RU2457097C1 - Method of static-pulsed elastic burnishing - Google Patents
Method of static-pulsed elastic burnishing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457097C1 RU2457097C1 RU2011100705/02A RU2011100705A RU2457097C1 RU 2457097 C1 RU2457097 C1 RU 2457097C1 RU 2011100705/02 A RU2011100705/02 A RU 2011100705/02A RU 2011100705 A RU2011100705 A RU 2011100705A RU 2457097 C1 RU2457097 C1 RU 2457097C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deforming
- static
- waveguide
- load
- rod
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам для дорнования, калибрования, деформирующего протягивания и упрочнения металлических внутренних поверхностей отверстий деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием со статико-импульсным нагружением деформирующего инструмента.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to methods and devices for burnishing, calibration, deformation pulling and hardening of the metal inner surfaces of the openings of steel and alloy parts by surface plastic deformation with static-pulse loading of the deforming tool.
Известен способ и устройство для статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания, включающий приложение к деформирующему инструменту статической нагрузки с натягом вдоль обрабатываемой поверхности, при этом прикладывают к деформирующему инструменту с помощью бойка и волновода периодическую импульсную нагрузку, вырабатываемую гидравлическим генератором импульсов, используют волновод в виде ступенчатого стержня со ступенями малого и максимального диаметров и боек в виде втулки, охватывающей ступень малого диаметра ступенчатого стержня, скользящей вдоль продольной оси последнего, и имеющей площадь поперечного сечения одинаковую с площадью поперечного сечения ступени максимального диаметра ступенчатого стержня, при этом соотношение длины втулки к длине ступени максимального диаметра ступенчатого стержня выбирают равным единице. [2, 1].A known method and device for static-pulse burning of holes by the pulling method, comprising applying a static load to the deforming tool with an interference fit along the surface to be machined, applying a periodic impulse generated by a hydraulic pulse generator to the deforming tool using a hammer and a waveguide, using a waveguide in the form a stepped rod with steps of small and maximum diameters and an anvil in the form of a sleeve covering a step of small diameter with upenchatogo rod sliding along the longitudinal axis of the latter, and having a cross sectional area equal to cross-sectional area stepwise stage maximum diameter of the rod, the ratio of the length of the sleeve to the length of the maximum diameter of the stepped stage the rod is selected to be unity. [2, 1].
Известный способ и устройство отличаются ограниченными технологическими возможностями, недостаточно большим натягом, незначительной глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности, низким КПД и большой энергоемкостью оборудования.The known method and device are characterized by limited technological capabilities, insufficiently tight fit, insignificant depth of the hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the treated inner surface, low efficiency and high energy consumption of the equipment.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей дорнования за счет применения статико-импульсной нагрузки на специальный пружинящий деформирующий элемент, при прохождении которого возникают окружные растягивающие и радиально-сжимающие напряжения, позволяющие значительно увеличить натяг и глубину упрочненного слоя, повысить степень упрочнения и снизить высоту микронеровностей обрабатываемой поверхности, а также увеличение производительности, КПД и снижение энергоемкости процесса.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of burnishing through the use of a static-pulse load on a special springy deforming element, during the passage of which there are circumferential tensile and radial-compressive stresses, which can significantly increase the tightness and depth of the hardened layer, increase the degree of hardening and reduce the height of microroughnesses of the processed surface as well as an increase in productivity, efficiency and reduction of energy intensity of the process.
Поставленная задача решается предлагаемым способом статико-импульсного упругого дорнования, который включает приложение к деформирующему инструменту статической нагрузки с натягом вдоль обрабатываемой поверхности, действующей от одного гидроцилиндра, и периодической импульсной нагрузки - от другого гидроцилиндра посредством волновода и бойка, соединенного с гидравлическим генератором импульсов, причем волновод непосредственно воздействует на деформирующий элемент за счет того, что гидроцилиндр периодической импульсной нагрузки расположен подвижно на штоке гидроцилиндра статической нагрузки и снабжен волноводом и бойком в виде втулок с возможностью их продольного перемещения на упомянутом штоке, при этом деформирующий элемент, также расположенный на штоке, представляет собой винтовую коническую пружину, изготовленную из проволоки, с наружной рабочей поверхностью в виде усеченного конуса с углом φ=3…5°, с деформирующими витками в количестве не менее трех, из которых первый виток жестко соединен с заборным диском, а последний - жестко соединен с калибрующим диском.The problem is solved by the proposed method of static-pulse elastic durning, which includes applying to the deforming tool a static load with an interference fit along the machined surface, acting from one hydraulic cylinder, and a periodic pulsed load - from another hydraulic cylinder through a waveguide and a hammer connected to a hydraulic pulse generator, the waveguide directly affects the deforming element due to the fact that the hydraulic cylinder of the periodic impulse load located movably on the rod of the cylinder of static load and equipped with a waveguide and a striker in the form of bushings with the possibility of longitudinal movement on the rod, while the deforming element, also located on the rod, is a helical conical spring made of wire with an outer working surface in the form a truncated cone with an angle φ = 3 ... 5 °, with deforming turns in an amount of at least three, of which the first turn is rigidly connected to the intake disk, and the last is rigidly connected to the calibrating disk ohm
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема обработки отверстия поверхностным пластическим деформированием - упругим дорнованием со статико-импульсным нагружением пружинящего дорна, положение устройства, реализующее предлагаемый способ, перед началом обработки, деформирующий элемент в свободном не нагруженном состоянии; на фиг.2 - схема обработки отверстия предлагаемым способом, положение устройства в конце обработки, деформирующий элемент в сжатом статической и импульсной нагрузкой состоянии; на фиг.3 - общий вид конструкции дорна с пружинящим деформирующим элементом, частичный продольный разрез, деформирующий элемент в свободном не нагруженном состоянии; на фиг.4 - то же, деформирующий элемент в сжатом статической и импульсной нагрузкой состоянии; на фиг.5 - пружинящий деформирующий элемент в свободном не нагруженном состоянии перед началом обработки; на фиг.6 - пружинящий деформирующий элемент в нагруженном статической и импульсной силой в сжатом состоянии в обрабатываемом отверстии в процессе обработки; на фиг.7 - пружинящий деформирующий элемент, нагруженный статической силой, в разжатом состоянии, расположен в обрабатываемом отверстии в процессе обработки (пунктирной линией показано положение деформирующего элемента, нагруженного суммарной статической и импульсной силой); на фиг.8 - элемент А на фиг.3, вариант сборной конструкции дорна и его крепления к штоку гидроцилиндра статической нагрузки; на фиг.9 - сечение Б-Б на фиг.8.Figure 1 presents a diagram of the processing of holes by surface plastic deformation - elastic mandrel with static-pulse loading of the spring mandrel, the position of the device that implements the proposed method, before starting processing, the deforming element in a free unloaded state; figure 2 - diagram of the processing of the holes of the proposed method, the position of the device at the end of processing, the deforming element in a compressed static and pulsed load state; figure 3 is a General view of the design of the mandrel with a spring-loaded deforming element, a partial longitudinal section, a deforming element in a free unloaded state; figure 4 - the same deforming element in a compressed static and pulsed load state; figure 5 - spring deforming element in a free unloaded state before processing; Fig.6 is a springy deforming element in a loaded static and pulsed force in a compressed state in the hole being processed during processing; in Fig.7 - springy deforming element loaded with static force, in the expanded state, is located in the hole to be processed during processing (the dashed line shows the position of the deforming element loaded with the total static and pulsed force); in Fig.8 - element A in Fig.3, a variant of the prefabricated mandrel and its fastening to the rod of the cylinder of static load; Fig.9 is a section bB in Fig.8.
Предлагаемый способ и устройство, реализующее его, предназначено для чистовой обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) с калиброванием и упрочнением металлических внутренних цилиндрических поверхностей 1 отверстий диаметром DЗАГ заготовок 2 из сталей и сплавов упругим деформирующим инструментом - дорном 3, к которому прикладывают статическую нагрузку РСТ с помощью гидроцилиндра 4 и импульсную РИМ нагрузку с помощью силового гидроцилиндра 5, в котором расположены боек 6 и волновод 7.The proposed method and device that implements it is intended for finishing by surface plastic deformation (PPD) with calibration and hardening of metal inner cylindrical surfaces of 1 holes with a diameter D ZAG of workpieces 2 of steel and alloys with an elastic deforming tool -
Обрабатываемую заготовку 2 устанавливают на опорной плите 8 станка 9.The
Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из деформирующего инструмента - дорна 3 (см. фиг.3, 4), содержащего один или несколько (не показаны) деформирующих элементов 10, смонтированных на штоке 11 гидроцилиндра 4 статической нагрузки.A device that implements the proposed method consists of a deforming tool - mandrel 3 (see figure 3, 4), containing one or more (not shown) deforming
Дорн предназначен для обработки поверхностным пластическим деформированием сквозных отверстий и выполнен с передней направляющей втулкой 12, обеспечивающей взаимную ориентацию заготовки и инструмента и закрепленной на штоке 11 гайкой 13.The mandrel is designed for surface plastic deformation of through holes and is made with a
Деформирующий элемент 10 представляет собой винтовую коническую пружину, изготовленную из проволоки, например, по ГОСТ 9389-75, диаметром dПР, с наружной рабочей поверхностью в виде усеченного конуса с углом φ=3…5°, с деформирующими витками в количестве не менее трех, из которых первый виток 14 жестко соединен с заборным диском 15, а последний виток 16 жестко соединен с калибрующим диском 17.The
Материал проволоки деформирующих витков пружины (например, твердый сплав ВК15, ВК15М) обеспечивает высокую износостойкость инструмента и высокую изгибную прочность. При малых нагрузках на инструмент можно применять сплав ВК8.The material of the wire of the deforming coil of the spring (for example, hard alloy VK15, VK15M) provides high wear resistance of the tool and high bending strength. At low tool loads, VK8 alloy can be used.
На фиг.8 и 9 представлен более технологичный вариант сборной конструкции дорна и его крепление к штоку 11. Хвостовик стержня 18, на котором установлены: деформирующий элемент, направляющая втулка, гайка и др. части дорна, имеет буртик 19 с двумя лысками. Дорн хвостовиком вставляется в паз 20 центрального ступенчатого отверстия штока, проворачивается относительно центральной оси на 90° и фиксируется в нем.On Fig and 9 presents a more technological version of the prefabricated design of the mandrel and its mounting to the
Части дорна: шток, стержень, направляющую втулку, дистанционные втулки (не показаны) изготовляют из углеродистых сталей, закаленных до твердости HRC 40…45. В собранном виде радиальное биение деформирующих элементов относительно направляющих не превышает 0,02…0,05 мм. Это требование выполняют за счет высокой точности изготовления деталей дорна. Особое внимание уделяют штоку и стержню (радиальное биение их не должно быть более 0,01…0,02 мм), дистанционным втулкам и деформирующим элементам-пружинам (торцевое и радиальное биение их относительно базового отверстия не должно быть более 0,005…0,01 мм).Parts of the mandrel: the stem, the shaft, the guide sleeve, the distance bushings (not shown) are made of carbon steels hardened to a hardness of HRC 40 ... 45. When assembled, the radial runout of the deforming elements relative to the guides does not exceed 0.02 ... 0.05 mm. This requirement is fulfilled due to the high accuracy of the manufacture of mandrel parts. Particular attention is paid to the stem and shaft (their radial runout should not be more than 0.01 ... 0.02 mm), distance bushings and deforming spring elements (their face and radial runout relative to the base hole should not exceed 0.005 ... 0.01 mm )
Калибрующая ленточка на пружинном элементе отсутствует, но для больших диаметров отверстий (>75…150 мм) может применяться, ее ширину выбирают в зависимости от материала и толщины стенки заготовки ([5] с.399).There is no calibration tape on the spring element, but for large hole diameters (> 75 ... 150 mm) it can be used, its width is selected depending on the material and the wall thickness of the workpiece ([5] p. 399).
Диаметр dПР проволоки ориентировочно определяется из условия прочности по формуле:The diameter d PR wire is approximately determined from the strength conditions by the formula:
где dПР - диаметр проволоки, мм; (РСТ+РИМ) - суммарная (статическая РСТ плюс импульсная РИМ) сила дорнования, Н; f - коэффициент трения между элементом и обрабатываемой поверхностью; в зависимости от обрабатываемого материала и технологической смазки f=0,05…0,14; [σИЗ] - допустимое напряжение материала проволоки при изгибе, МПа, для твердого сплава ВК15 - [σИЗ]=1800 МПа; DЗАГ - диаметр обрабатываемого отверстия заготовки, мм.where d PR is the diameter of the wire, mm; (P ST + P IM ) - total (static P ST plus pulsed P IM ) force of burning out, N; f is the coefficient of friction between the element and the workpiece; depending on the processed material and technological lubricant f = 0.05 ... 0.14; [σ IZ ] - permissible stress of the material of the wire in bending, MPa, for the hard alloy VK15 - [σ IZ ] = 1800 MPa; D ZAG - diameter of the workpiece bore hole, mm.
На величину натяга влияет угол β наклона витков пружины, который определяют по формуле:The magnitude of the interference is affected by the angle β of the inclination of the coil of the spring, which is determined by the formula:
β≈arctg[0,5P/(DB-i)], град;β≈arctg [0.5P / (D B -i)], deg;
где Р - шаг пружины, мм; DB - наружный диаметр витка пружины, мм; i - натяг - основной технологический параметр процесса - это разность между диаметром обработанного отверстия и диаметром отверстия заготовки до обработки, мм.where P is the spring pitch, mm; D B - outer diameter of the coil of the spring, mm; i - interference - the main technological parameter of the process is the difference between the diameter of the machined hole and the diameter of the billet hole before machining, mm.
Если рассмотреть один виток пружины в свободном состоянии (см. фиг.5) и тот же виток - в нагруженном состоянии (см. фиг.6), то можно увидеть, что, изменяя свое положение, близкое к поперечной плоскости, при неизменном наружном диаметре витка пружины DB, наружный диаметр пружины, а следовательно, и диаметр отверстия увеличивается на величину - i. Поэтому на величину натяга i влияет угол β наклона витков винтовой пружины, шаг пружины и наружный диаметр витка пружины.If we consider one coil of the spring in the free state (see Fig. 5) and the same coil - in the loaded state (see Fig. 6), then we can see that, changing its position close to the transverse plane, with the same outer diameter the coil of the spring D B , the outer diameter of the spring, and therefore the diameter of the hole increases by a value of - i. Therefore, the amount of interference i is affected by the angle β of the inclination of the coil spring turns, the spring pitch and the outer diameter of the coil spring.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что на деформируемый элемент - пружину - воздействует втулка 7, расположенная на штоке 11 и скользящая по нему. Втулка 7 находится в гидроцилиндре 5 (фиг.1, 2) и является волноводом, к которому дополнительно прикладывают периодическую импульсную РИМ нагрузку посредством бойка 6. Боек 6 расположен также в гидроцилиндре 5 и имеет форму втулки. Гидроцилиндр 5 имеет возможность продольного перемещения вдоль штока 11, согласованного с продольным перемещением дорна в обрабатываемом отверстии, и работает от гидравлического генератора импульсов (ГГИ) (не показан) [3, 4]. Волновод 7 и боек 6 выполнены в виде втулок одинакового диаметра.A distinctive feature of the proposed method is that the
Предлагаемый способ и устройство, реализующее его, служит для обработки поверхностным пластическим деформированием дорнованием внутренних поверхностей отверстий. Эту операцию выполняют перемещением с натягом инструмента - дорна - через обрабатываемое отверстие заготовки, при этом к дорну прикладывают статическую и импульсную, периодическую, нагрузки вдоль оси инструмента и обрабатываемого отверстия.The proposed method and device that implements it, is used for surface plastic deformation processing by burning of the inner surfaces of the holes. This operation is performed by moving with an interference fit of the tool - mandrel - through the workpiece’s machined hole, while static and impulse, periodic, loads are applied to the mandrel along the axis of the tool and the machined hole.
Заготовку 2 устанавливают в опорной плите 8, например, пресса или вертикально-протяжного станка (например, мод. 7Б65) и заходной направляющей частью вводят дорн в предварительно обработанное отверстие заготовки.The
Обработку начинают с включения продольной подачи SПР, которая осуществляется благодаря постоянному действию на дорн штока 11, на который, в свою очередь, действует основная статическая нагрузка РСТ, развиваемая гидроцилиндром 4. Одновременно включается в работу гидроцилиндр 5, вырабатывающий дополнительную периодическую импульсную нагрузку РИМ.Processing begins with the inclusion of a longitudinal feed S PR , which is due to the constant action on the mandrel of the
Импульсную нагрузку РИМ осуществляют с помощью бойка 6, воздействующего на торец волновода 7, выполненных в виде втулок, расположенных на штоке 11. В качестве механизма импульсного нагружения инструмента применяют гидравлический генератор импульсов (не показан) [3, 4].The pulse load P IM is carried out using the
Статическое нагружение РСТ и продольная подача SПР дорна осуществляется с помощью гидроцилиндра статического нагружения 4, поршень 21 и шток 11 которого соединен с дорном.Static loading P CT and longitudinal feeding S PR of the mandrel is carried out using a
Импульсная нагрузка осуществляется гидроцилиндром 5, который работает от гидравлического генератора импульсов (не показан). Волновод 7 в виде втулки установлен в гидроцилиндре 5 на штоке 11 с возможностью продольного осевого перемещения и расположен между бойком 6 и деформирующим элементом 10.The pulse load is carried out by a
Исходный импульс, сформированный в бойке 6 в момент удара по волноводу 7, отражаясь от свободного торца бойка с противоположным знаком, доходит до волновода, одна его часть вновь отражается в боек, а другая переходит в волновод и распространяется в направлении нагружаемой поверхности. Дойдя до нагружаемой поверхности, последняя часть импульса распределяется на проходящий и отраженный. Проходящие волны деформации при равенстве длин бойка и волновода не накладываются и не разрываются, а следуют друг за другом, кроме того, при равенстве площадей контакта поперечных сечений бойка и волновода энергия удара наиболее полно реализуется в контакте с нагружаемой средой.The initial impulse generated in the
Деформирующий элемент дорна работает следующим образом.The deformation element of the mandrel works as follows.
Во время рабочего хода при действии только статической нагрузки РСТ деформирующий элемент входит в отверстие первым витком с заборным диском и процесс поверхностного пластического деформирования будет проходить как при обычном традиционном дорновании.During the working stroke under the action of only the static load P CT, the deforming element enters the hole with the first turn with the intake disk and the surface plastic deformation process will take place as in the usual traditional burning.
При ударе бойка по волноводу, помимо действия статической нагрузки, на деформирующий элемент начинает действовать импульсная РИМ нагрузка (фиг.6). Волновод скользит по штоку и перемещает вдоль штока калибрующий диск, при этом пружина деформирующего элемента сжимается, т.к. заборный диск остается неподвижным относительно штока, упираясь в направляющую втулку. Импульсная нагрузка РИМ на деформирующий элемент преодолеет сопротивление пружины РПР и витки, сближаясь, будут радиально воздействовать на обрабатываемую поверхность отверстия. Как показано на фиг.6, пружина сжимается, уменьшается по высоте и витки занимают поперечное положение относительно продольной оси обрабатываемого отверстия. Возникают окружные растягивающие и радиально сжимающие напряжения, позволяющие значительно увеличить глубину упрочненного слоя, повысить степень упрочнения и снизить высоту микронеровностей обрабатываемой поверхности.When the striker strikes the waveguide, in addition to the action of a static load, a pulse R IM load begins to act on the deforming element (Fig. 6). The waveguide slides along the rod and moves the calibrating disk along the rod, while the spring of the deforming element is compressed, because the intake disc remains stationary relative to the rod, abutting against the guide sleeve. The pulse load P IM on the deforming element will overcome the resistance of the spring P PR and the coils, approaching, will radially affect the machined surface of the hole. As shown in Fig.6, the spring is compressed, reduced in height and the coils occupy a transverse position relative to the longitudinal axis of the hole being machined. Circumferential tensile and radially compressive stresses arise, which can significantly increase the depth of the hardened layer, increase the degree of hardening and reduce the height of the microroughness of the treated surface.
При окончании действия импульсной нагрузки на деформирующий элемент его пружина будет разжиматься под действием собственной силы РПР и статической нагрузки РСТ (фиг.7). Причем калибрующий диск деформирующего элемента будет оставаться на месте, подпираемый волноводом, а заборный диск - перемещаться вниз вместе с перемещением штока.At the end of the action of the pulse load on the deforming element, its spring will be unclenched under the action of its own force P PR and static load P ST (Fig.7). Moreover, the calibrating disk of the deforming element will remain in place, supported by the waveguide, and the intake disk will move down along with the movement of the rod.
Предлагаемый дорн эффективно увеличивает диаметр отверстия за счет пластической деформации поверхности отверстия витками пружины деформирующего элемента. При этом происходит упрочнение поверхностного слоя на большую глубину, чем при обычном дорновании, повышение качества обработанной поверхности, что приводит к уменьшению длины дорна.The proposed mandrel effectively increases the diameter of the hole due to plastic deformation of the surface of the hole by the coils of the spring of the deforming element. This hardens the surface layer to a greater depth than with conventional burnishing, increasing the quality of the treated surface, which leads to a decrease in the length of the mandrel.
Деформирующий элемент, выполненный в виде пружины, будет плавно и постепенно, а не скачкообразно, воспринимать импульсную ударную нагрузку, что значительно снижает вибрации и, как следствие, волнистость обработанной поверхности. После прекращения действия импульсной нагрузки пружина приходит в свое первоначальное положение, увеличивается по высоте и витки располагаются на расстоянии шага Р друг от друга (фиг.7). При этом последний виток 16 с калибрующим диском 17 остаются на месте, а средние, первый 14 и заборный диск 15 уходят вниз (согласно фиг.7) под действием собственной силы упругости пружины РПР и статической нагрузки РСТ.The deforming element, made in the form of a spring, will smoothly and gradually, and not abruptly, perceive a pulsed shock load, which significantly reduces vibration and, as a result, the waviness of the treated surface. After the termination of the pulse load, the spring comes to its original position, increases in height and the turns are located at a distance of step P from each other (Fig.7). At the same time, the
Таким образом, с каждым ударом бойка по волноводу витки пружинящего деформирующего элемента будут сближаться и радиально воздействовать на обрабатываемую поверхность, создавая растягивающие и радиально сжимающие напряжения. При этом высота элемента - минимальна, а шаг пружины Р=0. В промежутках времени между ударами пружина будет восстанавливать свою первоначальную высоту и витки пружинящего деформирующего элемента будут разводиться на расстоянии шага Р друг от друга.Thus, with each hit of the striker on the waveguide, the coils of the springy deforming element will approach and radially act on the surface being treated, creating tensile and radially compressive stresses. Moreover, the height of the element is minimal, and the spring pitch P = 0. In the time intervals between impacts, the spring will restore its original height and the coils of the springy deforming element will be parted at a distance of step P from each other.
Глубина упрочненного слоя предлагаемым способом увеличивается и достигает 1,5…2,5 мм, что значительно (в 3…4 раза) больше, чем при традиционном статическом дорновании. Наибольшая степень упрочнения составляет 25…30%. В результате статико-импульсной обработки по сравнению с традиционным дорнованием эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возрастает в 2…2,6 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более, - в 1,6…2,2 раза.The depth of the hardened layer of the proposed method increases and reaches 1.5 ... 2.5 mm, which is significantly (3 ... 4 times) more than with traditional static burnishing. The greatest degree of hardening is 25 ... 30%. As a result of static-pulse processing, in comparison with traditional burnishing, the effective depth of the layer, hardened by 20% or more, increases by 2 ... 2.6 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more, by 1.6 ... 2, 2 times.
Пример. Обрабатывали предлагаемым способом отверстие диаметром 40 мм заготовки из материала - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 6,75 кг. Обработку производили дорном с деформирующим пружинящим элементом - пружиной диаметром 40 мм, диаметром проволоки 6 мм, высота деформирующего элемента в сжатом состоянии 24 мм, шаг пружины 20 мм, из твердого сплава ВК15, угол φ=4,5°.Example. The hole was prepared using the proposed method with a diameter of 40 mm of a workpiece made of material - steel 18KhGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 6.75 kg. The treatment was performed with a mandrel with a deforming spring element - a spring with a diameter of 40 mm, a wire diameter of 6 mm, a height of the deforming element in a compressed state of 24 mm, a spring pitch of 20 mm, made of VK15 hard alloy, and an angle of φ = 4.5 °.
Обработку вели на модернизированном прессе с использованием специального ГГИ - гидравлического генератора импульсов. Модернизация касалась установки на прессе, на штоке дополнительного гидроцилиндра с волноводом и бойком, осуществляющих дополнительное периодическое импульсное нагружение инструмента-дорна. Смазочно-охлаждающая жидкость - сульфофрезол. Скорость дорнования Snp=4,5 м/мин. Наибольшее значение энергии ударов, развиваемой ГГИ, А=285 Дж (сила удара 265 кН, скорость удара 7,4 м/с), при частоте ударов f=5…15 Гц. Натяг инструмента составлял i=0,3…1,5 мм на диаметр. Статическое нагружение осуществлялось силой до РСТ=42 кН.Processing was carried out on a modernized press using a special GGI - a hydraulic pulse generator. The modernization concerned the installation on the press, on the rod of an additional hydraulic cylinder with a waveguide and a striker, carrying out additional periodic pulsed loading of the mandrel tool. Cutting fluid - sulfofresol. Burning speed S np = 4.5 m / min. The greatest value of the impact energy developed by the GGI, A = 285 J (impact force 265 kN, impact speed 7.4 m / s), with a shock frequency of f = 5 ... 15 Hz. The interference fit was i = 0.3 ... 1.5 mm per diameter. Static loading was carried out by force up to P CT = 42 kN.
Обработка показала, что параметр шероховатости обработанных поверхностей отверстий уменьшился до значения Ra=0,5…0,07 мкм при исходном Ra=5…6,5 мкм, производительность повысилась более чем в три раза по сравнению с традиционным дорнованием и предварительным развертыванием, используемым на базовом предприятии ОАО "Ливгидромаш". Энергоемкость процесса уменьшилась в 2,1 раза. Глубина упрочненного слоя достигла 1,7…2,2 мм. Наибольшая степень упрочнения составляла 21…26%. В результате статико-импульсной обработки эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возросла в 1,8…2,4 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более, - в 1,7…2,1 раза.Processing showed that the roughness parameter of the machined hole surfaces decreased to Ra = 0.5 ... 0.07 μm with the initial Ra = 5 ... 6.5 μm, productivity increased by more than three times in comparison with the traditional mandrel and pre-deployment used at the base enterprise of OAO Livhydromash. The energy intensity of the process decreased by 2.1 times. The depth of the hardened layer reached 1.7 ... 2.2 mm. The highest degree of hardening was 21 ... 26%. As a result of static-pulse processing, the effective depth of the layer hardened by 20% or more increased by 1.8 ... 2.4 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more by 1.7 ... 2.1 times.
Предлагаемый способ расширяет технологические возможности дорнования за счет воздействия статико-импульсной нагрузки на специальный пружинящий деформирующий элемент, при прохождении которого возникают окружные растягивающие и радиально сжимающие напряжения, позволяющие значительно увеличить натяг и глубину упрочненного слоя, повысить степень упрочнения и снизить высоту микронеровностей обрабатываемой поверхности.The proposed method extends the technological capabilities of durning due to the influence of a static-pulse load on a special springy deforming element, during the passage of which circumferential tensile and radially compressive stresses arise, which can significantly increase the tightness and depth of the hardened layer, increase the degree of hardening and reduce the height of microroughnesses of the treated surface.
Предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса дорнования, вести обработку с большим натягом, высоким КПД и минимальной энергоемкостью оборудования.The proposed method allows to increase the productivity of the burning process, to carry out processing with high interference, high efficiency and minimum energy consumption of the equipment.
Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account
1. Патент РФ №2312757, МПК B24B 39/02. Устройство для статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Афанасьев Б.И., Фомин Д.С., Селеменев К.Ф. Заявка №2006116871/02. 16.05.2006; 20.12.2007 - прототип.1. RF patent No. 2312757, IPC B24B 39/02. Device for static-pulse burning of holes by pulling. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Afanasyev B.I., Fomin D.S., Selemenev K.F. Application No. 2006116871/02. 05/16/2006; 12/20/2007 - a prototype.
2. Патент РФ №2312754, МПК B24B 39/02. Способ статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Афанасьев Б.И., Фомин Д.С., Селеменев К.Ф. Заявка №2006115432/02. 04.05.2006; 20.12.2007.2. RF patent No. 2312754, IPC B24B 39/02. The method of static-pulse burning of holes by pulling. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Afanasyev B.I., Fomin D.S., Selemenev K.F. Application No. 2006115432/02. 05/04/2006; 12/20/2007.
3. Киричек А.В., Лазуткин А.Г., Соловьев Д.Л. Статико-импульсная обработка и оснастка для ее реализации // СТИН, 1999, №6. - С.20-24.3. Kirichek A.V., Lazutkin A.G., Soloviev D.L. Static-pulse processing and equipment for its implementation // STIN, 1999, No. 6. - S.20-24.
4. Патент РФ №2090342, МПК6 B24B 39/04. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Гидроударное устройство для обработки деталей ППД. 95122309/02. 21.12.95. 20.09.97. Бюл. №26.4. RF patent No. 2090342, IPC 6 B24B 39/04. Lazutkin A.G., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Water hammer device for processing PPD parts. 95122309/02. 12/21/95. 09/20/97. Bull. No. 26.
5. 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, 1986. С.397…410.5. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed. reslave. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1986. S.397 ... 410.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011100705/02A RU2457097C1 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Method of static-pulsed elastic burnishing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011100705/02A RU2457097C1 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Method of static-pulsed elastic burnishing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2457097C1 true RU2457097C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011100705/02A RU2457097C1 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Method of static-pulsed elastic burnishing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457097C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755081C1 (en) * | 2020-09-02 | 2021-09-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Apparatus for surfacing with hardening by strain wave |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3919895A1 (en) * | 1989-06-19 | 1990-12-20 | Kadia Diamant | High frequency honing of holes in workpieces - using ultrasound vibration superimposed on vertical and rotational tool movement |
| SU1641597A1 (en) * | 1988-12-28 | 1991-04-15 | Карагандинский политехнический институт | Device for strengthening and finish-machining surfaces of holes |
| RU2055719C1 (en) * | 1992-09-01 | 1996-03-10 | Акционерное общество "Самарская металлургическая компания" | Method of forming internal cylindrical surfaces in metallic blanks having through hole |
| RU2065807C1 (en) * | 1991-07-01 | 1996-08-27 | Белгородский технологический институт строительных материалов | Method of holes working by mandrel (versions) |
| RU2312754C1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method for static-pulse broaching of openings |
-
2011
- 2011-01-12 RU RU2011100705/02A patent/RU2457097C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1641597A1 (en) * | 1988-12-28 | 1991-04-15 | Карагандинский политехнический институт | Device for strengthening and finish-machining surfaces of holes |
| DE3919895A1 (en) * | 1989-06-19 | 1990-12-20 | Kadia Diamant | High frequency honing of holes in workpieces - using ultrasound vibration superimposed on vertical and rotational tool movement |
| RU2065807C1 (en) * | 1991-07-01 | 1996-08-27 | Белгородский технологический институт строительных материалов | Method of holes working by mandrel (versions) |
| RU2055719C1 (en) * | 1992-09-01 | 1996-03-10 | Акционерное общество "Самарская металлургическая компания" | Method of forming internal cylindrical surfaces in metallic blanks having through hole |
| RU2312754C1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method for static-pulse broaching of openings |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755081C1 (en) * | 2020-09-02 | 2021-09-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Apparatus for surfacing with hardening by strain wave |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2336987C1 (en) | Device for static-pulse mandrelling with fabricated tool | |
| RU2336986C1 (en) | Method of static-pulse mandrelling with fabricated mandrel | |
| RU2457097C1 (en) | Method of static-pulsed elastic burnishing | |
| RU2320471C1 (en) | Method for static-pulse working of screws | |
| RU2464152C2 (en) | Device for static-pulse elastic hardening | |
| RU2462339C2 (en) | Device for static-pulse hardening by spring-loaded burnishing tool | |
| RU2462340C2 (en) | Device for static-pulse hardening by spring-loaded burnishing tool | |
| RU2541220C2 (en) | Rolling of raceway of thrust ball bearing race | |
| RU2483857C1 (en) | Device for static pulse flaring of ball bearing outer race inner way | |
| RU2479405C2 (en) | Method of static pulse mandrelling of shaped bores | |
| RU2479404C2 (en) | Method of static pulse mandrelling of shaped bores | |
| RU2487793C2 (en) | Device for surface plastic deformation | |
| RU2477681C2 (en) | Method of mandrelling at mandrel static-&-pulse loading | |
| RU2469834C1 (en) | Formation method of outside splines by surface plastic deformation | |
| RU2483858C1 (en) | Device for static pulse flaring of ball bearing outer race inner way | |
| RU2280551C1 (en) | Method of static-pulse reeling of internal grooves | |
| RU2479408C2 (en) | Device for shaping outer splines by surface plastic straining | |
| RU2522996C2 (en) | Method for pulse rolling of raceway of thrust ball bearing race | |
| RU2474486C1 (en) | Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter | |
| RU2285601C1 (en) | Apparatus for static-pulse expanding of internal grooves | |
| RU2460626C2 (en) | Device for static pulse mandrelling | |
| RU2355552C1 (en) | Method of coarse thread hardening | |
| RU2457099C1 (en) | Device to static-pulse hardening of long-cut bores | |
| RU2279961C1 (en) | Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling | |
| RU2460627C2 (en) | Method of mandrelling with static pulse loading |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130113 |