RU2474486C1 - Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter - Google Patents
Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474486C1 RU2474486C1 RU2011125443/02A RU2011125443A RU2474486C1 RU 2474486 C1 RU2474486 C1 RU 2474486C1 RU 2011125443/02 A RU2011125443/02 A RU 2011125443/02A RU 2011125443 A RU2011125443 A RU 2011125443A RU 2474486 C1 RU2474486 C1 RU 2474486C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- grooves
- deforming
- angle
- mandrel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
- Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам для поверхностного пластического деформирования (ППД), калибрования и упрочнения металлических внутренних цилиндрических поверхностей деталей из сталей и сплавов со статико-импульсным нагружением деформирующе-режущего инструмента.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to methods and devices for surface plastic deformation (PPD), calibration and hardening of metal inner cylindrical surfaces of steel and alloy parts with static-pulse loading of a deforming cutting tool.
Известен способ пластического деформирования и калибрования внутренних цилиндрических поверхностей деталей, включающий неподвижное закрепление заготовки на опорной плите станка и продольное перемещение инструмента под действием статической нагрузки, развиваемой гидроцилиндром статической нагрузки, и периодической импульсной нагрузки, развиваемой гидроцилиндром, имеющим боек и волновод, и питаемый гидравлическим генератором импульсов, при этом инструмент включает деформирующий элемент, имеющий на наружной поверхности выполненные под углом к его оси заборный и обратный конусы с расположенной между ними цилиндрической ленточкой [1, 2].A known method of plastic deformation and calibration of the inner cylindrical surfaces of parts, including the stationary fixing of the workpiece on the base plate of the machine and the longitudinal movement of the tool under the action of a static load developed by a hydraulic cylinder of a static load, and a periodic pulsed load developed by a hydraulic cylinder having a hammer and waveguide, and fed by a hydraulic generator pulses, while the tool includes a deforming element having on the outer surface ie at an angle to its axis, and a reverse intake cones disposed therebetween cylindrical ribbon [1, 2].
Известный способ отличается ограниченными технологическими возможностями, недостаточно большим натягом, незначительной глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности, не высокой стойкостью инструмента, низким КПД и большой энергоемкостью оборудования.The known method is characterized by limited technological capabilities, insufficiently tight fit, insignificant depth of the hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the machined inner surface, not high tool life, low efficiency and high energy consumption of the equipment.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей чистовой обработки внутренних поверхностей за счет применения комбинированной обработки дефермирующе-режущим инструментом со статико-импульсным нагружением, позволяющим управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом внутренних поверхностей отверстий, а также повышение стойкости инструмента, снижение энергоемкости оборудования и повышения его КПД.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the finishing of internal surfaces through the use of combined processing of a deforming cutting tool with static-pulse loading, which allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the microrelief of the inner surfaces of the holes, as well as increasing the tool life, reducing the energy consumption of equipment and increasing its efficiency.
Поставленная задача решается предлагаемым способом пластического деформирования и калибрования внутренних цилиндрических поверхностей деталей, включающий неподвижное закрепление заготовки на опорной плите станка и продольное перемещение инструмента под действием статической нагрузки, развиваемой гидроцилиндром статической нагрузки, и периодической импульсной нагрузки, развиваемой гидроцилиндром, имеющим боек и волновод, и питаемый гидравлическим генератором импульсов, при этом инструмент включает деформирующий элемент, имеющий на наружной поверхности выполненные под углом к его оси заборный и обратный конусы с расположенной между ними цилиндрической ленточкой, при этом осуществляют упругое нагружение с одновременным срезанием поверхностного слоя заготовки по меньшей мере двумя жестко закрепленными на оправке деформируще-режущими элементами, имеющими на наружной поверхности выполненный под углом к оси инструмента заборный конус, канавки и выступы равной ширины, причем канавки расположены под углом к оси инструмента с образованием положительного переднего угла в нормальном сечении к боковой поверхности канавки, расположенного с левой стороны переднего торца при правом расположении канавок или с правой стороны переднего торца при левом расположении канавок, при этом деформирующе-режущие элементы смещают относительно друг друга так, что выступы одного элемента являются продолжением выступов другого, причем оправку соединяют с волноводом и выполняют с возможностью воздействия на нее периодической импульсной и статической нагрузки, а деформирующий элемент используют для завершения обработки при прохождении инструмента через обрабатываемое отверстие и устанавливают на полом валу, который охватывает оправку, и выполняют с возможностью воздействия на него только статической нагрузки.The problem is solved by the proposed method of plastic deformation and calibration of the inner cylindrical surfaces of the parts, including the motionless fixing of the workpiece on the base plate of the machine and the longitudinal movement of the tool under the influence of a static load developed by a hydraulic cylinder of a static load, and a periodic pulsed load developed by a hydraulic cylinder having a hammer and a waveguide, and fed by a hydraulic pulse generator, the tool includes a deforming element having th on the outer surface, made at an angle to its axis, the intake and reverse cones with a cylindrical ribbon located between them, while performing elastic loading with simultaneous cutting of the surface layer of the workpiece with at least two deforming-cutting elements rigidly fixed to the mandrel, having on the outer surface at an angle to the axis of the tool, the intake cone, grooves and protrusions of equal width, and the grooves are located at an angle to the axis of the tool with the formation of a positive forward about the angle in the normal section to the side surface of the groove located on the left side of the front end with the right location of the grooves or on the right side of the front end with the left location of the grooves, while the deforming-cutting elements are displaced relative to each other so that the protrusions of one element are a continuation of the protrusions another, moreover, the mandrel is connected to the waveguide and is configured to expose it to periodic pulsed and static loads, and the deforming element is used to complete the sample Botko by passing the tool through hole and processed mounted on a hollow shaft which embraces the mandrel and operate to act on it only static load.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема поверхностного пластического деформирования (ППД) отверстия предлагаемым способом инструментом с двумя деформирующе-режущими элементами со статико-импульсным нагружением и одним деформирующим элементом только со статическим нагружением в процессе обработки; на фиг.2 - конструкция инструмента с двумя деформирующе-режущими и одним деформирующим элементами, общий вид с частичным продольным разрезом, положение инструмента при действии только статической нагрузки; на фиг.3 - деформирующе-режущий элемент, частичный продольный разрез; на фиг.4 - поперечный разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.6 - развертка рабочих поверхностей двух деформирующе-режущих элементов; на фиг.7 - инструмент в положении действия статической и импульсной нагрузок.Figure 1 presents a diagram of surface plastic deformation (PPD) of the hole of the proposed method with a tool with two deforming and cutting elements with static-pulse loading and one deforming element with only static loading during processing; figure 2 - the design of the tool with two deforming and cutting and one deforming elements, a General view with a partial longitudinal section, the position of the tool under the action of only static load; figure 3 - deforming-cutting element, a partial longitudinal section; figure 4 is a transverse section aa in figure 3; figure 5 is a section bB in figure 3; figure 6 - scan of the working surfaces of two deforming-cutting elements; Fig.7 - the tool in the position of the static and pulsed loads.
Предлагаемый способ предназначен для чистовой комбинированной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием (ППД) с калиброванием [3] и упрочнением металлических внутренних цилиндрических поверхностей 1 отверстий заготовок 2 из сталей и сплавов деформирующе-режущим инструментом 3, к которому прикладывают статико-импульсную нагрузку с помощью силовых гидроцилиндров 4 [4, 5]. Обрабатываемую заготовку устанавливают на опорной плите 5 станка 6.The proposed method is intended for the final combined machining by cutting and surface plastic deformation (PPD) with calibration [3] and hardening of the metal inner cylindrical surfaces of 1 holes of workpieces 2 of steel and alloys by a deforming
Продольная подача SПР инструмента осуществляется гидроцилиндром 7, который воздействует статической нагрузкой РСТ на деформирующе-режущий инструмент 3, через гидроцилиндр 8, в котором расположен боек 9 и волновод 10. Гидроцилиндр 8 выполнен с возможностью приложения к инструменту посредством бойка 9 периодической импульсной нагрузки РИМ и передачи статической нагрузки РСТ, вырабатываемой гидроцилиндром 7 статической нагрузки. В качестве механизма импульсного нагружения инструмента применяют гидравлический генератор импульсов (не показан) [6, 7]. Гидравлический генератор импульсов (ГГИ) питает силовые гидроцилиндры.The longitudinal supply S PR of the tool is carried out by a hydraulic cylinder 7, which acts by a static load P ST on the deforming-cutting
Деформирующе-режущий инструмент 3 содержит не менее двух деформирующе-режущих элементов 11 и деформирующий элемент 12. Наружная поверхность деформирующе-режущих элементов выполнена в виде заборного конуса с углом α к продольной оси, на которой выполнены канавки 13 с образованием выступов 14. Канавки выполнены шириной b, равной ширине образованных выступов 14 (фиг.3…6). Боковые стороны канавки выполнены под углом γ1 к продольной оси инструмента в плоскости поперечного сечения деформирующе-режущего элемента (фиг.4), причем угол γ1 выполнен положительным с левой стороны переднего торца каждого элемента при правом расположении канавок и, наоборот, положительным с правой стороны переднего торца элемента при левом расположении канавок. Канавки выполнены под углом ω к продольной оси инструмента.The deforming-cutting
Вся наружная поверхность от переднего до заднего торцов деформирующе-режущих элементов выполнена рабочей, при этом высота деформирующе-режущих элементов определяется по формуле:The entire outer surface from the front to the rear ends of the deforming-cutting elements is made working, while the height of the deforming-cutting elements is determined by the formula:
l=b/tgω,l = b / tgω,
где l - высота деформирующе-режущего элемента, мм;where l is the height of the deforming-cutting element, mm;
b - ширина канавки (выступа), мм;b is the width of the groove (protrusion), mm;
ω - угол расположения канавки относительно продольной оси инструмента, град.ω is the angle of the groove relative to the longitudinal axis of the tool, deg.
Деформирующе-режущие элементы, из которых комплектуется инструмент, жестко закреплены на оправке 15 при угловом смещении относительно друг друга так, что выступы (впадины) одного элемента являются продолжением выступов (впадин) другого (фиг.1, 2, 6, 7).The deforming-cutting elements of which the tool is completed are rigidly fixed on the
Оправка 15 соединена с волноводом 10 и подвергается воздействию периодической импульсной РИМ и статической РСТ нагрузкам и передает эти нагрузки на деформирующе-режущие элементы инструмента. Установка и крепление оправки на волноводе осуществляется с возможностью быстрого демонтажа и съема инструмента, например, с помощью патрона для протягивания (не показан).The
Деформирующий элемент 12, входящий в состав инструмента, имеет на наружной поверхности заборный конус 16, выполненный под углом α к оси инструмента, и обратный конус 17, выполненный под углом β к оси инструмента, с расположенной между ними цилиндрической ленточкой 18. Деформирующий элемент завершает обработку при прохождении инструмента через обрабатываемое отверстие и установлен на полом валу 19, который охватывает оправку 15, и подвергается воздействию только статической нагрузки РСТ.The deforming
Начало образования выступов на обрабатываемой поверхности происходит при входе переднего торца первого деформирующе-режущего элемента в отверстие заготовки.The beginning of the formation of protrusions on the treated surface occurs when the front end of the first deforming-cutting element enters the billet hole.
Инструмент работает следующим образом. Во время рабочего хода первый элемент входит в отверстие заборной частью передним торцом (фиг.1) и начинает пластически увеличивать диаметр отверстия в зоне выступов деформирующе-режущего элемента и в меньшей степени в зоне канавок, за счет чего на поверхности отверстия образуются выступы, испытывающие окружные растягивающие напряжения. Но поскольку левая боковая поверхность канавки при правом их расположении на элементе встает на пути движения образующегося на поверхности отверстия выступа, последний начинает срезаться (фиг.6). При этом резание осуществляется в зоне растяжения, что способствует снижению сил резания, так как предварительное растяжение способствует накоплению степени разрушения в срезаемом слое, а также увеличивает показатель напряженного состояния в зоне резания.The tool works as follows. During the working stroke, the first element enters the opening with the front end (Fig. 1) and begins to plastically increase the diameter of the hole in the area of the protrusions of the deforming-cutting element and to a lesser extent in the area of the grooves, due to which protrusions are formed on the surface of the hole, experiencing circumferential tensile stresses. But since the left side surface of the groove with their right location on the element gets in the way of the protrusion formed on the surface of the hole, the latter begins to be cut off (Fig.6). In this case, the cutting is carried out in the tension zone, which helps to reduce the cutting forces, since the preliminary tension contributes to the accumulation of the degree of destruction in the shear layer, and also increases the stress state in the cutting zone.
Процесс срезания стружки начинается при касании переднего торца деформирующе-режущего элемента в точке Д, то есть в зоне образования выступа на обрабатываемой поверхности, и по мере продвижения деформирующе-режущего элемента ширина стружки увеличивается. При вхождении точки В в зону обработки ширина стружки равна длине отрезка главной режущей кромкиThe chip cutting process begins when the front end of the deforming-cutting element is touched at point D, that is, in the zone of formation of the protrusion on the surface to be machined, and as the deforming-cutting element advances, the chip width increases. When point B enters the processing zone, the chip width is equal to the length of the segment of the main cutting edge
ДГ=l/(cosα·cosω), мм;DG = l / (cosα · cosω), mm;
где α - угол заборного конуса деформирующе-режущего элемента, град. При этом увеличивается и толщина срезаемого слоя «а», максимальная величина «aмах» которого равна максимальной высоте НMAX образующихся выступов.where α is the angle of the intake cone deforming-cutting element, deg. In this case, the thickness of the cut-off layer “ a ” also increases, the maximum value of “ a max” of which is equal to the maximum height H MAX of the protrusions formed.
Экспериментально установлено:Experimentally established:
H≈(0,12…0,2)·i, мм;H≈ (0.12 ... 0.2) · i, mm;
где i - натяг на деформирующий элемент, мм.where i is the interference on the deforming element, mm
При дальнейшем движении инструмента материальная точка Е заготовки должна войти в зону обработки последней в точке Ж режущей кромки, пройдя путь, равный 2l. При этом материальная точка Е испытает максимальную степень деформации, так как она пройдет максимальный отрезок ЕИ по заборному конусу элемента, то есть в этих точках высота образованного выступа будет равна нулю.With further movement of the tool, the material point E of the workpiece should enter the processing zone of the latter at the point Zh of the cutting edge, having traveled a path equal to 2l. In this case, the material point E will experience the maximum degree of deformation, since it will pass the maximum length of the EI along the intake cone of the element, that is, at these points the height of the formed protrusion will be zero.
Таким образом, в точке Ж режущей кромки процесс резания происходить не будет, поэтому ширина стружки, продолжая увеличиваться, достигнет величины ДЖ, а толщина стружки будет уменьшаться до нуля. То есть при перемещении деформирующе-режущего элемента на величину 2l процесс стабилизируется, ширина стружки будет равна 2l до выхода элемента из отверстия. При выходе из отверстия ширина стружки будет изменяться в обратном порядке, уменьшаясь до нуля.Thus, the cutting process will not occur at point Ж of the cutting edge, therefore, the width of the chip, continuing to increase, will reach the value of J, and the thickness of the chip will decrease to zero. That is, when the deforming-cutting element moves by a value of 2l, the process stabilizes, the chip width will be 2l until the element leaves the hole. When leaving the hole, the chip width will change in the reverse order, decreasing to zero.
Соответственно, сила резания и деформирования при входе элемента в зону резания и выходе из нее будет изменяться не скачкообразно, а постепенно, что значительно снижает вибрации и, как следствие, волнистость обработанной поверхности. Выполнение канавок под углом ω к вектору главного движения значительно снижает силы резания, так как увеличивается кинематический передний угол γК=arc tg(tgγ/sinω), а процесс резания становится косоугольным.Accordingly, the force of cutting and deformation upon entry of the element into the cutting zone and exit from it will not change stepwise, but gradually, which significantly reduces vibration and, as a consequence, the waviness of the treated surface. Performing grooves at an angle ω to the main motion vector significantly reduces cutting forces, since the kinematic rake angle γ K = arc tg (tgγ / sinω) increases, and the cutting process becomes oblique.
Форма срезанного слоя представляет собой практически равнобедренный треугольник ДЕК, причем максимальная толщина ВК=аМАХ находится в средней части срезаемого слоя.The shape of the cut-off layer is a practically isosceles triangle DEC, with the maximum thickness VK = a MAX located in the middle part of the cut-off layer.
При угловом смещении предыдущего элемента относительно следующего так, что выступы и впадины одного элемента являются продолжением выступов и впадин другого, достигается равномерное удаление припуска по окружности отверстия.With the angular displacement of the previous element relative to the next so that the protrusions and depressions of one element are a continuation of the protrusions and depressions of the other, uniform removal of the allowance around the circumference of the hole is achieved.
Завершает обработку деформирующий элемент 12, окончательно калибрующий поверхностным пластическим деформированием обрабатываемого отверстия.The processing is completed by a
Таким образом, инструмент эффективно увеличивает отверстие за счет пластической деформации отверстия участками заборного конуса и срезание механически упрочненного поверхностного слоя, а также обеспечивает пластическую деформацию отверстия, что приводит к уменьшению длины инструмента и повышению качества обработанной поверхности.Thus, the tool effectively enlarges the hole due to plastic deformation of the hole by the sections of the intake cone and cutting of the mechanically hardened surface layer, and also provides plastic deformation of the hole, which leads to a decrease in the length of the tool and an increase in the quality of the processed surface.
На деформирующе-режущие элементы инструмента воздействует шток гидроцилиндра, который является волноводом 10, к которому дополнительно прикладывают периодическую импульсную РИМ нагрузку посредством бойка 9, расположенного в гидроцилиндре 8, питаемого гидравлическим генератором импульсов (ГГИ) (не показан).The deforming and cutting elements of the tool are influenced by the cylinder rod, which is a waveguide 10, to which a periodic pulsed P IM load is additionally applied by means of a hammer 9 located in the cylinder 8, fed by a hydraulic pulse generator (GGI) (not shown).
Предлагаемый способ предназначен для комбинированной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием внутренних поверхностей отверстий.The proposed method is intended for combined processing by cutting and surface plastic deformation of the inner surfaces of the holes.
Эту операцию выполняют перемещением с натягом инструмента через обрабатываемое отверстие заготовки, при этом к деформирующе-режущим элементам инструмента прикладывают импульсную, периодическую нагрузку, а к деформирующему элементу - статическую нагрузку вдоль оси инструмента и обрабатываемого отверстия.This operation is performed by moving with an interference fit of the tool through the workpiece’s machined hole, and a pulsed, periodic load is applied to the deforming-cutting tool elements, and a static load is applied to the deforming element along the axis of the tool and the machined hole.
Заготовку 2 устанавливают в опорной плите 5, станка (например, вертикально-протяжного станка мод. 7Б65) и заходной направляющей частью вводят инструмент в предварительно обработанное отверстие заготовки.The workpiece 2 is installed in the base plate 5, the machine tool (for example, a vertical broaching machine mod. 7B65) and the input guide part introduces the tool into the pre-machined hole of the workpiece.
Обработку начинают с включения продольной подачи SПР, которая осуществляется благодаря постоянному действию на инструмент штока гидроцилиндра 7, который через гидроцилиндр 8 и полый вал 19 оказывает статическое воздействие РСТ на инструмент и дополнительное периодическое импульсное воздействие РИМ волновода 10 на оправку 15 с деформирующе-режущими элементами, причем на волновод, в свою очередь, действует боек 9.Processing begins with the inclusion of a longitudinal feed S PR , which is due to the constant action on the tool of the rod of the hydraulic cylinder 7, which through the hydraulic cylinder 8 and the hollow shaft 19 exerts a static effect P ST on the tool and an additional periodic pulsed effect P IM waveguide 10 on the
Волновод 10 установлен в корпусе 8 с возможностью продольного осевого перемещения и содержит лыску с размещенным в ней и в выточке корпуса штифтом 20, препятствующий провороту волновода относительно продольной оси и ограничивающий ход волновода.The waveguide 10 is installed in the housing 8 with the possibility of longitudinal axial movement and contains the flats with a pin 20 located in it and in the undercut of the housing, preventing the waveguide from turning relative to the longitudinal axis and restricting the waveguide.
Исходный импульс, сформированный в бойке в момент удара по волноводу, 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.The initial impulse generated in the striker at the moment of impact on the waveguide, reflected from the free end of the striker with the opposite sign, reaches the waveguide, one part of it is again reflected in the striker, and the other goes into the waveguide and propagates in the direction of the loaded surface.
Дойдя до нагружаемой поверхности, последняя часть импульса распределяется на проходящий и отраженный.Having reached the loaded surface, the last part of the pulse is distributed on the transmitted and reflected.
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.Passing deformation waves with equal lengths of the striker and the waveguide do not overlap and do not break, but follow each other, in addition, when the contact areas of the cross sections of the striker and the waveguide are equal, the impact energy is most fully realized in contact with the loaded medium.
Под действием импульсной нагрузки РИМ оправка 15 с деформирующе-режущими элементами быстро со скоростью, на порядок превышающей скорость традиционного ППД, уходит вниз (согласно фиг.7) на расстояние h, зависящее от величины натяга, силы удара, его длительности и других факторов. При этом повышается производительность обработки, величина натяга и стойкость режущего инструмента, так как твердый сплав, из которого изготовлены деформирующе-режущие элементы, требует больших скоростей (100…150 м/мин), снижается параметр шероховатости обработанной поверхности, повышается глубина упрочненного слоя и др.Under the action of the pulsed load P IM, the mandrel 15 with deforming and cutting elements quickly goes down (by an order of magnitude higher than the speed of a traditional PPD) downward (according to Fig. 7) by a distance h, depending on the magnitude of the interference, impact force, its duration and other factors. At the same time, the processing productivity, the amount of interference and resistance of the cutting tool are increased, since the hard alloy from which the deforming-cutting elements are made requires high speeds (100 ... 150 m / min), the roughness parameter of the processed surface is reduced, the depth of the hardened layer is increased, etc. .
Деформирующий элемент под действием статической нагрузки РСТ с постоянной скоростью, равной скорости традиционного ППД, вслед за деформирующе-режущими элементами проходит расстояние h и пластически деформирует оставленные микронеровности и калибрует обработанное отверстие. Далее цикл повторяется.The deforming element under the action of a static load P ST with a constant speed equal to the speed of a traditional PPD, after the deforming-cutting elements, passes the distance h and plastically deforms the left irregularities and calibrates the machined hole. Next, the cycle repeats.
Глубина упрочненного слоя полученного предлагаемым способом достигает 1,5…2,5 мм, что значительно (в 3…4 раза) больше, чем при традиционном ППД. Наибольшая степень упрочнения составляет 15…30%.The depth of the hardened layer obtained by the proposed method reaches 1.5 ... 2.5 mm, which is significantly (3 ... 4 times) more than with traditional PPD. The greatest degree of hardening is 15 ... 30%.
В результате статико-импульсной обработки по сравнению, например, с традиционным ППД эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возрастает в 1,8…2,7 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более, - в 1,7…2,2 раза.As a result of static-pulse processing compared with, for example, traditional PPD, the effective depth of the layer hardened by 20% or more increases by 1.8 ... 2.7 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more, by 1 , 7 ... 2.2 times.
Пример. Обрабатывали предлагаемым способ отверстие диаметром 30 мм; заготовки из материала - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,8 кг.Example. Processed the proposed method a hole with a diameter of 30 mm; billets of material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.8 kg.
Обработку производили инструментом с двумя деформирующе-режущими элементами диаметром 30 мм, высотой 15 мм каждый, из стали твердого сплава ВК8, имеющими угол α=4,5°: ω=35°; γ=5°, ширину канавки и выступа b=10,5 мм и одним деформирующим элементом диаметром 30 мм, высотой 15 мм, из стали твердого сплава ВК8, имеющим длину заборного конуса 9 мм, обратного конуса 4,5 мм, ширину ленточки 1,5 мм, углы: α=4,5°, β=7,5°. Обработку вели на модернизированном вертикально-протяжном станке мод. 7Б65 с использованием специального ГГИ - гидравлического генератора импульсов.The processing was carried out with a tool with two deforming and cutting elements with a diameter of 30 mm, a height of 15 mm each, made of VK8 hard alloy steel, having an angle α = 4.5 °: ω = 35 °; γ = 5 °, the width of the groove and protrusion b = 10.5 mm and one deforming element with a diameter of 30 mm, a height of 15 mm, made of VK8 hard alloy steel having a intake cone length of 9 mm, an inverse cone of 4.5 mm, a ribbon width of 1 , 5 mm, angles: α = 4.5 °, β = 7.5 °. Processing was carried out on a modernized vertical broaching machine mod. 7B65 using a special GGI - a hydraulic pulse generator.
Модернизация касалась перевода станка из «тянущего» режима в «толкающий», установки на станке, на толкающем штоке волновода, бойка и корпуса гидроцилиндра, осуществляющих дополнительное периодическое импульсное нагружение инструмента.The modernization concerned the transfer of the machine from the “pulling” mode to the “pushing” mode, installation on the machine, on the pushing rod of the waveguide, the hammer and the cylinder body, which carry out additional periodic pulsed loading of the tool.
Смазочно-охлаждающая жидкость - сульфофрезол.Cutting fluid - sulfofresol.
Скорость статического ППД SПР=4 м/мин, скорость импульсного ППД - 32…40 м/мин. Наибольшее значение энергии ударов, развиваемые ГГИ, А=280 Дж (сила удара 260 кН, скорость удара 7,2 м/с), при частоте ударов f=5…15 Гц. Натяг инструмента составлял i=0,1…0,25 мм на диаметр. Статическое нагружение осуществлялось силой до РCT=40 кН.The speed of the static PPD S PR = 4 m / min, the speed of the pulse PPD - 32 ... 40 m / min. The greatest value of the impact energy developed by the GGI is A = 280 J (impact force 260 kN, impact velocity 7.2 m / s), with an impact frequency f = 5 ... 15 Hz. The interference fit was i = 0.1 ... 0.25 mm per diameter. Static loading was carried out by force up to P CT = 40 kN.
Обработка показала, что параметр шероховатости обработанных поверхностей отверстий уменьшился до значения Ra=0,5…0,065 мкм при исходном - Ra=5…6,5 мкм, производительность повысилась более чем в три раза по сравнению с традиционным ППД и предварительным растачиванием, используемом на базовом предприятии в ОАО "Ливгидромаш".Processing showed that the roughness parameter of the machined hole surfaces decreased to Ra = 0.5 ... 0.065 μm with the initial value Ra = 5 ... 6.5 μm, productivity increased by more than three times in comparison with traditional PPD and preliminary boring used on the base enterprise in OAO Livhydromash.
Энергоемкость процесса уменьшилась в 2,2 раза. Глубина упрочненного слоя достигла 1,6…2,1 мм. Наибольшая степень упрочнения составляла 18…25%. В результате статико-импульсной обработки эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возросла в 1,9…2,3 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более, - в 1,8…2,1 раза.The energy intensity of the process decreased by 2.2 times. The depth of the hardened layer reached 1.6 ... 2.1 mm. The greatest degree of hardening was 18 ... 25%. As a result of static-pulse processing, the effective depth of the layer hardened by 20% or more increased by 1.9 ... 2.3 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more by 1.8 ... 2.1 times.
Предлагаемый способ позволяет повысить производительность и качество обработанной поверхности, вести обработку с большим натягом, значительной глубиной упрочненного слоя и достаточно высокой степенью упрочнения, повысить КПД и снизить энергоемкость оборудования, уменьшить длину инструмента и сократить расходы на инструмент.The proposed method allows to increase the productivity and quality of the treated surface, to carry out processing with a large interference fit, a significant depth of the hardened layer and a sufficiently high degree of hardening, to increase the efficiency and reduce the energy consumption of the equipment, reduce the length of the tool and reduce tool costs.
Предлагаемый способ расширяет технологические возможности комбинированной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием за счет применения статико-импульсного нагружения деформирующе-режущего инструмента, а также за счет управления глубиной упрочненного слоя и микрорельефом обрабатываемых внутренних поверхностей.The proposed method extends the technological capabilities of combined processing by cutting and surface plastic deformation due to the use of static-pulse loading of a deforming cutting tool, as well as by controlling the depth of the hardened layer and the microrelief of the machined internal surfaces.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ 2336986, С1, МПК В24В 39/02. Способ статико-импульсного дорнования сборным дорном. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Афанасьев Б.И., Фомин Д.С., Поляков А.В., Афонин А.Н. Заявка №2007102538/02, 23.01.07; 27.10. 2008. Бюл. №30.1. RF patent 2336986, C1, IPC V24V 39/02. The method of static-pulse burnishing with a prefabricated mandrel. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Soloviev D.L., Afanasyev B.I., Fomin D.S., Polyakov A.V., Afonin A.N. Application No. 2007102538/02, 01/23/07; 10/27. 2008. Bull. No. 30.
2. Патент РФ 2336987, С1, МПК В24В 39/02. Устройство для статико-импульсного дорнования сборным инструментом. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Афанасьев Б.И., Фомин Д.С., Поляков А.В., Афонин А.Н. Заявка №2007102539/02, 23.01.07; 27.10. 2008. Бюл. №30.2. RF patent 2336987, C1, IPC V24V 39/02. Device for static-pulse burnishing with a combined tool. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Soloviev D.L., Afanasyev B.I., Fomin D.S., Polyakov A.V., Afonin A.N. Application No. 2007102539/02, 01/23/07; 10/27. 2008. Bull. No. 30.
3. 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…410.3. 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.
4. Патент РФ №2312757. МПК В24В 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; 20.12.2007.4. RF patent No. 2312757. IPC V24V 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.
5. Патент РФ №2 312754, МПК В24В 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; 20.12.2007.5. RF patent No. 2 312754, IPC V24V 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.
6. Киричек А.В., Лазуткин А.Г., Соловьев Д.Л. Статико-импульсная об работка и оснастка для ее реализации // СТИН, 1999, №6. - С.20-24.6. Kirichek A.V., Lazutkin A.G., Soloviev D.L. Static-pulse processing and equipment for its implementation // STIN, 1999, No. 6. - S.20-24.
7. Патент РФ №2090342. МПК6 В24В 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. №26.7. RF patent No. 2090342. IPC 6 V24V 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.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125443/02A RU2474486C1 (en) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125443/02A RU2474486C1 (en) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011125443A RU2011125443A (en) | 2012-12-27 |
| RU2474486C1 true RU2474486C1 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=49120375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011125443/02A RU2474486C1 (en) | 2011-06-20 | 2011-06-20 | Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474486C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1202761A1 (en) * | 1984-04-21 | 1986-01-07 | Московский автомеханический институт | Method and broaching tool for machining by deforming and cutting |
| JP2003191128A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-08 | Hitachi Tool Engineering Ltd | Tool for cutting metal material |
| RU2237552C1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-10 | Липецкий государственный технический университет | Deforming-cutting broach |
| 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 |
| RU2336987C1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Device for static-pulse mandrelling with fabricated tool |
-
2011
- 2011-06-20 RU RU2011125443/02A patent/RU2474486C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1202761A1 (en) * | 1984-04-21 | 1986-01-07 | Московский автомеханический институт | Method and broaching tool for machining by deforming and cutting |
| JP2003191128A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-08 | Hitachi Tool Engineering Ltd | Tool for cutting metal material |
| RU2237552C1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-10 | Липецкий государственный технический университет | Deforming-cutting broach |
| 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 |
| RU2336987C1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Device for static-pulse mandrelling with fabricated tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011125443A (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2312754C1 (en) | Method for static-pulse broaching of openings | |
| RU2336987C1 (en) | Device for static-pulse mandrelling with fabricated tool | |
| RU2336986C1 (en) | Method of static-pulse mandrelling with fabricated mandrel | |
| RU2320471C1 (en) | Method for static-pulse working of screws | |
| RU2474486C1 (en) | Method of plastic forming and reaming part inner cylindrical surfaces by forming cutter | |
| RU2484928C2 (en) | Method of finishing parts cylindrical surfaces with their sizing and hardening | |
| RU2460627C2 (en) | Method of mandrelling with static pulse loading | |
| RU2460626C2 (en) | Device for static pulse mandrelling | |
| RU2487785C2 (en) | Method of static pulse cutting with gaging of part bore inner surfaces | |
| RU2478456C2 (en) | Method of static pulse cutting with gaging of part bore inner surfaces | |
| RU2541220C2 (en) | Rolling of raceway of thrust ball bearing race | |
| RU2457097C1 (en) | Method of static-pulsed elastic burnishing | |
| RU2478025C1 (en) | Method finishing part cylindrical surfaces with their sizing and hardening | |
| RU2478457C1 (en) | Tool for finishing and gaging metallic inner cylindrical surfaces | |
| RU2280551C1 (en) | Method of static-pulse reeling of internal grooves | |
| RU2464152C2 (en) | Device for static-pulse elastic hardening | |
| RU2347640C1 (en) | Method for static-impulse burnishing of gear wheels | |
| RU2462339C2 (en) | Device for static-pulse hardening by spring-loaded burnishing tool | |
| RU2479404C2 (en) | Method of static pulse mandrelling of shaped bores | |
| RU2479405C2 (en) | Method of static pulse mandrelling of shaped bores | |
| RU2287426C1 (en) | Method of static-pulse expanding | |
| RU2285601C1 (en) | Apparatus for static-pulse expanding of internal grooves | |
| RU2479406C2 (en) | Device for machining shaped bores | |
| RU2469833C1 (en) | Static pulse processing device of gear wheels | |
| RU2286237C1 (en) | Method of recovery and hardening of the holes inner surfaces using the statico-pulsing internal roll burnishing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130621 |