RU2438852C2 - Sun-and-planet oscillation bore reamer - Google Patents
Sun-and-planet oscillation bore reamer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438852C2 RU2438852C2 RU2010106849/02A RU2010106849A RU2438852C2 RU 2438852 C2 RU2438852 C2 RU 2438852C2 RU 2010106849/02 A RU2010106849/02 A RU 2010106849/02A RU 2010106849 A RU2010106849 A RU 2010106849A RU 2438852 C2 RU2438852 C2 RU 2438852C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- deforming
- housing
- holes
- axis
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для отделочно-упрочняющей обработки отверстий деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием раскатыванием со статико-импульсным нагружением инструмента.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to devices for finishing and hardening processing of holes of parts from steels and alloys by surface plastic deformation by rolling with static-pulse loading of the tool.
Известен способ и устройство для чистовой и упрочняющей обработки деталей обкатыванием [1], при котором сообщают движения подачи и скорости обработки инструменту и заготовке, контактирующим под приложенной к инструменту нормально к обрабатываемой поверхности постоянной статической нагрузкой в диапазоне усилий, обеспечивающих достижение заданной шероховатости, и периодической импульсной нагрузкой, изменяющейся в установленном диапазоне от минимального до максимального значения. При этом частоту пульсации нагрузки выбирают в зависимости от требуемой глубины наклепа.A known method and device for the finishing and hardening of parts by rolling [1], in which the feed motion and the processing speed of the tool and the workpiece are contacted under a constant static load applied normally to the machined surface in a range of forces ensuring the achievement of a given roughness and periodic pulsed load, changing in the specified range from minimum to maximum value. In this case, the load ripple frequency is selected depending on the required hardening depth.
Способ и устройство, реализующее его, отличается ограниченными возможностями, низким КПД, большой энергоемкостью, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности.The method and device that implements it is characterized by limited capabilities, low efficiency, high energy intensity, insufficient depth of the hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the treated surface.
Задача изобретения - расширение технологических возможностей, снижение себестоимости изготовления заготовок благодаря упрощению конструкции применяемой раскатки, повышение производительности, точности и качества обработки путем обеспечения осевого вибрационного возвратно-поступательного перемещения деформирующих элементов за счет введения дополнительного планетарного движения, позволяющее регулирование и установление оптимальной частоты и амплитуды осцилляции, зависящей от частоты вращения инструмента.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, reducing the cost of manufacturing blanks by simplifying the design of the used rolling, increasing productivity, accuracy and quality of processing by providing axial vibration reciprocating movement of the deforming elements by introducing additional planetary motion, allowing regulation and establishment of the optimal frequency and amplitude of oscillation depending on the speed of the tool.
Эта задача решается с помощью использования предлагаемой конструкции раскатки для обработки поверхностным пластическим деформированием отверстий, содержащая корпус с деформирующими элементами в виде шариков, выполненный с возможностью вращения и относительного осевого перемещения, при этом она снабжена распорными штангами с деформирующими элементами на внешних торцах, и установленными по скользящей посадке в радиальных, расположенных под острым углом β, который выполнен в диапазоне 45°<β<90° к продольной оси, глухих отверстиях корпуса с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль осей отверстий, при этом деформирующий элемент на внешнем торце распорной штанги удерживается от выпадения сепаратором, а на внутренний торец штанги воздействует винтовая цилиндрическая пружина сжатия, создающая рабочее давление и находящаяся в глухом отверстии, кроме того, корпус выполнен с возможностью планетарного вращения относительно планетарной оси, эксцентрично смещенной относительно его основной продольной оси.This problem is solved by using the proposed design of rolling for processing surface plastic deformation of holes, containing a housing with deforming elements in the form of balls, made with the possibility of rotation and relative axial movement, while it is equipped with expansion rods with deforming elements at the outer ends, and installed on sliding fit in radial, located at an acute angle β, which is made in the range of 45 ° <β <90 ° to the longitudinal axis, blind holes and with the possibility of reciprocating movement along the axes of the holes, the deforming element on the outer end of the spacer rod is prevented from falling out by the separator, and a coil compression spring acts on the inner end of the rod, creating a working pressure and located in the blind hole, in addition, the housing is made with the possibility of planetary rotation relative to the planetary axis eccentrically offset relative to its main longitudinal axis.
Сущность конструкции раскатки поясняется чертежами.The essence of the rolling structure is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана схема обработки отверстия поверхностным пластическим деформированием предлагаемой раскаткой с планетарным осциллирующим движением, частичный продольный разрез; на фиг.2 - общий вид раскатки сверху, вид по А на фиг.1; на фиг.3 - общий вид раскатки сбоку (тонкими линиями показано положение раскатки, повернутой на пол-оборота); на фиг.4 - к расчету величины амплитуды осциллирующего движения; на фиг.5 - развертка обрабатываемого отверстия и траектории осциллирующих движений деформирующих элементов - шариков в количестве 4 шт.Figure 1 shows a diagram of the processing of holes by surface plastic deformation of the proposed rolling with planetary oscillating motion, a partial longitudinal section; figure 2 is a General view of the rolling top, view along A in figure 1; figure 3 is a General view of the side rolling (thin lines show the position of the rolling, rotated half a turn); figure 4 - to calculate the magnitude of the amplitude of the oscillating motion; figure 5 - scan of the machined hole and the trajectory of the oscillating movements of the deforming elements - balls in the amount of 4 pcs.
Предлагаемая конструкция раскатки 1 предназначена для чистовой отделочной обработки отверстий поверхностным пластическим деформированием (ППД) - раскатыванием множеством деформирующих элементов - шариков, совершающих осевые вибрационные возвратно-поступательные перемещения с амплитудой АO за счет введения планетарного движения VПЛ и эксцентричного смещения е, позволяющие регулирование и установление оптимальной частоты, зависящей от частоты вращения раскатки VИ.The proposed design of the rolling 1 is designed for finishing finishing holes with surface plastic deformation (PPD) - rolling a lot of deforming elements - balls, making axial vibratory reciprocating movements with amplitude A O due to the introduction of planetary motion V PL and eccentric displacement e, allowing regulation and establishing the optimal frequency, depending on the frequency of rotation of the rolling V AND .
Предлагаемая раскатка для обработки ППД отверстий содержит корпус 2 с деформирующими элементами 3 в виде шариков. Деформирующими элементами могут быть ролики и другой формы элементы. Корпусу 2 сообщают вращение со скоростью VИ и относительное осевое перемещение SПР, как при традиционном раскатывании.The proposed rolling for processing PPD holes contains a housing 2 with deforming
Раскатка снабжена распорными штангами 4, на внешних торцах которых установлены деформирующие элементы 3. Количество штанг и деформирующих элементов принимается по конструктивным соображениям. Штанги, имеющие цилиндрическую форму в поперечном сечении, установлены по скользящей посадке в радиальных, расположенных под острым углом β к продольной оси ОИ, отверстиях 5. Угол наклона осей отверстий принимается не более 90° и не менее 45°, т.е. в пределах 45°<β<90°, относительно продольной оси.The rolling is equipped with
Радиальные отверстия 5 выполнены в корпусе глухими и с возможностью возвратно-поступательного движения штанг вдоль осей этих отверстий. На внешнем торце штанги 4 установлен деформирующий элемент 3, удерживаемый от выпадения сепаратором 6. Заклинивания шариков избегают известными способами и устройствами, например опорой на шарикоподшипники или на вставки из фторопласта (не показаны) и т.п., [2] с.391, рис.10.Radial holes 5 are made blind in the housing and with the possibility of reciprocating movement of the rods along the axes of these holes. At the outer end of the
На внутренний торец штанги воздействует винтовая цилиндрическая пружина 7 сжатия, создающая рабочее номинальное давление РN и находящаяся в глухом отверстии. При смещении продольной оси корпуса раскатки на величину е (согласно фиг.1-3) вправо относительно оси, названной ОПЛ, заготовки правый деформирующий элемент, как минимально удаленный от обрабатываемой поверхности, будет оказывать максимальное давление РМАХ на обрабатывающую поверхность, соответственно, левый, диаметрально противоположный, деформирующий элемент - минимальное давление РMIN, а деформирующие элементы, находящиеся в середине между левым и правым элементами - номинальное давление РN.A coil compression spring 7 acts on the inner end of the rod, creating a working nominal pressure P N and located in a blind hole. When the longitudinal axis of the rolling case is shifted by an amount e (according to FIGS. 1-3) to the right with respect to the axis called O PL , the workpiece, the right deforming element, as minimally remote from the work surface, will exert maximum pressure P MAX on the work surface, respectively, left , diametrically opposite, the deforming element is the minimum pressure P MIN , and the deforming elements located in the middle between the left and right elements are the nominal pressure P N.
Корпусу раскатки сообщают планетарное вращение VПЛ (привод не показан) относительно планетарной оси ОПЛ, эксцентрично смещенной на величину е.The rolling body is informed of the planetary rotation of the V PL (drive not shown) relative to the planetary axis O of the PL , eccentrically shifted by e.
Отличительной особенностью предлагаемой раскатки является то, что деформирующие элементы установлены на штангах подвижно относительно корпуса и имеют возможность перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлениях.A distinctive feature of the proposed rolling is that the deforming elements are mounted on the rods movably relative to the housing and have the ability to move in both longitudinal and transverse directions.
Раскатка работает следующим образом.The rolling works as follows.
В глухих радиальных, наклонных к продольной оси, отверстиях корпуса установлены винтовые цилиндрические пружины сжатия 7, благодаря которым создается статическая нагрузка, действующая на штангу, на деформирующий элемент и далее по нормали на обрабатываемую поверхность заготовки. Выбор конструктивных параметров пружин 7 зависит от конкретных условий обработки и технических требований к обрабатываемой поверхности.Helical cylindrical compression springs 7 are installed in blind radial openings of the housing inclined to the longitudinal axis, due to which a static load is created acting on the rod, on the deforming element, and then normal to the workpiece surface being processed. The choice of design parameters of the springs 7 depends on the specific processing conditions and technical requirements for the treated surface.
Импульсное нагружение на деформирующий элемент осуществляется за счет введения планетарного вращения раскатки, позволяющее приближать и удалять корпус относительно деформирующих элементов.Pulse loading on the deforming element is carried out by introducing a planetary rotation of the rolling, allowing you to zoom in and out of the housing relative to the deforming elements.
Заготовка, как правило, неподвижна, а предлагаемой раскатке сообщают возвратно-вращательное движение VИ, возвратно-поступательную продольную подачу SПР и планетарное вращение VПЛ с эксцентриситетом «е».The workpiece, as a rule, is stationary, and the proposed rolling informs the reciprocating motion V And , reciprocating longitudinal feed S PR and planetary rotation V PL with an eccentricity "e".
Перед вводом раскатки в обрабатываемое отверстие заготовки деформирующие элементы должны быть сведены к центру известными устройствами и располагаться на меньшем диаметре, чем диаметр обрабатываемого отверстия DОТВ. То есть оператор, например, вручную с помощью специального приспособления (не показано), состоящего из двух полуколец с рукоятками, преодолевая сопротивление пружин, уменьшает наружный диаметр, на котором располагаются деформирующие элементы.Before entering the rolling into the workpiece’s machined hole, the deforming elements must be brought to the center by known devices and located on a smaller diameter than the diameter of the machined hole D OTV . That is, the operator, for example, manually using a special device (not shown), consisting of two half rings with handles, overcoming the resistance of the springs, reduces the outer diameter on which the deforming elements are located.
Как только раскатка введена в отверстие заготовки, оператор освобождает деформирующие элементы, которые под действием пружин 7 входят в контакт с обрабатываемой поверхностью. При приближении продольной оси корпуса к обрабатываемой поверхности отверстия, как результат планетарного движения, деформирующие элементы совершают продольное перемещение на величину АО за один оборот раскатки и переменное силовое воздействие от РMIN до PMAX.As soon as the rolling is introduced into the hole of the workpiece, the operator releases the deforming elements, which, under the action of the springs 7, come into contact with the work surface. When approaching the longitudinal axis of the housing to the machined surface of the hole, as a result of planetary motion, the deforming elements perform a longitudinal movement of A 0 for one revolution of rolling and a variable force action from P MIN to P MAX .
Величина продольной амплитуды осцилляции АO деформирующих элементов зависит от эксцентриситета «е» смещения оси планетарного вращения относительно продольной оси корпуса и угла β наклона штанг к этой оси.The magnitude of the longitudinal amplitude of the oscillation A O of the deforming elements depends on the eccentricity "e" of the displacement of the axis of planetary rotation relative to the longitudinal axis of the housing and the angle β of the inclination of the rods to this axis.
Величина АO определяется из треугольников КБД и БВГ (см. фиг.3-4), где К - левый деформирующий элемент, а В - правый деформирующий элемент. Если повернуть треугольник БВГ на 180° относительно оси БД и совместить их, то величина АO будет определяться по формуле:The value of A O is determined from the triangles of CBD and BHG (see Fig.3-4), where K is the left deforming element, and B is the right deforming element. If you rotate the BVG triangle 180 ° relative to the axis of the database and combine them, then the value of A O will be determined by the formula:
АO=2е·tg β, мм,And O = 2e · tg β, mm,
где е - эксцентриситет смещения оси планетарного вращения инструмента относительно продольной оси корпуса, мм;where e is the eccentricity of the displacement of the axis of planetary rotation of the tool relative to the longitudinal axis of the housing, mm;
β - угол наклона штанг к продольной оси, град.;β is the angle of inclination of the rods to the longitudinal axis, deg .;
БК - максимальное расстояние от оси БД вращения корпуса до поперечной плоскости, проходящей через точку касания левого деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью, измеренное вдоль оси отверстия, мм (см. фиг.3-4);BC - the maximum distance from the axis of the database of rotation of the housing to the transverse plane passing through the point of contact of the left deforming element with the machined surface, measured along the axis of the hole, mm (see Fig.3-4);
БB1 - минимальное расстояние от оси БД вращения корпуса до поперечной плоскости, проходящей через точку касания правого деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью, измеренное вдоль оси отверстия, мм (см. фиг.3-4);BB 1 - the minimum distance from the axis of the database of rotation of the housing to the transverse plane passing through the point of contact of the right deforming element with the workpiece, measured along the axis of the hole, mm (see Fig.3-4);
ДК - максимальное расстояние от оси БД вращения корпуса до пересечения оси штанги левого деформирующего элемента с поперечной плоскостью, проходящей через точку касания левого деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью, мм (см. фиг.3-4);DK - the maximum distance from the axis of the database of rotation of the housing to the intersection of the axis of the rod of the left deforming element with a transverse plane passing through the point of contact of the left deforming element with the surface being machined, mm (see Figs. 3-4);
В1Г - минимальное расстояние от оси БД вращения корпуса до пересечения оси штанги правого деформирующего элемента с поперечной плоскостью, проходящей через точку касания правого деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью и повернутого на 180° относительно оси БД, мм (см. фиг.3-4). 1 G is the minimum distance from the axis of the database of rotation of the body to the intersection of the axis of the rod of the right deforming element with a transverse plane passing through the point of contact of the right deforming element with the work surface and rotated 180 ° relative to the axis of the database, mm (see Figs. 3-4 )
В результате ввода планетарного движения деформирующие элементы совершают продольное перемещение со скоростью VПЛ на величину АО за один оборот планетарного движения корпуса, интенсивно воздействуя на обрабатываемую поверхность.As a result of the introduction of planetary motion, the deforming elements perform a longitudinal movement with a speed of V PL by the value of A O for one revolution of the planetary motion of the body, intensively affecting the surface to be treated.
Как видно на развертке обрабатываемого отверстия (см. фиг.5), где показаны траектории осциллирующих движений деформирующих элементов, сочетание вращательного движения с возвратно-поступательным движением деформирующих элементов раскатки создает перекрестное движение элементов и периодически изменяет силу давления и силу трения.As can be seen in the scan of the hole being machined (see Fig. 5), where the trajectories of the oscillating movements of the deforming elements are shown, the combination of rotational motion with the reciprocating motion of the rolling deforming elements creates a cross movement of the elements and periodically changes the pressure force and friction force.
Помимо этого планетарное движение создает переменную нагрузку на деформирующие элементы: РMAX - при приближении оси корпуса к деформирующему элементу - расстояние ГВ (фиг.3-4); РMIN - при удалении оси корпуса от деформирующего элемента - расстояние КД (фиг.3-4). При значительных скоростях, которые требуются для раскатки, возникает эффект удара деформирующего элемента по обрабатываемой поверхности с цикличностью, равной частоте планетарного движения VПЛ. Проходящий импульс формирует динамическую составляющую силы ППД. Возможность рационального использования энергии импульсной волны определяется размерами предлагаемой раскатки.In addition, the planetary movement creates a variable load on the deforming elements: P MAX - when approaching the axis of the housing to the deforming element - the distance of the hot water (Fig 3-4); P MIN - when removing the axis of the housing from the deforming element is the distance KD (Fig.3-4). At significant speeds that are required for rolling, there is the effect of a blow of the deforming element on the work surface with a cycle equal to the frequency of planetary motion V PL . The passing impulse forms a dynamic component of the PPD force. The possibility of rational use of pulse wave energy is determined by the size of the proposed rolling.
Таким образом, происходит ППД раскатывание со статико-импульсным нагружением деформирующих элементов, которое существенно улучшает качество обработанной поверхности и повышает в несколько раз производительность.Thus, PPD rolling with static-pulse loading of deforming elements occurs, which significantly improves the quality of the processed surface and increases productivity several times.
На начальной стадии обработку ведут при е≠0 с изменяющейся силой прижима деформирующих элементов к обрабатываемой поверхности, что обеспечивает повышение качества обработки. На завершающей стадии обработку осуществляют при е=0 выхаживанием при соосном расположении заготовки и инструмента.At the initial stage, the treatment is carried out at e ≠ 0 with a varying force of pressing the deforming elements to the surface to be treated, which ensures an increase in the quality of processing. At the final stage, the processing is carried out at e = 0 by nursing with the coaxial arrangement of the workpiece and tool.
Повышение качества обработки происходит за счет обеспечения плавного изменения силы прижима деформирующих элементов к обрабатываемой поверхности, а также за счет введения выхаживания при VПЛ=0 планетарной скорости раскатки, равной нулю в конце обработки. Таким образом, с одной установки непрерывно и последовательно осуществляются размерная обработка и доводка поверхности отверстия.Improving the quality of processing occurs by ensuring a smooth change in the pressing force of deforming elements to the surface to be treated, as well as by introducing nursing at V PL = 0, the planetary rolling speed equal to zero at the end of processing. Thus, from one installation, dimensional processing and finishing of the hole surface are continuously and sequentially carried out.
В результате раскатки предлагаемым инструментом шероховатость поверхности деталей из стали, чугуна и цветных металлов снижается. Перед раскатыванием такими раскатками отверстия обрабатывают тонким растачиванием или развертыванием с допуском на диаметры 0,01 мм и параметром шероховатости поверхности Ra≤8 мкм. Припуск на обработку не должен превышать 0,02…0,03 мм на диаметр [2].As a result of rolling with the proposed tool, the surface roughness of parts made of steel, cast iron and non-ferrous metals is reduced. Before rolling by such rolling, the holes are treated with thin boring or deployment with a tolerance of diameters of 0.01 mm and a surface roughness parameter of Ra≤8 μm. The allowance for processing should not exceed 0.02 ... 0.03 mm per diameter [2].
При изготовлении раскатки ее детали обрабатывают с точностью по 6-му квалитету и параметром шероховатости поверхности Ra=0,2…0,4 мкм. Радиальное биение собранной раскатки по шарикам при проверке на центрах не должно превышать 8…10 мкм. Рабочие поверхности корпуса, штанг, сепараторов и шариков закаливают до твердости HRC 62…64.In the manufacture of rolling, its parts are processed with accuracy according to the 6th quality and surface roughness parameter Ra = 0.2 ... 0.4 μm. The radial runout of the assembled rolling by balls when checking at the centers should not exceed 8 ... 10 microns. The working surfaces of the housing, rods, separators and balls are hardened to a hardness of HRC 62 ... 64.
Изменение размеров поверхности при раскатывании связано со смятием микронеровностей и пластической объемной деформацией заготовки. Таким образом, точность обработанной заготовки будет зависеть от ее конструкции и конструкции инструмента, режимов обработки, а также от точности размеров, формы и качества поверхности заготовки, полученных при обработке на предшествующем переходе.The change in surface size during rolling is associated with crushing microroughness and plastic bulk deformation of the workpiece. Thus, the accuracy of the processed workpiece will depend on its design and tool design, processing conditions, as well as on the accuracy of the dimensions, shape and surface quality of the workpiece obtained during processing at the previous transition.
При обработке предлагаемой раскаткой жестких заготовок изменение их размеров вызвано уменьшением микронеровностей на поверхностях. Величина изменения размера зависит от состояния исходной поверхности. При этом точность размеров существенно не меняется. Процесс обработки разработанным инструментом характеризуется небольшими натягами и поэтому также сопровождается незначительными изменениями размеров. При раскатывании тонкостенных заготовок точность их размеров можно повысить на 10…20%, а отклонение формы при этом составит 10…30 мкм.When processing the proposed rolling of hard blanks, a change in their size is caused by a decrease in microroughnesses on the surfaces. The size change depends on the state of the original surface. Moreover, the dimensional accuracy does not change significantly. The machining process with the developed tool is characterized by small tightnesses and therefore is also accompanied by minor dimensional changes. When rolling thin-walled workpieces, the accuracy of their sizes can be increased by 10 ... 20%, and the deviation of the shape will be 10 ... 30 microns.
Неблагоприятные условия обработки заготовки вблизи торцов приводят к увеличенной пластической деформации заготовки на участках длиной 3…15 мм. При высоких требованиях к точности следует проводить обработку с малыми усилиями, устанавливать предохранительные шайбы и т.п.Adverse conditions for processing the workpiece near the ends lead to increased plastic deformation of the workpiece in areas of
Наиболее целесообразно раскатыванием обрабатывать исходные поверхности 7…11-го квалитетов предлагаемым инструментом жесткого копирующего типа.It is most expedient when rolling to process the initial surfaces of the 7 ... 11th qualifications with the proposed hard copy type tool.
При ППД раскатыванием предлагаемым инструментом практически достигаются параметры шероховатости обрабатываемой поверхности Ra=0,2…0,8 мкм при исходных значениях этих параметров 0,8…6,3 мкм. Степень уменьшения шероховатости поверхности зависит от материала, рабочего усилия или натяга, подачи, исходной шероховатости, конструкции инструмента и т.д.When PPD rolling by the proposed tool, the roughness parameters of the machined surface Ra = 0.2 ... 0.8 μm are practically achieved with the initial values of these parameters 0.8 ... 6.3 μm. The degree of reduction in surface roughness depends on the material, working force or interference, feed, initial roughness, tool design, etc.
Раскатывание следует проводить так, чтобы заданные результаты достигались за один проход. Не следует использовать обратный ход в качестве рабочего хода, так как повторные проходы в противоположных направлениях могут привести к излишнему деформированию поверхностного слоя. Кроме того, рабочий профиль деформирующих элементов обычно предназначен для работы только в одну сторону.Rolling should be carried out so that the desired results are achieved in one pass. Do not use the reverse stroke as a working stroke, since repeated passes in opposite directions can lead to excessive deformation of the surface layer. In addition, the working profile of the deforming elements is usually designed to work only in one direction.
Скорость не оказывает заметного влияния на результаты обработки и выбирается с учетом требуемой производительности, конструктивных особенностей заготовки и оборудования. Обычно скорость составляет 30…150 м/мин.The speed does not significantly affect the processing results and is selected taking into account the required performance, design features of the workpiece and equipment. Typically, the speed is 30 ... 150 m / min.
Значение усилия раскатывания выбирают в зависимости от цели обработки. Оптимальное усилие PN (Н), соответствующее максимальному пределу выносливости, определяют по формуле:The value of the rolling force is selected depending on the purpose of the processing. The optimal force P N (N) corresponding to the maximum endurance limit is determined by the formula:
РN=10(50+D2 ОТВ/6) Н,P N = 10 (50 + D 2 OTV / 6) N,
где DОТВ - диаметр раскатываемого отверстия заготовки, мм.where D OTV - the diameter of the rolled holes of the workpiece, mm
Для многоэлементного инструмента, каковым является предлагаемая раскатка, принимают подачу SПР=0,1…3,0 мм/об [2]. Оптимальная подача SР на один оборот деформирующего элемента - ролика не должна превышать 0,1…0,5 мм/об, на один оборот шарика - SШ=0,01…0,05 мм/об. Подачу на один оборот инструмента определяют по формуле SПР=kSШ; где k - число деформирующих элементов.For multi-tool, which is the proposed rolling, accept the feed S PR = 0.1 ... 3.0 mm / rev [2]. The optimum supply S P for one revolution of the deforming element - the roller should not exceed 0.1 ... 0.5 mm / rev, for one revolution of the ball - S W = 0.01 ... 0.05 mm / rev. The feed per one revolution of the tool is determined by the formula S PR = kS W ; where k is the number of deforming elements.
Смазывающе-охлаждающей жидкостью при раскатывании служат: машинное масло, смесь машинного масла с керосином (по 50%), сульфофрезол (5%-ная эмульсия). Обработку чугуна рекомендуется вести без охлаждения.The lubricating-cooling liquid during rolling is: engine oil, a mixture of engine oil with kerosene (50% each), sulfofresol (5% emulsion). Cast iron processing is recommended without cooling.
В качестве примера проводилась обработка отверстия гильзы цилиндра 130-1002021 на вертикально-хонинговальном станке мод. 3М83С, оснащенном предлагаемой конструкцией раскатки с деформирующими элементами в виде шариков - 4 шт., опирающимися на штанги и винтовые цилиндрические пружины сжатия; панелью с электроконтактным датчиком - СП-231; автокалибром 8М - 17729-02.As an example, the processing of the bore of the cylinder liner 130-1002021 was carried out on a vertically honing machine mod. 3M83C, equipped with the proposed design of rolling with deforming elements in the form of balls - 4 pcs., Based on rods and helical cylindrical compression springs; a panel with an electric contact sensor - SP-231; Auto Caliber 8M - 17729-02.
Материал обрабатываемой заготовки - отливки гильзы цилиндра - специальный чугун, имеющий химический состав (в %): С - 3,2…3,4; Si - 2,0…2,3; Mn - 0,5…0,8; Cr - 0,25…0,40; Ni - 0,10…0,25; Р≤0,20; S≤0,15; Fe - остальное. Механические свойства чугуна: 170…241 НВ; σв≥206 Н/мм2; σиз=432 Н/мм2. Диаметр обрабатываемого отверстия ⌀100,56…⌀100,50 мм; шероховатость - Ra=0,32 мкм.The material of the workpiece - castings of the cylinder liner - special cast iron having a chemical composition (in%): C - 3.2 ... 3.4; Si - 2.0 ... 2.3; Mn - 0.5 ... 0.8; Cr - 0.25 ... 0.40; Ni - 0.10 ... 0.25; P≤0.20; S 0 0.15; Fe is the rest. Mechanical properties of cast iron: 170 ... 241 HB; σ in ≥206 N / mm 2 ; σ out = 432 N / mm 2 . The diameter of the hole being machined is ⌀100.56 ... ⌀100.50 mm; roughness - R a = 0.32 μm.
Режимы раскатывания: VИ=19 м/мин; подачу на один оборот инструмента определяли по формуле SПР=kSШ=4·0,05=0,2 мм/об; VПЛ=11,9 м/мин.Rolling modes: V И = 19 m / min; the feed per one revolution of the tool was determined by the formula S PR = kS W = 4 · 0.05 = 0.2 mm / rev; V PL = 11.9 m / min.
Значения технологических факторов выбирались таким образом, чтобы обеспечить кратность импульсного воздействия при обработке элементарной площадки обрабатываемой поверхности в диапазоне 6…10. Дальнейшее увеличение кратности осциллирующего воздействия незначительно влияет на эффективность обработки.The values of technological factors were chosen in such a way as to ensure the multiplicity of the pulsed action when processing the elementary area of the treated surface in the
Величина силы статического поджатия деформирующих элементов к обрабатываемой поверхности составляла PMIN≥250…400 Н; PN≥400…500 Н; PMAX≥550…850 Н. Величина хода штанг составляла - 7…13 мм.The value of the force of static preloading of the deforming elements to the work surface was P MIN ≥250 ... 400 N; P N ≥400 ... 500 N; P MAX ≥550 ... 850 N. The magnitude of the stroke of the rods was - 7 ... 13 mm.
Предлагаемая раскатка позволила повысить производительность в 1,5…2 раза, исключить операцию получистовой обработки благодаря улучшению шероховатости поверхности на 1…2 класса.The proposed rolling made it possible to increase productivity by 1.5 ... 2 times, to exclude the operation of semi-finishing due to the improvement of surface roughness by 1 ... 2 classes.
Импульсная нагрузка в сочетании с вращательным и возвратно-поступательным движениями создают перекрестное движение деформирующих элементов и периодически изменяют рабочее усилие и силу трения. Благодаря этому облегчается деформация микронеровностей обрабатываемой поверхности, а переменные силы активно перераспределяются в плоскости раскатывания, и в несколько раз уменьшается сила трения.Pulse load in combination with rotational and reciprocating movements create a cross-movement of deforming elements and periodically change the working force and friction force. Due to this, the deformation of microroughnesses of the treated surface is facilitated, and the variable forces are actively redistributed in the rolling plane, and the friction force is reduced several times.
Перекрестное движение со статико-импульсным нагружением интенсифицирует процесс раскатывания, при этом на обработанной поверхности формируется износостойкий регулярный микрорельеф с перекрестным направлением рисок и неровностями малой и однородной высоты.Cross-motion with static-pulse loading intensifies the rolling process, while a wear-resistant regular microrelief with cross-direction of the patterns and unevenness of small and uniform height is formed on the treated surface.
Предлагаемая раскатка со статико-импульсным нагружением обеспечивает низкую себестоимость изготовления заготовок благодаря простоте конструкции инструмента, не требующего специального генератора импульсов.The proposed rolling with static-pulse loading provides a low cost of manufacturing blanks due to the simplicity of the design of the tool, which does not require a special pulse generator.
Предлагаемая раскатка позволяет повысить режимы и производительность обработки в несколько раз без ухудшения качества обработанной поверхности. Кроме того, в таких условиях стойкость инструмента возрастает в два и более раз по сравнению со стойкостью при традиционном раскатывании, облегчается деформация микронеровностей, уменьшается расход энергии на деформирование и трение.The proposed rolling allows you to increase the processing modes and productivity several times without compromising the quality of the processed surface. In addition, under such conditions, the tool life increases two or more times compared with the resistance during traditional rolling, the deformation of microroughnesses is facilitated, and the energy consumption for deformation and friction is reduced.
Предлагаемую раскатку целесообразно и эффективно использовать при обработке заготовок малой жесткости из труднообрабатываемых материалов и сплавов.The proposed rolling is expedient and efficient to use when processing workpieces of low stiffness from hard-to-work materials and alloys.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР, 456719, МКИ В24В 39/00. Способ чистовой и упрочняющей обработки деталей обкатыванием. 1974.1. A.S. USSR, 456719, MKI V24V 39/00. The method of finishing and hardening of parts by rolling. 1974.
2. 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.383…397, рис.8, а; рис.9, таблица 4.2. Reference technologist-machine builder. In 2 vol. T.2. / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Mechanical Engineering, 1985. - P.383 ... 397, Fig. 8, a; fig. 9, table 4.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010106849/02A RU2438852C2 (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Sun-and-planet oscillation bore reamer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010106849/02A RU2438852C2 (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Sun-and-planet oscillation bore reamer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010106849A RU2010106849A (en) | 2011-08-27 |
| RU2438852C2 true RU2438852C2 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=44756398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010106849/02A RU2438852C2 (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Sun-and-planet oscillation bore reamer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438852C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557396C2 (en) * | 2012-12-06 | 2015-07-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Method of machining |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515707C2 (en) * | 2011-11-14 | 2014-05-20 | Олег Вячеславович Мальков | Method of shaping bores and tool to this end |
-
2010
- 2010-02-24 RU RU2010106849/02A patent/RU2438852C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Справочник технолога-машиностроителя, т.2, под ред. Косиловой А.Г. и др. - М.: Машиностроение, 1985, с.383-397. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557396C2 (en) * | 2012-12-06 | 2015-07-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Method of machining |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010106849A (en) | 2011-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1815944A1 (en) | Method and apparatus for honing bore holes. | |
| RU2438852C2 (en) | Sun-and-planet oscillation bore reamer | |
| Denkena et al. | Surface texturing of rolling elements by hard ball-end milling and burnishing | |
| RU2440230C2 (en) | Method of bore sizing with planetary oscillation motion | |
| RU2440232C2 (en) | Method of surface vibrational sizing | |
| RU2541220C2 (en) | Rolling of raceway of thrust ball bearing race | |
| RU2441742C2 (en) | Device for vibration expansion of holes | |
| RU2441741C2 (en) | Multicomponent oscillating device for bearingizing | |
| RU2437750C1 (en) | Device for surface roll forming | |
| RU2440231C2 (en) | Method of oscillatory sizing | |
| RU2367562C1 (en) | Surface hardening method | |
| RU2426633C1 (en) | Method of diamond abrasive processing with sun-and-planet motion | |
| RU2428297C1 (en) | Method of diamond abrasive processing with sun-and-planet motion | |
| RU2457096C1 (en) | Method of reaming bores | |
| RU2367563C1 (en) | Springing hardening attachment | |
| RU2447983C1 (en) | Method of rolling outer helical surfaces | |
| RU2452608C1 (en) | Device for bore flaring with continuous ball rolling | |
| RU2456149C1 (en) | Rigid multi-ball mandrel | |
| RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
| RU2367564C1 (en) | Method of screw hardening | |
| RU2332293C1 (en) | Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation | |
| RU2361714C1 (en) | Finishing-hardening tool | |
| RU2362665C1 (en) | Device for strengthening of screws with low profile height | |
| RU2317885C1 (en) | Arrangement for surface plastic deformation of the spherical surfaces of ball pins | |
| RU2452609C1 (en) | Device for bore flaring with continuous ball rolling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120225 |