RU2440231C2 - Method of oscillatory sizing - Google Patents
Method of oscillatory sizing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440231C2 RU2440231C2 RU2010109586/02A RU2010109586A RU2440231C2 RU 2440231 C2 RU2440231 C2 RU 2440231C2 RU 2010109586/02 A RU2010109586/02 A RU 2010109586/02A RU 2010109586 A RU2010109586 A RU 2010109586A RU 2440231 C2 RU2440231 C2 RU 2440231C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deforming elements
- axis
- planetary
- housing
- cylinders
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам для отделочно-упрочняющей обработки отверстий заготовок из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием раскатыванием с осцилляцией деформирующих элементов.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to methods and devices for finishing and hardening processing of billets of steel and alloys by surface plastic deformation by rolling with oscillation of deforming elements.
Известен способ раскатывания внутренних цилиндрических поверхностей раскатками с установленными на заданный размер свободными роликами или шариками (ГОСТ 17573-72 и ГОСТ 17574-72). Такие жесткие инструменты позволяют получать поверхности с высокой точностью размеров и геометрической формы.A known method of rolling the inner cylindrical surfaces by rolling with installed on a given size free rollers or balls (GOST 17573-72 and GOST 17574-72). Such rigid tools allow to obtain surfaces with high dimensional accuracy and geometric shape.
Но из-за погрешности предшествующей обработки пластическая деформация поверхностного слоя оказывается неравномерной. Основной размер по роликам или шарикам инструмента регулируют перемещением деформирующих элементов в осевом направлении по опорному конусу, причем регулирование отличается ограниченными возможностями. Высокие требования к изготовлению деформирующих элементов (например, разноразмерность шариков не должна быть более 2 мкм) и отсутствие универсальности делает этот инструмент дорогим. Раскатки отличаются и другими ограниченными возможностями: низким КПД, большой энергоемкостью, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности.But due to the error of the previous treatment, the plastic deformation of the surface layer is uneven. The main size on the rollers or balls of the tool is regulated by the movement of the deforming elements in the axial direction along the support cone, and the regulation is characterized by limited capabilities. High requirements for the manufacture of deforming elements (for example, the size of the balls should not be more than 2 microns) and the lack of versatility makes this tool expensive. Rolling is also characterized by other limited capabilities: low efficiency, high energy intensity, insufficiently deep hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the treated surface.
Задача изобретения - расширение технологических возможностей, 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, increasing productivity, accuracy and quality of processing by providing axial vibrational reciprocating movement of deforming elements due to the introduction of additional planetary motion, which allows regulation and establishment of the optimal frequency and amplitude of oscillation, depending on the frequency of rotation of the tool.
Эта задача решается предлагаемым способом раскатывания отверстий многоэлементным устройством, содержащим корпус с деформирующими элементами, которому сообщают возвратно-вращающее движение и относительное возвратно-осевое перемещение, при этом обеспечивают планетарное вращение корпусу, собственная ось вращения которого смещена на величину эксцентриситета относительно его планетарной оси, совпадающей с осью заготовки, при этом корпус снабжают рабочими цилиндрами, которые расположены радиально под острым углом к продольной оси, с поршнями и штоками, причем на внешних торцах штоков закрепляют деформирующие элементы, со сферической рабочей поверхностью, получающие осциллирующие вибрационные перемещения и интенсивно воздействующие на обрабатываемую поверхность, а внутренние полости всех цилиндров, заполненные маслом под давлением, сообщают через перепускные отверстия с центральной полостью, которая соединена с внешней гидростанцией.This problem is solved by the proposed method of rolling openings with a multi-element device containing a housing with deforming elements, which is informed by a reciprocating movement and relative reciprocal-axial movement, while providing planetary rotation of the housing, whose own axis of rotation is offset by the amount of eccentricity relative to its planetary axis, matching with the axis of the workpiece, while the housing is equipped with working cylinders, which are located radially at an acute angle to the longitudinal axis, with roms and rods, moreover, deforming elements with a spherical working surface are fixed on the outer ends of the rods, which receive oscillating vibrational movements and intensively affect the surface being machined, and the internal cavities of all cylinders filled with oil under pressure are communicated through the bypass holes to the central cavity, which is connected with an external hydroelectric station.
Сущность способа и устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, поясняется чертежами.The essence of the method and device by which the proposed method is implemented is illustrated by the drawings.
На фиг.1 показана схема обработки отверстия поверхностным пластическим деформированием раскатыванием предлагаемым способом и устройством с планетарным и осциллирующим движением, продольный разрез; на фиг.2 - общий вид устройства сверху, сечение по Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - общий вид устройства сбоку (тонкими линиями показано два диаметрально противоположных положения); на фиг.4 - развертка обрабатываемого отверстия и траектории осциллирующих движений с амплитудой А1 деформирующих элементов в количестве 8 шт.; на фиг.5 - развертка обрабатываемого отверстия и траектории осциллирующих движений с амплитудой А2>А1 деформирующих элементов в количестве 8 шт.; на фиг.6 - к определению величины амплитуды деформирующих элементов.Figure 1 shows a diagram of the processing of holes by surface plastic deformation by rolling the proposed method and device with a planetary and oscillating movement, a longitudinal section; figure 2 is a General view of the device from above, a cross-section along BB in figure 1; figure 3 is a General view of the device from the side (thin lines show two diametrically opposite positions); figure 4 - scan of the machined hole and the trajectory of oscillating movements with an amplitude A 1 of deforming elements in the amount of 8 pieces; figure 5 - scan of the machined hole and the trajectory of oscillating movements with an amplitude of A 2 > A 1 deforming elements in the amount of 8 pieces; figure 6 - to determine the magnitude of the amplitude of the deforming elements.
Предлагаемый способ, реализуемый многоэлементным осциллирующим устройством 1, предназначен для чистовой отделочной обработки отверстий поверхностным пластическим деформированием (ППД) - раскатыванием множеством деформирующих элементов, совершающими вращательные и осевые вибрационные возвратно-поступательные перемещения с амплитудой А за счет введения планетарного движения VПЛ и эксцентричного смещения «е», введения планетарного движения VПЛ и эксцентричного смещения «е», позволяющие регулирование и установление оптимальной частоты, зависящей от частоты вращения устройства VИ.The proposed method, implemented by a multi-element oscillating
Устройство содержит корпус 2 с деформирующими элементами 3, которому сообщают вращательное движение относительно собственной оси со скоростью VИ и относительное осевое возвратно-поступательное перемещение SПР, как при традиционном раскатывании. В корпусе 2 радиально под острым углом β к продольной оси расточены рабочие гидроцилиндры 4, в которых с возможностью перемещения расположены поршни 5 со штоками 6. Поршни со штоками смонтированы в гидроцилиндрах таким образом, что штоки расположены на периферии корпуса. Длина всех штоков одинаковая.The device comprises a
На внешних торцах штоков 6 закреплены деформирующие элементы 3, со сферической рабочей поверхностью, воздействующие на обрабатываемую поверхность заготовки. В разработанной конструкции деформирующие элементы (могут быть изготовлены из алмазов, ВК8, ШХ 15 и др.) по форме представляют собой болт со сферической головкой, который крепится на штоке на резьбе. Это позволяет производить быструю замену изношенных деформирующих элементов. В зависимости от технологических задач количество рабочих цилиндров в корпусе может быть от двух и более штук исходя из конструктивных соображений. С целью увеличения жесткости конструкции шток и поршень могут быть выполнены как единое целое. По периферии корпуса цилиндры закрыты крышками 7 с отверстиями под шток, которые ограничивают ход поршня и удерживают его в цилиндре. В наружной канавке поршня вставлено уплотнительное кольцо 8.At the outer ends of the
Внутренние полости всех цилиндров, заполненные маслом под давлением, через перепускные отверстия 9 сообщаются между собой и с центральной полостью 10, которая соединена с внешней гидростанцией (не показана). Центральная полость образована и расположена в корпусе устройства и сверху (см. фиг.1) закрыта крышкой 11. Герметичность прилегания крышки достигается уплотнительным кольцом 12. Такое сообщение цилиндров между собой и с гидростанцией позволяет создавать необходимое рабочее давление, которое развивается каждым гидроцилиндром независимо от величины вылета штока, и внедрять деформирующие элементы в обрабатываемую поверхность на необходимую одинаковую глубину.The internal cavities of all cylinders, filled with oil under pressure, through the bypass holes 9 communicate with each other and with the Central cavity 10, which is connected to an external hydraulic station (not shown). The central cavity is formed and located in the device’s case and is closed by a cover 11. The tightness of the lid fit is achieved by the sealing ring 12. This communication of the cylinders with each other and with the hydraulic station allows you to create the necessary working pressure that develops by each hydraulic cylinder, regardless of size Departure of the rod, and introduce deforming elements into the work surface to the required equal depth.
К крышке 11 посредством фланца крепится полый вал 13, на котором установлено зубчатое колесо 14, обкатывающееся по внутреннему неподвижному зубчатому колесу 15. Колесо 15 закреплено на стойке 16, которая установлена на станине станка (не показана). Первоначальное вращательное движение 
Снабжение центральной полости жидкостью высокого давления осуществляется через полый шпиндель 17, муфту, которая (не показана) расположена в кулисе, и полый вал 13.The central cavity is supplied with high-pressure liquid through the hollow spindle 17, a sleeve (not shown) located in the wings, and the
Зубчатое колесо 14, обкатывающееся по внутреннему неподвижному зубчатому колесу 15, передает планетарное вращение VПЛ всему корпусу относительно центральной продольной оси, совпадающей с осью шпинделя, осью внутреннего зубчатого колеса 15 и осью заготовки. Таким образом, собственная ось вращения корпуса смещена на величину эксцентриситета «е» относительно планетарной оси, совпадающей с осью заготовки.The gear wheel 14, which runs around the internal
Корпусу 2 сообщают вращение со скоростью VИ и относительное осевое перемещение SПР, как при традиционном раскатывании.The
Угол наклона осей цилиндров принимается не более 90° и желательно не менее 45°, т.е. в пределах 45°<β<90°, относительно продольной оси.The angle of inclination of the axes of the cylinders is taken no more than 90 ° and preferably not less than 45 °, i.e. within 45 ° <β <90 °, relative to the longitudinal axis.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что деформирующие элементы установлены на штоках подвижно относительно корпуса и имеют возможность перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлениях.A distinctive feature of the proposed method is that the deforming elements are mounted on the rods movably relative to the body and have the ability to move in both longitudinal and transverse directions.
Предлагаемый способ и устройство для раскатывания осуществляется следующим образом.The proposed method and device for rolling is as follows.
В глухих радиальных, наклонных к продольной оси, гидроцилиндрах корпуса установлены поршни, на которые воздействует масло под давлением, вырабатываемое гидростанцией (не показана), при этом создается статическая нагрузка, действующая на шток с деформирующим элементом, последний воздействует на обрабатываемую поверхность заготовки. Выбор усилия воздействия деформирующих элементом на обрабатываемую поверхность заготовки зависит от конкретных условий обработки и технических требований к обрабатываемой поверхности.Pistons are installed in blind radial housing cylinders that are inclined towards the longitudinal axis and are influenced by oil under pressure generated by a hydrostation (not shown), which creates a static load acting on the rod with a deforming element, the latter acts on the workpiece surface being treated. The choice of the force exerted by the deforming element on the workpiece surface to be treated depends on the specific processing conditions and the technical requirements for the surface to be treated.
Равное статическое нагружение всех деформирующих элементов обеспечивается гидросистемой, подающей масло через полый шпиндель, муфту, полый вал, центральную полость и перепускные отверстия в гидроцилиндры.Equal static loading of all deforming elements is provided by a hydraulic system that feeds oil through the hollow spindle, coupling, hollow shaft, central cavity and bypass holes in the hydraulic cylinders.
Вибрационные перемещения с амплитудой А и определенной частотой, равной скорости вращения VИ деформирующих элементов, осуществляются за счет введения планетарного вращения устройства, позволяющее приближать и удалять корпус относительно деформирующих элементов.Vibrational displacements with an amplitude A and a certain frequency equal to the rotation speed V AND of the deforming elements are carried out by introducing a planetary rotation of the device, which makes it possible to approximate and remove the housing relative to the deforming elements.
Заготовка, как правило, неподвижна, а раскатывающему устройству 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 rolling device is informed with a reciprocating motion V AND , a reciprocating longitudinal feed S PR and planetary rotation V PL with an eccentricity "e".
Перед вводом устройства в обрабатываемое отверстие заготовки деформирующие элементы сведены к центру ввиду отсутствия масла под давлением в гидроцилиндрах, при этом деформирующие элементы располагаются на меньшем диаметре, чем диаметр обрабатываемого отверстия DОТВ.Before entering the device into the workpiece’s bore hole, the deforming elements are brought to the center due to the lack of oil under pressure in the hydraulic cylinders, while the deforming elements are located at a smaller diameter than the diameter of the bore hole D OTV .
Как только устройство введено в отверстие заготовки, включается в работу гидросистема и деформирующие элементы 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 А за один оборот устройства и постоянное силовое воздействие.As soon as the device is inserted into the hole of the workpiece, the hydraulic system is turned on and the deforming elements come into contact with the surface to be treated. 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 longitudinal movement by a value of A per revolution of the device and constant force.
Величина продольной амплитуды осцилляции А деформирующих элементов зависит от эксцентриситета «е» смещения оси планетарного вращения относительно продольной оси корпуса и угла β наклона гидроцилиндров к этой оси. Величина амплитуды А определяется при совмещении левого N и правого С положений деформирующих элементов (см. фиг.1, 6). При рассмотрении треугольников BCD и BKN можно отметить, что отрезок LM равен амплитуде А, а отрезок NM равен 2е, тогда из треугольника NML-tgβ=А/2е.The magnitude of the longitudinal amplitude of the oscillation A 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 hydraulic cylinders to this axis. The magnitude of the amplitude A is determined by combining the left N and right C positions of the deforming elements (see figures 1, 6). When considering the triangles BCD and BKN, it can be noted that the segment LM is equal to the amplitude A, and the segment NM is equal to 2e, then from the triangle NML-tgβ = A / 2e.
Откуда величина продольной амплитуды осцилляции А деформирующих элементов определяется по формуле:Where does the value of the longitudinal amplitude of the oscillation A of the deforming elements are determined by the formula:
А=2е·tgβ мм,A = 2e · tgβ mm,
где е - эксцентриситет смещения оси планетарного вращения устройства относительно продольной оси корпуса, мм;where e is the eccentricity of the displacement of the axis of planetary rotation of the device relative to the longitudinal axis of the housing, mm;
β - угол наклона штока с деформирующим элементом к продольной оси, град.β is the angle of inclination of the rod with a deforming element to the longitudinal axis, deg.
В результате ввода планетарного движения деформирующие элементы совершают продольное перемещение со скоростью VПЛ на величину А 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 a value of A per revolution of the planetary motion of the housing, intensively affecting the surface to be treated.
Как видно на развертках обрабатываемого отверстия (см. фиг.4-5), где показаны траектории осциллирующих движений деформирующих элементов, сочетание вращательного движения с возвратно-поступательным движением деформирующих элементов устройства создает перекрестное движение элементов без изменения силы давления и силы трения. Точка касания деформирующего элемента со стенкой обрабатываемого отверстия опишет синусоидальную траекторию. Получение сложного микрорисунка способствует уменьшению степени износа обработанных поверхностей, удержанию смазки в процессе эксплуатации этих поверхностей.As can be seen in the reamers of the hole being machined (see Figs. 4-5), where the trajectories of the oscillating movements of the deforming elements are shown, the combination of rotational motion with the reciprocating movement of the deforming elements of the device creates a cross movement of the elements without changing the pressure force and friction force. The touch point of the deforming element with the wall of the hole being machined will describe a sinusoidal path. Obtaining a complex micrograph helps to reduce the degree of wear of the treated surfaces, and to maintain lubrication during the operation of these surfaces.
На фиг.4 показана развертка обработанного отверстия и траектории осциллирующих движений с амплитудой А1 деформирующими элементами в количестве 8 штук, а на фиг.5 - развертка обрабатываемого отверстия и траектории осциллирующих движений с амплитудой А2>A1 деформирующих элементов в количестве 8 шт. Во втором случае устройство настроено на больший эксцентриситет «е» и имеет большие углы β наклона гидроцилиндров к продольной оси.Figure 4 shows a scan of the machined hole and the trajectory of oscillating movements with amplitude A 1 deforming elements in the amount of 8 pieces, and figure 5 - scan of the machined hole and the trajectory of oscillating movements with amplitude A 2 > A 1 deforming elements in the amount of 8 pieces. In the second case, the device is configured for a larger eccentricity “e” and has large angles β of inclination of the hydraulic cylinders to the longitudinal axis.
Таким образом, происходит ППД раскатывание с постоянным нагружением деформирующих элементов и их осциллирующим вибрационным движением в продольном направлении, которое существенно улучшает качество обработанной поверхности и повышает в несколько раз производительность.Thus, PPD is rolled out with constant loading of the deforming elements and their oscillating vibrational movement in the longitudinal direction, which significantly improves the quality of the processed surface and increases productivity several times.
На начальной стадии обработку ведут при е≠0 с наложением вибраций на деформирующие элементы, что обеспечивает повышение качества обработки. На завершающей стадии обработку могут осуществлять при е=0 выхаживанием при соосном расположении заготовки и инструмента. Последнее возможно при условии вывода из зацепления зубчатых колес 14 и 15.At the initial stage, the treatment is carried out at e ≠ 0 with the imposition of vibrations on the deforming elements, which ensures an increase in the quality of processing. At the final stage, processing can be carried out at e = 0 by nursing with the coaxial arrangement of the workpiece and tool. The latter is possible provided that
В результате раскатки по предлагаемому способу шероховатость поверхности деталей из стали, чугуна и цветных металлов снижается. Перед раскатыванием такими устройствами 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 [1].As a result of rolling according to the proposed method, the surface roughness of parts made of steel, cast iron and non-ferrous metals is reduced. Before rolling out with such devices, 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 [1].
При изготовлении устройства его детали обрабатывают с точностью по 6-7-му квалитетам и параметром шероховатости поверхности Ra=0,2…0,4 мкм. Радиальное биение собранного устройства по сферическим поверхностям деформирующих элементов при проверке на центрах не должно превышать 8…10 мкм. Рабочие поверхности корпуса, штоков, деформирующих элементов закаливают до твердости HRC 62…64.In the manufacture of the device, its parts are processed with an accuracy of 6-7th qualifications and the surface roughness parameter Ra = 0.2 ... 0.4 μm. The radial runout of the assembled device on the spherical surfaces of the deforming elements when checking at the centers should not exceed 8 ... 10 microns. The working surfaces of the body, rods, deforming elements 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 устройства, 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 the design of the device, processing conditions, as well as on the accuracy of the size, shape and surface quality of the workpiece obtained during processing at the previous transition.
При обработке по предлагаемому способу 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 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 according to the proposed method of hard workpieces, 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 processing process is characterized by small tightness, and therefore is also accompanied by minor changes in size. 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. При ППД раскатыванием предлагаемым способом 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 устройства и т.д.It is most expedient to process the initial surfaces of the 7 ... 11th grade by rolling. When PPD rolling by the proposed method, 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, device 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 формулеThe 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
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 данное устройство, принимают подачу SПР=0,1…3,0 мм/об [1]. Оптимальная подача SP на один оборот деформирующего элемента не должна превышать - SШ=0,01…0,05 мм/об. Подачу на один оборот устройства определяют по формуле SПР=kSШ; где k - число деформирующих элементов.For multi-tool, which is this device, take the feed S PR = 0.1 ... 3.0 mm / rev [1]. The optimum feed S P per revolution of the deforming element should not exceed - S W = 0.01 ... 0.05 mm / rev. The feed per revolution of the device 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 данным устройством с деформирующими элементами в виде шариков - 8 шт. из стали ШХ15, опирающимися на штоки гидроцилиндров; 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. 3M83S equipped with this device with deforming elements in the form of balls - 8 pcs. from steel ШХ15, supported by hydraulic cylinder rods; 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=29 м/мин; подачу на один оборот инструмента определяли по формуле SПР=kSШ=8·0,05=0,4 мм/об; VПЛ=16,9 м/мин.Rolling modes: V And = 29 m / min; the feed per one revolution of the tool was determined by the formula S PR = kS W = 8 · 0.05 = 0.4 mm / rev; V PL = 16.9 m / min.
Значения технологических факторов выбирались таким образом, чтобы обеспечить кратность силового воздействия при обработке элементарной площадки обрабатываемой поверхности в диапазоне 6…10. Дальнейшее увеличение кратности осциллирующего воздействия не значительно влияет на эффективность обработки.The values of technological factors were chosen in such a way as to ensure the multiplicity of force impact when processing the elementary area of the treated surface in the range of 6 ... 10. A further increase in the frequency of the oscillating effect does not significantly affect the processing efficiency.
Величина силы статического поджатия деформирующих элементов к обрабатываемой поверхности составляла PN≥400…500 Н. Величина хода штоков составляла - 7…13 мм.The value of the force of static preloading of the deforming elements to the surface to be treated was P N ≥400 ... 500 N. The stroke length of the rods was 7 ... 13 mm.
Предлагаемый способ позволил повысить производительность в 1,5…2 раза, исключить операцию получистовой обработки благодаря улучшению шероховатости поверхности на 1…2 класса.The proposed method allowed 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.
Статическая нагрузка в сочетании с вращательным и возвратно-поступательным движениями создают перекрестное движение деформирующих элементов. Благодаря этому облегчается деформация микронеровностей обрабатываемой поверхности, а прикладываемые силы активно перераспределяются в плоскости раскатывания и в несколько раз уменьшается сила трения.Static load in combination with rotational and reciprocating movements create a cross-movement of deforming elements. Due to this, the deformation of microroughnesses of the treated surface is facilitated, and the applied forces are actively redistributed in the rolling plane and the friction force is reduced several times.
Перекрестное движение со статическим нагружением интенсифицирует процесс раскатывания, при этом на обработанной поверхности формируется износостойкий регулярный микрорельеф с перекрестным направлением рисок и неровностями малой и однородной высоты.Cross-movement with static loading intensifies the rolling process, and a wear-resistant regular microrelief with cross-direction of patterns and unevenness of small and uniform height is formed on the treated surface.
Предлагаемый способ и реализующее его устройство с постоянным нагружением обеспечивает минимальную себестоимость изготовления заготовок благодаря простоте конструкции инструмента, не требующего специального генератора осциллирующих импульсов.The proposed method and its implementing a device with constant loading provides the minimum cost of manufacturing blanks due to the simplicity of the design of the tool, which does not require a special oscillating pulse generator.
Предлагаемый способ 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 method allows to increase the modes and productivity of processing 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.
Предлагаемый способ целесообразно и эффективно использовать при обработке заготовок малой жесткости из труднообрабатываемых материалов и сплавов.The proposed method is expedient and efficient to use when processing workpieces of low rigidity from hard-to-work materials and alloys.
Источники информацииInformation sources
1. Справочник технолога-машиностроителя, т.2, под ред. Косиловой А.Г., Москва, Машиностроение, 1985, с.383-397 - прототип.1. Reference technologist-machine builder, t.2, ed. Kosilovoi A.G., Moscow, Mechanical Engineering, 1985, p. 383-397 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109586/02A RU2440231C2 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Method of oscillatory sizing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109586/02A RU2440231C2 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Method of oscillatory sizing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010109586A RU2010109586A (en) | 2011-09-20 |
| RU2440231C2 true RU2440231C2 (en) | 2012-01-20 |
Family
ID=44758478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109586/02A RU2440231C2 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Method of oscillatory sizing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2440231C2 (en) |
-
2010
- 2010-03-15 RU RU2010109586/02A patent/RU2440231C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Справочник технолога-машиностроителя, т.2./Под ред. А.Г. Косиловой. - М.: Машиностроение, 1985, с.383-397. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010109586A (en) | 2011-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9879726B2 (en) | Structuring of sliding surface portions | |
| RU2440231C2 (en) | Method of oscillatory sizing | |
| RU2441741C2 (en) | Multicomponent oscillating device for bearingizing | |
| RU2441742C2 (en) | Device for vibration expansion of holes | |
| RU2438852C2 (en) | Sun-and-planet oscillation bore reamer | |
| Drossel et al. | High performance of machining processes by applying adaptronic systems | |
| CN112805117B (en) | Tool and method for mechanical surface treatment | |
| RU2440230C2 (en) | Method of bore sizing with planetary oscillation motion | |
| RU2384397C1 (en) | Procedure for centrifugal strengthening of screws | |
| RU2440232C2 (en) | Method of surface vibrational sizing | |
| RU2367562C1 (en) | Surface hardening method | |
| RU2354531C1 (en) | Facility for rotor strengthening of screw and complex contoured surface | |
| RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
| RU2354530C1 (en) | Method of rotor strengthening of complex contoured surface | |
| RU2430826C2 (en) | Device for surface plastic deformation | |
| RU2367563C1 (en) | Springing hardening attachment | |
| RU2420391C2 (en) | Method of surface plastic deformation of complex-shape surfaces by electric hardening head | |
| RU2426633C1 (en) | Method of diamond abrasive processing with sun-and-planet motion | |
| RU2367564C1 (en) | Method of screw hardening | |
| RU2433903C2 (en) | Device for static-pulse hardening | |
| RU2433901C2 (en) | Method of rolling with spring rings | |
| RU2420392C2 (en) | Electric head for hardening helical and complex surfaces | |
| Mandole et al. | Manufacturing of portable vertical honing machine for small diameter bores | |
| RU2297318C1 (en) | Rolling device with the deforming spring | |
| RU2311279C1 (en) | Strengthening tool with spring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120316 |