with a central hole, made in the form stator of a three-phase asynchronous squirrel-cage motor, inside of which on a bearing The rolling rotors are mounted in the form of a hollow shaft, in the hole of which there are deforming elements installed on one end of the L-shaped curved leaf springs made of cold-rolled steel heat-treated tape, which are rigidly fixed to the end of the rotor at the other end, while the deforming elements cover the workpiece, and the inner the diameter passing through their vertices when the leaf springs are in a free state is less than the diameter of the shaft blank by the amount of interference created by the leaf springs n and provides a force of surface plastic deformation.
RU2009129273/02A 2009-07-29 2009-07-29 Method of burnishing by electric head RU2420390C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129273/02A RU2420390C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Method of burnishing by electric head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129273/02A RU2420390C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Method of burnishing by electric head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009129273A RU2009129273A (en) 2011-02-10
RU2420390C2 true RU2420390C2 (en) 2011-06-10

Family

ID=44736839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009129273/02A RU2420390C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Method of burnishing by electric head

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2420390C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник технолога - машиностроителя, т.2, под ред. Косиловой А.Г. и др. - М.: Машиностроение, 1985, с.386-388. рис.7. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009129273A (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110355538A (en) The processing method of the planetary reduction gear ring gear of bio-robot
RU2420390C2 (en) Method of burnishing by electric head
RU2420389C2 (en) Hardening electric head
RU2354530C1 (en) Method of rotor strengthening of complex contoured surface
RU2354531C1 (en) Facility for rotor strengthening of screw and complex contoured surface
RU2421321C2 (en) Method of vibration rolling
RU2421320C2 (en) Electrically driven vibration head for rolling
RU2420392C2 (en) Electric head for hardening helical and complex surfaces
RU2420391C2 (en) Method of surface plastic deformation of complex-shape surfaces by electric hardening head
RU2337807C1 (en) Device for static-pulse rolling of screws
RU2433903C2 (en) Device for static-pulse hardening
RU2433905C2 (en) Method of pulse-shock hardening
RU2433904C2 (en) Device for pulse impact strengthening
RU2433902C2 (en) Method of static pulse strengthening
RU2430826C2 (en) Device for surface plastic deformation
RU2433901C2 (en) Method of rolling with spring rings
RU2367564C1 (en) Method of screw hardening
RU2349444C1 (en) Device for burnishing of screws
RU2371300C1 (en) Device for rolling with adjustable load
RU2347663C1 (en) Device for static-pulse rolling of shafts
RU2349443C1 (en) Device for burnishing of screws
RU2367563C1 (en) Springing hardening attachment
RU2440231C2 (en) Method of oscillatory sizing
RU2347662C1 (en) Method for static-impulse processing of shafts
RU2312758C1 (en) Finish strengthening method by means of spring tool

Legal Events

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

Effective date: 20110730