RU2420392C2 - Electric head for hardening helical and complex surfaces - Google Patents

Electric head for hardening helical and complex surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2420392C2
RU2420392C2 RU2009129296/02A RU2009129296A RU2420392C2 RU 2420392 C2 RU2420392 C2 RU 2420392C2 RU 2009129296/02 A RU2009129296/02 A RU 2009129296/02A RU 2009129296 A RU2009129296 A RU 2009129296A RU 2420392 C2 RU2420392 C2 RU 2420392C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
deforming elements
head
deforming
hardening
Prior art date
Application number
RU2009129296/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009129296A (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 Владимирович Иножарский (RU)
Владимир Владимирович Иножарский
Сергей Александрович Жуков (RU)
Сергей Александрович Жуков
Александр Анатольевич Мартыненко (RU)
Александр Анатольевич Мартыненко
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 RU2009129296/02A priority Critical patent/RU2420392C2/en
Publication of RU2009129296A publication Critical patent/RU2009129296A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2420392C2 publication Critical patent/RU2420392C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (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. External head comprises body with central bore, deforming elements, hollow-shaft rotor, rotor bore surface being provided with race and support. Said support comprises compression spring secured thereon to set surface plastic strain forced. Said body is made up of three-phase induction squirrel-cage motor with rotor running in antifriction bearing there inside. Body is pivoted on aforesaid support to perform reciprocating oscillations there across. Deforming elements are arranged on aforesaid rotor race.
EFFECT: expanded performances, higher efficiency and quality.
4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению оснастки для обработки импульсно-ударным поверхностным пластическим деформированием (ППД) и может быть использовано для чистовой и упрочняющей обработки цилиндрических, винтовых и сложнопрофильных поверхностей, например, винтов винтовых насосов, винтовых поверхностей с округленно-синусоидальным профилем, эксцентриковых шеек валов, поверхностей кулачковых и РК-профилей.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to the manufacture of equipment for processing impulse-impact surface plastic deformation (PPD) and can be used for finishing and hardening of cylindrical, screw and complex surfaces, for example, screw pump pumps, screw surfaces with rounded sinusoidal profile, eccentric shaft necks, cam surfaces and PK profiles.

Известно 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 имеющем индивидуальный привод, благодаря которому сообщают дополнительное планетарное вращение относительно оси, проходящей через центр заготовки, параллельной и смещенной относительно оси корпуса-кольца на величину эксцентриситета [1, 2].A device is known that comprises a housing with an individual high-speed drive, covering a workpiece with a ring with deforming elements located on the treadmill on the inner surface, the housing ring being installed in a crank, also having an individual drive, due to which additional planetary rotation is transmitted about an axis passing through the center the workpiece parallel and offset relative to the axis of the housing-ring by the amount of eccentricity [1, 2].

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

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей оснастки для ППД сложнопрофильных поверхностей путем использования охватывающего инструмента в виде кольца с деформирующими элементами - шариками, расположенными на внутренней поверхности, совершающего колебательные движения в поперечной плоскости, 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 equipment for PPD of complex surfaces by using a covering tool in the form of a ring with deforming elements - balls located on the inner surface, oscillating in the transverse plane, located in the rotor of the electric motor and allowing to improve the quality of the processed surface, to increase productivity and reduce the cost of processing.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой охватывающей головки для поверхностного пластического деформирования винтовых, цилиндрических и сложно-профильных поверхностей, содержащая корпус с центральным отверстием и индивидуальным приводом и деформирующие элементы, причем она снабжена ротором в виде полого вала, на поверхности отверстия которого выполнена дорожка, и кронштейном, на котором закреплена пружина сжатия для задания усилия поверхностного пластического деформирования, при этом корпус установлен шарнирно на кронштейне с возможностью возвратно-колебательного поперечного движения и выполнен в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, внутри которого на подшипниках качения смонтирован ротор, а деформирующие элементы расположены на упомянутой дорожке ротора.The problem is solved using the proposed enclosing head for surface plastic deformation of helical, cylindrical and complex profiles, comprising a housing with a central hole and an individual drive and deforming elements, and it is equipped with a rotor in the form of a hollow shaft, on the surface of the hole of which the track is made, and a bracket on which a compression spring is fixed to set the surface plastic deformation force, while the housing is pivotally mounted on matte, with reciprocating oscillatory transverse motion and is designed as a stator of three-phase squirrel-cage asynchronous motor, inside which the rolling bearings on the rotor is mounted, and the deformation elements are located on said rotor path.

Особенности конструкции головки поясняются чертежами.Design features of the head are illustrated by drawings.

На фиг.1 показана схема реализации предлагаемой головки для упрочнения винтовой сложнопрофильной поверхности, продольный разрез; на фиг.2 - вид по А на фиг.1, вид с торца; на фиг.3 - общий вид сбоку на фиг.1; на фиг.4 - схема упрочнения впадины и выступа обрабатываемой заготовки винта.Figure 1 shows a diagram of an implementation of the proposed head for hardening a screw complex profile surface, a longitudinal section; figure 2 is a view along A in figure 1, an end view; figure 3 is a General side view of figure 1; figure 4 is a diagram of the strengthening of the depression and protrusion of the workpiece screw.

Предлагаемая головка предназначена для пластического деформирования винтовых и сложнопрофильных поверхностей (например, винтов винтовых насосов, винтовых поверхностей с скругленно-синусоидальным профилем, цилиндрических валов, эксцентриковых шеек валов, поверхностей кулачковых и РК-профилей), работа которой заключается в том, что обрабатываемой заготовки и деформирующему инструменту сообщают вращательные движения Vз и Vи соответственно, при этом головке с деформирующим инструментом сообщают движение продольной подачи Sпр. Головка имеет деформирующие элементы, которые наносят по поверхности заготовки многочисленные удары, пластически деформируя и упрочняя наружную поверхность.The proposed head is designed for plastic deformation of screw and complex surfaces (for example, screw pumps, screw surfaces with a rounded sinusoidal profile, cylindrical shafts, eccentric shaft necks, cam surfaces and PK profiles), the work of which is that the workpiece and rotational movements V s and V are reported to the deforming tool and, accordingly, the longitudinal feed motion S pr is reported to the head with the deforming tool The head has deforming elements that inflict numerous blows on the surface of the workpiece, plastically deforming and hardening the outer surface.

Для поверхностного импульсно-ударного деформирования 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 импульсно-ударному деформирующему инструменту 2 головки - продольную подачу Sпр и возможность совершать возвратно-колебательные движения Sкол в поперечном направлении.For surface pulsed-impact deformation of the workpiece surface being machined, for example, screw pump screw 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 a center tailstock (not shown), and report a rotational movement around its own V of the central axis, and the shock pulse-deforming tool head 2 - longitudinal feed s Ave and the possibility to make reciprocating oscillatory motion in the transverse count s echnom direction.

Головка состоит из корпуса 3, выполненного в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, взятого, например, по ГОСТ 19523-74, с полюсами 4 и выполненного из серого чугуна. Внутри корпуса-статора 3 на подшипниках качения 5 смонтирован ротор 6 в виде полого стального вала. В отверстии ротора 6 имеется дорожка 7 с расположенными в ней деформирующими элементами 8, например шариками.The head consists 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 hole of the rotor 6 there is a track 7 with deforming elements 8 located therein, for example balls.

Корпус-статор 3 установлен шарнирно на кронштейне 9 с возможностью возвратно-колебательного движения SКОЛ в поперечном направлении. Шарнир 10 состоит из петли 11, закрепленной на корпусе-статоре, и петли 12, принадлежащей кронштейну 9, соединенных осью 13. Ось 13 шарнира 10 установлена параллельно центральной продольной оси заготовки 1.The stator housing 3 is pivotally mounted on the bracket 9 with the possibility of reciprocating motion S KOL in the transverse direction. The hinge 10 consists of a loop 11 fixed to the stator housing and a loop 12 belonging to the bracket 9 connected by an axis 13. The axis 13 of the hinge 10 is mounted parallel to the central longitudinal axis of the workpiece 1.

Усилие Р упрочнения, воздействующее через деформирующие элементы - шарики 8 на обрабатываемую поверхность заготовки 1, задается пружиной 14 сжатия, закрепленной на кронштейне 9. Регулировка усилия Р упрочнения осуществляется резьбовой пробкой 15, ввернутой в резьбовое отверстие в кронштейне 9, где установлена пружина 14.The hardening force P acting through the deforming elements - balls 8 on the workpiece surface 1 is set by a compression spring 14 mounted on the bracket 9. The hardening force P is adjusted by a threaded plug 15 screwed into the threaded hole in the bracket 9, where the spring 14 is installed.

Предлагаемая конструкция головки и крепления деформирующего инструмента 3 в отверстии вала ротора 6 электродвигателя, установленного, например, на поперечном суппорте токарного станка (не показан), позволяет корпусу 3 совершать колебательные движения Sкол, вызванные эксцентричным смещением и расположением некоторых участков обрабатываемой винтовой поверхности. Амплитуда Ак колебательного движения корпуса равна Ак=2e1, где e1 - эксцентриситет сложнофасонной поверхности (например, эксцентриситет винта левого Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500 равен e1=1,65 мм, см. фиг.1; 3; 4).The proposed design of the head and the fastening of the deforming tool 3 in the shaft hole of the rotor 6 of the electric motor mounted, for example, on a transverse support of a lathe (not shown), allows the housing 3 to make oscillating motions S count caused by the eccentric displacement and location of some sections of the machined helical surface. The amplitude A to the oscillatory motion of the housing is equal to A k = 2e 1 , where e 1 is the eccentricity of the complex-shaped surface (for example, the eccentricity of the screw of the left H41.1016.01.001 screw pump EVN5-25-1500 is equal to e 1 = 1.65 mm, see Fig. .1; 3; 4).

Переход контакта инструмента с заготовкой 1 с одного деформирующего элемента 8 на два деформирующих элемента вызывает импульсно-ударную пластическую деформацию поверхностного слоя заготовки.The transition of the contact of the tool with the workpiece 1 from one deforming element 8 to two deforming elements causes a pulse-impact plastic deformation of the surface layer of the workpiece.

Передача вращательного движения Vи валу ротора 6 с деформирующими элементами 8 осуществляется с помощью электрических сил, наводимых в корпусе-статоре электродвигателя, и является минимальной по протяженности и сложности, и исключает использование промежуточных ременных, зубчатых и других передач и редукторов, поэтому головка имеет высокий КПД.The transmission of the rotational motion V and the rotor shaft 6 with deforming elements 8 is carried out by means of electric forces induced in the stator housing of the electric motor, and is minimal in length and complexity, and eliminates the use of intermediate belt, gear and other gears and reducers, therefore the head has a high Efficiency.

С целью создания усилия Р для поверхностного пластического деформирования установлена пружина сжатия 14, оказывающая давление Р на корпус 3 и, соответственно, на деформирующие элементы 8 в поперечном направлении. Подвижное крепление деформирующих элементов 8 в дорожке 7 осуществляется известными способами, например с помощью крышки, которая крепится к торцу вала ротора болтами.In order to create a force P for surface plastic deformation, a compression spring 14 is installed that exerts pressure P on the housing 3 and, accordingly, on the deforming elements 8 in the transverse direction. The movable fastening of the deforming elements 8 in the track 7 is carried out by known methods, for example using a cover that is bolted to the end of the rotor shaft.

Твердость поверхностного слоя, глубина наклепа и шероховатость поверхности, полученные с помощью предлагаемой головки, зависят от силы удара и числа ударов, приходящихся на 1 мм2 поверхности. Эти параметры, в свою очередь, зависят от окружной скорости вала ротора с деформирующими элементами 8, натяга, размера деформирующих элементов, их числа, частоты вращения, величины продольной подачи заготовки и числа проходов.The hardness of the surface layer, the depth of hardening and surface roughness obtained using the proposed head, depend on the impact force and the number of strokes per 1 mm 2 surface. These parameters, in turn, depend on the peripheral speed of the rotor shaft with deforming elements 8, the interference fit, the size of the deforming elements, their number, rotation frequency, longitudinal feed of the workpiece and the number of passes.

Режимы импульсно-ударного деформирования для предлагаемой головки, оснащенной, например, шариками диаметром 5…10 мм и стальных заготовок следующие: окружная скорость вала ротора - Vи≈20…40 м/с, окружная скорость заготовки - Vз≈0,05…0,5 м/с, число проходов - 2…3, натяг - 0,1…0,25 мм.The modes of pulse-impact deformation for the proposed head, equipped with, for example, balls with a diameter of 5 ... 10 mm and steel billets are as follows: the peripheral speed of the rotor shaft is V and ≈20 ... 40 m / s, the peripheral speed of the workpiece is V s ≈0.05 ... 0.5 m / s, the number of passes - 2 ... 3, the interference - 0.1 ... 0.25 mm.

В результате импульсно-ударной пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя предлагаемой головкой 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% при глубине наклепанного слоя 0,25…2,5 мм. Остаточные напряжения сжатия достигают на поверхности 350…750 МПа.As a result of pulse-impact plastic deformation of microroughnesses and the surface layer of the proposed head, 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% with a riveted layer depth of 0.25 ... 2.5 mm. The residual compressive stresses reach 350 ... 750 MPa on the surface.

Предварительная обработка заготовки: шлифование до значения параметра шероховатости Ra=0,4…1,6 мкм, а также чистовое точение поверхностей с шероховатостью Ra=3,2 мкм.Pre-treatment of the workpiece: grinding to a roughness parameter value Ra = 0.4 ... 1.6 μm, as well as finishing turning of surfaces with a roughness Ra = 3.2 μm.

Головка для импульсно-ударного деформирования позволяет создать на обрабатываемой сложнопрофильной, в том числе винтовой, поверхности регулярный микрорельеф, способный удерживать смазывающие материалы и продлевать ресурс работы деталей при эксплуатации.The head for pulse-impact deformation allows you to create a regular microrelief on the machined complex, including helical, surface that can hold lubricants and extend the life of parts during operation.

Головку для импульсно-ударного деформирования применяют при изготовлении заготовок из цветных металлов и сплавов, чугуна и стали твердостью до HRC 58…64.The head for pulse-impact deformation 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 головки, установленной на суппорте токарного станка мод. 16К20Ф3, обрабатывали установленную в патроне с электромеханическим приводом 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 Rа=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 40Х, твердость НВ 270-280, масса - 5,8 кг. Обработка проводилась с использованием разработанной головки, на базе электродвигателя IM5010, модель 4АВ132 В6, имеющего частоту вращения вала ротора n=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.During industrial testing of the head mounted on a support lathe mod. 16K20F3, we processed the screw blank of the EVN5-25-1500 screw pump installed in the cartridge with an electromechanical drive of the left H41.1016.01.001, 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. The processing was carried out using the developed head, based on the IM5010 electric motor, model 4АВ132 В6, having a rotor shaft speed of n = 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.

Импульсно-ударное ППД вели на следующих режимах: окружная скорость инструмента - Vи≈15 м/с; окружная скорость заготовки - Vз≈0,05 м/с, число проходов - 3, натяг - 0,2 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 наклепанного 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. Значения технологических факторов (частоты ударов, величина подачи) выбирались таким образом, чтобы обеспечить кратность ударного воздействия на элементарную площадку обрабатываемой поверхности в диапазоне 6…10. Дальнейшее увеличение кратности деформирующего воздействия ведет к разупрочнению.Impulse-impact PPD were conducted in the following modes: peripheral tool speed - V and ≈15 m / s; the peripheral speed of the workpiece is V s ≈0.05 m / s, the number of passes is 3, the interference fit is 0.2 mm, the longitudinal S pr feed 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 riveted 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. The values of technological factors (impact frequency, feed rate) were chosen in such a way as to ensure the multiplicity of impact on the elementary area of the treated surface in the range of 6 ... 10. A further increase in the multiplicity of the deforming effect leads to softening.

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, расположенные во внутренней беговой дорожке, внутренний радиус по вершинам деформирующих элементов Rк=40,57 мм.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, located in the inner treadmill, inner radius along the tops of the deforming elements R k = 40.57 mm.

Глубина упрочненного импульсно-ударной обработкой слоя в 3…4 раза выше, чем при традиционном обкатывании. Упрочненный слой при традиционном статическом обкатывании формируется в условиях длительного действия больших статических усилий.The depth of the hardened by pulse-shock processing of the layer is 3 ... 4 times higher than with traditional rolling. The hardened layer in the traditional static rolling is formed under long-term action of large static forces.

Предлагаемой головкой аналогичная глубина упрочненного слоя достигается в результате кратковременного импульсно-ударного воздействия на очаг деформации импульса энергии.The proposed head with a similar depth of the hardened layer is achieved as a result of a short-term pulse-impact impact on the deformation zone of the energy pulse.

Требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=3,6 мин (против Тмбаз=10,5 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 T m bases = 10.5 min according to the basic version with traditional rolling of screws on a 1K62 lathe at OAO Livhydromash).

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 ИЧ 10 Б 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 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 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 импульсно-ударной обработкой показали, что максимальные остаточные напряжения находятся близко к поверхности, как при чеканке, что благоприятно для большинства сопрягаемых деталей механизмов и машин. Сравнение глубины напряженного и упрочненного слоя, градиента напряжений и градиента наклепа показывает, что глубина напряженного слоя в 1,1…1,3 раза больше, чем глубина наклепанного слоя, что согласуется с теорией поверхностного пластического деформирования.Studies of the stress state of the hardened surface layer by pulse-shock processing showed that the maximum residual stresses are close to the surface, as when chasing, which is favorable for most of the interfaced parts of mechanisms and machines. A comparison of the depth of the stressed and hardened layer, the stress gradient and the hardening gradient shows that the depth of the stressed layer is 1.1 ... 1.3 times greater than the depth of the riveted layer, which is consistent with the theory of surface plastic deformation.

Достигаемая в процессе обработки предлагаемой головкой предельная величина шероховатости составляет Rа=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 6 раз.The maximum roughness value achieved during processing by the proposed head is Ra = 0.08 μm, a reduction of the initial roughness by a factor of 6 is possible.

Импульсно-ударное деформирование в процессе благоприятно сказываются на условиях работы головки. Оно приводит к более равномерному распределению нагрузки на деформирующие элементы, облегчает формирование упрочняемой поверхности.Impulse-impact deformation in the process favorably affects the working conditions of the head. It leads to a more uniform distribution of the load on the deforming elements, facilitates the formation of a hardened surface.

Импульсно-ударное деформирование способствуют лучшему проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. При наложении импульсной нагрузки деформирующие элементы и деформирующая поверхность периодически «отдыхает», что способствует увеличению ее стойкости. Обработка в условиях импульсно-ударного деформирования резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия СОЖ вследствие облегчения ее доступа в зону контакта деформирующих элементов и заготовки.Impulse-impact deformation contributes to better penetration of the cutting fluid (coolant) into the treatment area. When applying a pulsed load, the deforming elements and the deforming surface periodically “rest”, which helps to increase its resistance. Processing under conditions of pulse-impact deformation sharply increases the cooling, dispersing and plasticizing effect of the coolant due to the facilitation of its access to the contact zone of the deforming elements and the workpiece.

Предлагаемая головка расширяет технологические возможности импульсно-ударной обработки поверхностным пластическим деформированием, позволяет управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом поверхности. При этом конструктивно простой привод снижает себестоимость обработки, увеличивает производительность, улучшает качество обрабатываемой поверхности, не требует сложной и длительной настройки.The proposed head extends the technological capabilities of pulse-impact treatment by surface plastic deformation, allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the surface microrelief. At the same time, a structurally simple drive reduces the cost of processing, increases productivity, improves the quality of the machined surface, does not require complex and lengthy settings.

Источники информацииInformation sources

1. 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. №13.1. 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.

2. 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 - прототип.2. 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 is a prototype.

Claims (1)

Охватывающая головка для поверхностного пластического деформирования винтовых, цилиндрических и сложнопрофильных поверхностей, содержащая корпус с центральным отверстием и индивидуальным приводом и деформирующие элементы, отличающаяся тем, что она снабжена ротором в виде полого вала, на поверхности отверстия которого выполнена дорожка, и кронштейном, на котором закреплена пружина сжатия для задания усилия поверхностного пластического деформирования, при этом корпус установлен шарнирно на кронштейне с возможностью возвратно-колебательного поперечного движения и выполнен в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, внутри которого на подшипниках качения смонтирован ротор, а деформирующие элементы расположены на упомянутой дорожке ротора. A female head for surface plastic deformation of helical, cylindrical and complex surfaces, comprising a housing with a central hole and an individual drive and deforming elements, characterized in that it is provided with a rotor in the form of a hollow shaft, on the surface of the opening of which a track is made, and an arm on which is fixed compression spring for setting the surface plastic deformation force, while the housing is pivotally mounted on the bracket with the possibility of reciprocating tion transverse motion and is designed as a stator of three-phase squirrel-cage asynchronous motor, inside which the rolling bearings on the rotor is mounted, and the deformation elements are located on said rotor path.
RU2009129296/02A 2009-07-29 2009-07-29 Electric head for hardening helical and complex surfaces RU2420392C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129296/02A RU2420392C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Electric head for hardening helical and complex surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129296/02A RU2420392C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Electric head for hardening helical and complex surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009129296A RU2009129296A (en) 2011-02-10
RU2420392C2 true RU2420392C2 (en) 2011-06-10

Family

ID=44736841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009129296/02A RU2420392C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Electric head for hardening helical and complex surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2420392C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009129296A (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
RU2354531C1 (en) Facility for rotor strengthening of screw and complex contoured surface
RU2354530C1 (en) Method of rotor strengthening of complex contoured surface
RU2421320C2 (en) Electrically driven vibration head for rolling
RU2433903C2 (en) Device for static-pulse hardening
RU2421321C2 (en) Method of vibration rolling
RU2337807C1 (en) Device for static-pulse rolling of screws
RU2433904C2 (en) Device for pulse impact strengthening
RU2433905C2 (en) Method of pulse-shock hardening
RU2420390C2 (en) Method of burnishing by electric head
RU2420389C2 (en) Hardening electric head
RU2384397C1 (en) Procedure for centrifugal strengthening of screws
RU2433902C2 (en) Method of static pulse strengthening
RU2447983C1 (en) Method of rolling outer helical surfaces
RU2414981C1 (en) Method of circular spinning by ring tool
RU2367562C1 (en) Surface hardening method
RU2383428C1 (en) Facility for screw centrifugal strengthening
RU2366562C1 (en) Method of shaft pulsed surface hardening
RU2347663C1 (en) Device for static-pulse rolling of shafts
RU2367564C1 (en) Method of screw hardening
RU2433901C2 (en) Method of rolling with spring rings
RU2440232C2 (en) Method of surface vibrational sizing
RU2314906C1 (en) Vibration apparatus for finish and strengthen working
RU2347662C1 (en) Method for static-impulse processing of shafts

Legal Events

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

Effective date: 20110730