RU2541220C2 - Rolling of raceway of thrust ball bearing race - Google Patents

Rolling of raceway of thrust ball bearing race Download PDF

Info

Publication number
RU2541220C2
RU2541220C2 RU2013125637/02A RU2013125637A RU2541220C2 RU 2541220 C2 RU2541220 C2 RU 2541220C2 RU 2013125637/02 A RU2013125637/02 A RU 2013125637/02A RU 2013125637 A RU2013125637 A RU 2013125637A RU 2541220 C2 RU2541220 C2 RU 2541220C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mandrel
rolling
hydraulic cylinder
balls
load
Prior art date
Application number
RU2013125637/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013125637A (en
Inventor
Андрей Викторович Киричек
Дмитрий Евгеньевич Тарасов
Николай Николаевич Самойлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК")
Priority to RU2013125637/02A priority Critical patent/RU2541220C2/en
Publication of RU2013125637A publication Critical patent/RU2013125637A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541220C2 publication Critical patent/RU2541220C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: rolling contains mandrel with deforming elements in form of balls, and supporting flange. The mandrel is hollow with central longitudinal hole and possibility of application to it of the periodic pulse load using the hydraulic cylinder. A plunger of the static load hydraulic cylinder is installed in the longitudinal hole of the mandrel. The deforming elements are made with diameter not exceeding the diameter of rolling element of the thrust bearing for which the race is manufactured, in quantity not exceeding number of the rolling elements of the specified thrust bearing, and they are installed in recess holes uniformly located at the mandrel end projecting above the mandrel end surface by at least depth of the rolled raceway. The supporting flange is installed with the possibility of rotation relatively to the longitudinal axis of the mandrel using the journal bearing in the fixed foundation, and is made with possibility of the mandrel securing and its rotation using the plunger of the static load hydraulic cylinder having screw splines located in the spline opening of the supporting flange. A helical coil compression spring is installed between the end face of the hollow mandrel and the supporting flange.
EFFECT: expanded manufacturing capabilities, increased depth of strengthened layer and reduced height of microroughnesses on the machined surface.
9 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, к области обработки металлов давлением, в частности к холодной раскатке дорожек качения колец подшипников качения со статико-импульсным нагруженном деформирующего инструмента.The invention relates to mechanical engineering technology, to the field of metal forming, in particular to cold rolling of raceways of rings of rolling bearings with a static-pulse loaded deforming tool.

Известны роликовые раскатки с несколькими деформирующими упругими элементами для обработки больших отверстий, позволяющие разгрузить узлы станка от односторонне приложенного усилия и обработки нежестких заготовок деталей машин раскатыванием [Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - С.383…397, рис.8,а; рис.9, таблица 4].Known roller rolling with several deforming elastic elements for processing large holes, allowing you to unload the machine parts from unilaterally applied efforts and processing non-rigid workpieces of machine parts by rolling [Handbook of a machine-building engineer. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Mechanical Engineering, 1985. - P.383 ... 397, Fig. 8, a; Fig. 9, table 4].

Известные раскатки отличаются ограниченными технологическими возможностями, невысокой стойкостью инструмента, они обрабатывают заготовки, прошедшие предварительную обработку растачиванием, у которых волокна макроструктуры выходят под углом к контактным поверхностям заготовки кольца подшипника, что уменьшает его контактную выносливость, кроме того, известные раскатки отличаются незначительной глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности, низким КПД и большой энергоемкостью оборудования, а также повышенной металлоемкостью (на 20…40%), высокой трудоемкостью (в 2…3 раза) изготовления, невысокой точностью отверстий.Known rolls are distinguished by limited technological capabilities, low tool life, they process billets that have been pre-machined by boring, in which the macrostructure fibers extend at an angle to the contact surfaces of the bearing ring blank, which reduces its contact endurance, in addition, the known rolls differ by a small depth of the hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the treated internal surface, low efficiency and high energy mkostyu equipment, and increased metal content (20 ... 40%), high labor intensity (2 ... 3 times) manufacturing, low precision holes.

Известно устройство для изготовления наружных колец подшипников качения и способ, который включает предварительное вытачивание кольцевой профильной заготовки резцами, холодную раскатку заготовки известными однороликовыми раскатными приспособлениями с получением заданного профиля кольца [Патент RU №2148461 С1, МПК В21H 1/12. Способ изготовления наружных колец подшипников качения. Шичков А.И., Солтус B.C., Рогалевич Л.Э., Кузьмин А.П., Шичков Н.А.]. При предварительном вытачивании профиль заготовки под раскатку формируют из условия, что коэффициенты раскатки по дорожке качения готового кольца, бортикам и канавкам под уплотнения принимают отличающимися один от другого не более чем на 6%, а усилие раскатки и темп подачи раскатного инструмента задают в зависимости от скорости изменения наружного диаметра кольца. Кроме того, в процессе раскатки СОЖ подают в зону выхода заготовки из очага деформации.A device for manufacturing the outer rings of rolling bearings and a method that includes the preliminary turning of the annular profile workpiece with cutters, cold rolling of the workpiece with known single-roll rolling devices to obtain a given profile of the ring [Patent RU No. 2148461 C1, IPC B21H 1/12. A method of manufacturing the outer rings of rolling bearings. Shichkov A.I., Soltus B.C., Rogalevich L.E., Kuzmin A.P., Shichkov N.A.]. During preliminary turning, the workpiece profile for rolling is formed from the condition that the coefficients of rolling along the raceway of the finished ring, the edges and grooves for the seals are taken differing by no more than 6%, and the rolling force and feed rate of the rolling tool are set depending on the speed changes in the outer diameter of the ring. In addition, during the rolling process, the coolant is fed into the exit zone of the workpiece from the deformation zone.

Известное устройство отличается ограниченными технологическими возможностями, невысокой стойкостью инструмента и невысокой точностью раскатки, при этом волокна макроструктуры заготовки при вытачивании выходят под углом к контактным поверхностям кольца подшипника, что уменьшает его контактную выносливость, кроме того, известное устройство отличается незначительной глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности, низким КПД и большой энергоемкостью оборудования, а также повышенной металлоемкостью (на 20…40%), высокой трудоемкостью (в 2…3 раза) изготовления, невысокой точностью отверстий.The known device is characterized by limited technological capabilities, low tool life and low accuracy of rolling, while the fibers of the workpiece macrostructure when turned out come at an angle to the contact surfaces of the bearing ring, which reduces its contact endurance, in addition, the known device has a small depth of the hardened layer and not high enough the degree of hardening of the treated inner surface, low efficiency and high energy intensity of the equipment, as well as increased metal consumption (20 ... 40%), high labor intensity (2 ... 3 times) manufacturing, low accuracy of the holes.

Известно устройство для статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания, содержащее патрон, в котором закреплен деформирующий инструмент, при этом он снабжен опорным фланцем для установки обрабатываемой заготовки, гидравлическим генератором импульсов для вырабатывания периодической импульсной нагрузки, волноводом в виде ступенчатого стержня со ступенями малого и максимального диаметров и бойком в виде втулки, который установлен на ступени малого диаметра ступенчатого стержня с возможностью продольного перемещения, а патрон установлен на волноводе, при этом втулка и ступень максимального диаметра ступенчатого стержня выполнены с поперечными сечениями одинаковой площади для передачи деформирующему инструменту периодической импульсной нагрузки вдоль его продольной оси, а соотношение длины втулки к длине ступени максимального диаметра ступенчатого стержня равно единице [Патент РФ №2 312757. 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; 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].A device is known for a static-pulse burning of holes by a pulling method, containing a cartridge in which a deforming tool is fixed, and it is equipped with a support flange for installing the workpiece, a hydraulic pulse generator for generating a periodic pulse load, and a waveguide in the form of a stepped rod with steps of small and maximum diameters and striking in the form of a sleeve, which is installed on the stage of small diameter of the stepped rod with the possibility of longitudinal movement, the cartridge is mounted on the waveguide, while the sleeve and the step of the maximum diameter of the step rod are made with cross sections of the same area for transmitting to the deforming tool a periodic impulse load along its longitudinal axis, and the ratio of the length of the sleeve to the step length of the maximum diameter of the step rod is unity [RF Patent No. 2 312757. IPC В24В 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; 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].

Известное устройство отличается ограниченными технологическими возможностями, при этом устройство обрабатывает заготовки, прошедшие предварительное растачивание, у которых волокна макроструктуры выходят под углом к контактным поверхностям, что уменьшает их контактную выносливость, причем устройство отличается низкими показателями обработки: недостаточно большим натягом, незначительной глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности, низким КПД и большой энергоемкостью оборудования.The known device is characterized by limited technological capabilities, while the device processes pre-drilled workpieces in which the macrostructure fibers extend at an angle to the contact surfaces, which reduces their contact endurance, and the device is characterized by low processing indices: 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 intensity yu equipment.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей обработки металлов давлением за счет применения статико-импульсной нагрузки на раскатку с множеством деформирующих элементов, при обработки которой возникают окружные растягивающие и радиально сжимающие напряжения, позволяющие значительно увеличить натяг и глубину упрочненного слоя, повысить степень упрочнения и снизить высоту микронеровностей обрабатываемой поверхности, создать благоприятные макроструктуры с характерным направлением волокон вдоль контактных поверхностей, позволяющие увеличить контактную выносливость, а также увеличить производительность, КПД и снизить энергоемкость процесса.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of metal forming by applying a static-pulse load to the rolling with many deforming elements, during the processing 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 the treated surface, create favorable macrostructures with a characteristic direction of the fibers along the contact x surfaces to increase contact endurance, as well as increase productivity, efficiency and reduce the energy intensity of the process.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого инструмента - раскатки для обработки поверхностным пластическим деформированием дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника, содержащей оправку с деформирующими элементами - шариками, при этом оправка выполнена полой с возможностью приложения периодической импульсной нагрузки с помощью гидроцилиндра, в котором расположены боек и волновод, в центральном продольном отверстии оправки расположен шток гидроцилиндра статической нагрузки, деформирующие элементы - шарики в количестве не более числа тел качения упорного подшипника, для которого изготовляется кольцо, и диаметром - не более диаметра тела качения этого упорного подшипника, установлены в глухих отверстиях, равномерно расположенных на торце оправки, с превышением над плоскостью торца оправки не менее глубины раскатываемой дорожки, содержит опорный фланец, установленный с возможностью вращения относительно продольной оси оправки, с помощью подшипника скольжения в неподвижном основании, выполненного с возможностью закрепления заготовки обрабатываемого кольца и сообщения ей вращательного движения с помощью упомянутого штока, имеющего винтовые шлицы, которые располагаются в шлицевом отверстии фланца, при этом между торцом оправки и опорным фланцем установлена винтовая цилиндрическая пружина сжатия, а для питания упомянутых цилиндров используется гидравлический генератор импульсовThe problem is solved with the help of the proposed tool - rolling for surface plastic deformation of the raceway of the thrust ball bearing ring containing the mandrel with deforming elements - balls, while the mandrel is hollow with the possibility of applying a periodic pulsed load using a hydraulic cylinder in which the hammer and the waveguide are located, in the central longitudinal hole of the mandrel is a rod of a cylinder of a static load, deforming elements - balls in quantity no more than the number of rolling elements of the thrust bearing for which the ring is made, and with a diameter not exceeding the diameter of the rolling body of this thrust bearing, are installed in blind holes evenly spaced on the end face of the mandrel, exceeding at least the depth of the rolling track over the plane of the end face of the mandrel, contains supporting flange mounted for rotation relative to the longitudinal axis of the mandrel, using a sliding bearing in a fixed base made with the possibility of fixing the workpiece th ring and to communicate rotational movement with said rod having helical slots which are arranged in a splined hole of the flange, wherein between the end of the mandrel and a support flange mounted cylindrical helical compression spring, as a hydraulic pulse generator is used to power said cylinders

Сущность конструкции предлагаемой раскатки и особенности ее работы поясняются чертежами.The essence of the design of the proposed rolling and the features of its operation are illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемой раскатки для обработки поверхностным пластическим деформированием дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника в положении в момент действия импульсной нагрузки, частичный продольный разрез; на фиг.2 - поперечное сечение А - А на фиг.1; на фиг.3 - раскатка в положении в момент действия только статической нагрузки, частичный продольный разрез; на фиг.4 - верхняя часть раскатки - оправка в сборе, частичный продольный разрез; на фиг.5 - нижняя часть раскатки - опорный фланец в сборе, частичный продольный разрез; на фиг.6 - поперечное ступенчатое сечение Б - Б на фиг.5; на фиг.7 - операционный эскиз раскатывания дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника, показано промежуточное положение заготовки, прошедшей часть необходимого полного пути, равного расстоянию длины дуги между шариками; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.7; на фиг.9 - схема устройства с использованием предлагаемой раскатки для раскатывания дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника с импульсным нагруженном деформирующих элементов - шариков, слева - положение устройства перед началом обработки в момент загрузки заготовки, справа - показано рабочее положение верхней части инструмента относительно нижней части в момент действия импульсной нагрузки.Figure 1 shows the design of the proposed rolling for surface plastic deformation of the raceway of the thrust ball bearing ring in position at the time of the impulse load, a partial longitudinal section; figure 2 is a cross section a - a in figure 1; figure 3 - rolling in position at the time of the action of only static load, a partial longitudinal section; figure 4 - the upper part of the rolling - mandrel assembly, a partial longitudinal section; figure 5 - the lower part of the rolling - supporting flange Assembly, a partial longitudinal section; figure 6 is a transverse step section B - B in figure 5; Fig. 7 is an operational sketch of rolling a raceway of a thrust ball bearing ring, showing an intermediate position of a workpiece that has passed a part of the required full path equal to the distance of the arc length between the balls; on Fig - section bb in Fig.7; Fig.9 is a diagram of a device using the proposed rolling for rolling a raceway of a thrust ball bearing ring with a pulse loaded of deforming elements - balls, on the left - the position of the device before processing at the time of loading the workpiece, on the right - shows the working position of the upper part of the tool relative to the lower part in moment of action of the pulse load.

Предлагаемая раскатка предназначена для импульсного поверхностного пластического деформирования - раскатыванием дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника деформирующими элементами - шариками.The proposed rolling is intended for pulsed surface plastic deformation by rolling the raceway of a thrust ball bearing ring with deforming elements - balls.

Оправка 1 выполнена полой (см. фиг.1) с возможностью приложения периодической импульсной Рим нагрузки с частотой ƒ, в центральном продольном отверстии которой расположен шток 2 гидроцилиндра 3 статической нагрузки (см. фиг.9). Деформирующие элементы - шарики 4 в количестве не более числа тел качения упорного подшипника, для которого изготовляется кольцо, и диаметром - не более диаметра тела качения этого упорного подшипника, установлены в глухих отверстиях, равномерно расположенных на диаметре D на торце оправки (не показаны), с превышением над плоскостью торца оправки не менее глубины раскатываемой дорожки h. На фиг.1-4 показан вариант установки шариков в промежуточном диске 5, который жестко соединен с оправкой. Предохранение от выпадения шариков из отверстий при холостых ходах инструмента осуществляется, например, чеканкой или другими известными способами, с сохранением возможности беззазорного свободного вращения. На фиг.1-4 показана конструкция предлагаемой раскатки для обработки заготовки кольца упорного одинарного шарикоподшипника 8320 ГОСТ 6874-75, у которого 14 шариков диаметром 26 мм, наружный диаметр кольца 170 мм, внутренний диаметр - 100 мм, глубина дорожки h=2,6 мм. Поэтому в раскатке используются деформирующие элементы - шарики диаметром 26 мм в количестве 12 шт., установленные на среднем диаметре D=(170+100)·0,5=135 мм на торце диска, жестко закрепленного на торце оправки. Превышение выступающей части шариков над плоскостью торца диска не менее глубины раскатываемой дорожки, т.е. h=2,6 мм.The mandrel 1 is hollow (see FIG. 1) with the possibility of applying a periodic pulsed load P to them with a frequency ƒ, in the central longitudinal opening of which is located the rod 2 of the cylinder 3 of the static load (see FIG. 9). The deforming elements - balls 4 in the amount of not more than the number of rolling elements of the thrust bearing for which the ring is made, and with a diameter of not more than the diameter of the rolling body of this thrust bearing, are installed in blind holes evenly spaced on diameter D at the end of the mandrel (not shown), with an excess above the plane of the end face of the mandrel not less than the depth of the rolled track h. Figure 1-4 shows an option for installing balls in the intermediate disk 5, which is rigidly connected to the mandrel. Protection from falling out of the balls during openings of the tool is, for example, minted or other known methods, while maintaining the possibility of clearance-free rotation. Figure 1-4 shows the design of the proposed rolling for machining a billet ring persistent single ball bearing 8320 GOST 6874-75, which has 14 balls with a diameter of 26 mm, an outer diameter of the ring 170 mm, an inner diameter of 100 mm, the depth of the track h = 2.6 mm Therefore, in rolling, deforming elements are used - balls with a diameter of 26 mm in an amount of 12 pcs., Mounted on an average diameter D = (170 + 100) · 0.5 = 135 mm at the end of the disk, rigidly fixed to the end of the mandrel. The excess of the protruding part of the balls above the plane of the end face of the disk is not less than the depth of the rolled track, i.e. h = 2.6 mm.

Заготовку кольца устанавливают, базируют и закрепляют на опорном фланце 6 с помощью бандажа 7 и втулки 8. Опорный фланец устанавливают в неподвижном основании 9 с возможностью вращения относительно продольной оси оправки с помощью подшипника скольжения 10.The blank of the ring is installed, based and fixed on the support flange 6 with the help of the brace 7 and the sleeve 8. The support flange is installed in a fixed base 9 with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the mandrel using a bearing 10.

Вращение опорного фланца с обрабатываемым кольцом осуществляют штоком 2, имеющего винтовые шлицы 11, которые входят в шлицевое отверстие опорного фланца при статическом воздействии на шток усилия РСТ, развиваемого гидроцилиндром статической нагрузки. Использование подшипника скольжения 10 в соединении подвижного опорного фланца с неподвижным основанием диктуется наличием больших импульсных нагрузок, которых не выдерживают подшипники качения, и малых скоростей, которые не вызывают быстрого износа. Поэтому в соединении подвижного опорного фланца с неподвижным основанием используют подшипник скольжения 10, выполненный в виде двух дисков, изготовленных из антифрикционной бронзы (например, оловянно-фосфористая литейная бронза, марки Бр. ОФ10-1 по ОСТ 1.90054-72) с пазами 12 для подачи смазки между трущимися дисками.The rotation of the support flange with the ring being machined is carried out by a rod 2 having screw slots 11, which enter the spline hole of the support flange under the static action of the rod P ST developed by the static load hydraulic cylinder. The use of a sliding bearing 10 in the connection of a movable support flange with a fixed base is dictated by the presence of large pulsed loads that rolling bearings cannot withstand, and low speeds that do not cause rapid wear. Therefore, a sliding bearing 10 made in the form of two disks made of antifriction bronze (for example, tin-phosphorous cast bronze of the grade Br. OF10-1 according to OST 1.90054-72) with grooves 12 for feeding is used in the connection of the movable support flange with a fixed base grease between the rubbing discs.

Между оправкой и опорным фланцем устанавливают винтовую цилиндрическую пружину сжатия 13, необходимую для возвращения оправки с деформирующими элементами - шариками в исходное верхнее (согласно фиг.1, 3) положение при прекращении действия импульсной нагрузки Рим.Between the mandrel and the support flange, a helical cylindrical compression spring 13 is installed, which is necessary to return the mandrel with deforming elements - balls to their original upper (according to Fig.1, 3) position upon termination of the pulse load P them .

Неподвижное основание 9 в сборе с опорным фланцем и заготовкой устанавливают на опорной плите 14, например, пресса или станка (на фиг.9 не показан).The fixed base 9 assembly with the support flange and the workpiece is mounted on the support plate 14, for example, a press or machine (not shown in Fig. 9).

В процессе обработки заготовку вращают путем приложения постоянной нагрузки РСТ, развиваемой гидроцилиндром статической нагрузки 3, к штоку 2, который винтовыми шлицами скользит в шлицевом отверстии опорного фланца, а оправку 1 с давильными элементами - шариками перемещают в продольном направлении SПР под действием импульсной нагрузки РИМ, создаваемой бойком 15 при ударе по волноводу 16. Боек и волновод расположены в гидроцилиндре 17 импульсной нагрузки. Гидроцилиндры 17 и 3 работают от гидравлического генератора импульсов (ГГИ) (не показан) [Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработка поверхностным пластическим деформированием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2004, 288 с.].During processing, the workpiece is rotated by applying a constant load P ST , developed by the hydraulic cylinder 3 of the static load, to the rod 2, which slides with screw slots in the spline hole of the support flange, and the mandrel 1 with pressure elements - balls are moved in the longitudinal direction S PR under the action of a pulse load P MI created by the striker 15 when it hits the waveguide 16. The striker and the waveguide are located in the hydraulic cylinder 17 of the pulse load. Hydraulic cylinders 17 and 3 operate from a hydraulic pulse generator (GGI) (not shown) [Kirichek A.V., Soloviev D.L., Lazutkin A.G. Technology and equipment of static-pulse treatment by surface plastic deformation. Library of the technologist. M.: Engineering, 2004, 288 p.].

Верхнюю часть раскатки (фиг.4) оправку с деформирующими элементами - шариками устанавливают с помощью патрона 18 на волноводе 16 с возможностью свободного прохождения штока в шлицевое отверстие опорного фланца (фиг.9).The upper part of the rolling (figure 4) the mandrel with deforming elements - balls is installed using the cartridge 18 on the waveguide 16 with the possibility of free passage of the rod into the spline hole of the support flange (figure 9).

Начало раскатывания дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника с помощью предлагаемой раскатки показано на фиг.3, где представлена заготовка 19 кольца, установленная в бандаже и втулке и опирающаяся торцом на опорный фланец. В шлицевое отверстие опорного фланца вводят шток раскатки с оправкой до касания деформирующих элементов - шариков торца заготовки.The beginning of the rolling of the raceway of the thrust ball bearing ring using the proposed rolling is shown in figure 3, which shows the ring blank 19 mounted in the brace and sleeve and supported by the end face on the support flange. A rolling stock with a mandrel is introduced into the slotted hole of the support flange until the deforming elements, the balls of the end face of the workpiece, touch.

Заготовку 19 кольца изготовляют в основном из двух видов исходных профилей металла: прутков и труб, методами: штамповки на горизонтально-ковочных машинах, штамповки на прессах, ковки и штамповки на молотах, холодной штамповкой из полосы, изготовления из труб и полосы, методами порошковой металлургии и др. Основным требованием к используемым заготовкам является требование к направлению волокон макроструктуры. Наибольшей контактной выносливостью обладают шарикоподшипники, в кольцах которых волокна не выходят под углом к поверхности контакта. На фиг.1, 8 показана заготовка кольца упорного подшипника, поз.19, у которой направление волокон макроструктуры перпендикулярно оси заготовки кольца, т.е. направление волокон параллельно поверхности раскатываемой дорожки качения, что позволяет увеличить контактную выносливость обрабатываемых колец подшипников.The blank 19 of the ring is made mainly of two types of initial metal profiles: rods and pipes, by methods: stamping on horizontal forging machines, stamping on presses, forging and stamping on hammers, cold stamping from strip, manufacture of pipes and strip, by powder metallurgy methods and others. The main requirement for the used blanks is the requirement for the direction of the fibers of the macrostructure. The greatest contact endurance is possessed by ball bearings, in the rings of which the fibers do not extend at an angle to the contact surface. Figures 1, 8 show a blank of a thrust bearing ring, item 19, in which the direction of the macrostructure fibers is perpendicular to the axis of the ring blank, i.e. the direction of the fibers parallel to the surface of the rolling raceway, which allows to increase the contact endurance of the machined bearing rings.

При дальнейшем продольном перемещении оправки (см. фиг.1) деформирующие элементы - шарики углубятся в заготовку на величину h - необходимую глубину дорожки качения обрабатываемого кольца. Продольная подача SПР деформирующих элементов раскатки осуществлена путем продольного перемещения оправки под действием вертикальной импульсной силы РИМ. Результатом этого продольного перемещения оправки являются следы шариков, внедренных на глубину h, причем число углублений равно числу шариков (см. фиг.7-8). На операционном эскизе раскатывания дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника показано промежуточное положение заготовки, прошедшей часть необходимого полного пути, равного длине дуги между шариками, а также условно показаны следы положений шариков при воздействии импульсной нагрузки РИМ с частотой ƒ и скорости вращения заготовки VЗАГ.With further longitudinal movement of the mandrel (see Fig. 1), the deforming elements - balls will deepen into the workpiece by an amount h - the required depth of the raceway of the machined ring. The longitudinal supply S PR of the deforming elements of the rolling is carried out by longitudinal movement of the mandrel under the action of the vertical impulse force P IM. The result of this longitudinal movement of the mandrel is traces of balls embedded at a depth h, the number of recesses being equal to the number of balls (see Figs. 7-8). The operational sketch of rolling the raceway of the thrust ball bearing ring shows the intermediate position of the workpiece that has passed part of the required full path equal to the length of the arc between the balls, and also traces of the positions of the balls under the influence of a pulsed load P IM with frequency ƒ and workpiece rotation speed V ZAG .

Продольное импульсное перемещение оправки на расстояние глубины дорожки h способствует интенсивному раскатыванию дорожки качения заготовки одновременно всеми деформирующими элементами - шариками.The longitudinal impulse movement of the mandrel to the distance of the track depth h promotes the intensive rolling of the workpiece raceway simultaneously with all deforming elements - balls.

Одновременное импульсное воздействие деформирующих элементов не требует полного оборота заготовки, а всего лишь на (1/z) часть оборота обрабатываемой заготовки, где z - количество деформирующих элементов - шариков, установленных в оправке. Практически, с целью перекрытия частей дорожек, раскатанных каждым шариком и ликвидации погрешности различной глубины раскатывания каждым шариком, заготовку поворачивают на (1,2…2,2)-1/z оборота.The simultaneous impulse action of deforming elements does not require a complete turn of the workpiece, but only by (1 / z) a part of the turn of the workpiece, where z is the number of deforming elements - balls installed in the mandrel. In practice, in order to overlap parts of the tracks rolled by each ball and eliminate errors of different depths of rolling by each ball, the workpiece is rotated by (1.2 ... 2.2) -1 / z revolution.

Каждый деформирующий элемент - шарик раскатывает часть дорожки, равной 1/z части длины окружности раскатываемой дорожки качения, где z - количество шариков. Например, кольцо упорного шарикоподшипника 8320 ГОСТ 6874-75 с наружным диаметром 170 мм, внутренним диаметром 100 мм и диметром дорожки 135 имеет длину дорожки 424,11 мм, при использовании раскатки с z=12 шариков диаметром dШ=26 мм, по расчетам каждый шарик должен раскатать часть дорожки в окружном направлении, равную 35,34 мм, практически каждый шарик раскатывает (1,2…2,2)·1/z=77,75 мм, глубина дорожки составляет 2,6 мм. За 0,18 часть оборота заготовки, одновременно раскатываемой z=12 шариками, дорожка качения кольца упорного шарикоподшипника полностью раскатается при интенсивной импульсной нагрузке РИМ с частотой ƒ, действующей на оправку раскатки.Each deforming element - a ball rolls out a part of the track equal to 1 / z of the circumference of the rolling raceway, where z is the number of balls. For example, a thrust ball bearing ring 8320 GOST 6874-75 with an outer diameter of 170 mm, an inner diameter of 100 mm and a track diameter 135 has a track length of 424.11 mm, when using rolling with z = 12 balls with a diameter of d Ш = 26 mm, each is calculated the ball should roll out part of the track in the circumferential direction, equal to 35.34 mm, almost every ball rolls (1.2 ... 2.2) · 1 / z = 77.75 mm, the depth of the track is 2.6 mm. For 0.18 part of the workpiece’s revolution, simultaneously rolled out by z = 12 balls, the raceway of the thrust ball bearing ring is completely rolled out under an intense pulsed load P IM with a frequency действ acting on the rolling mandrel.

Материал деформирующих элементов - шариков (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 deforming elements - balls (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.

Детали раскатки: оправка, шток, патрон, опорный фланец, бандаж, втулка, неподвижное основание, боек, волновод - изготовляют из углеродистых сталей, закаленных до твердости HRC 40…45. В собранном виде радиальное и торцовое биение деформирующих элементов - шариков не превышает 0,02…0,05 мм. Это требование выполняют за счет высокой точности изготовления деталей раскатки. Особое внимание уделяют оправке, штоку, опорному фланцу (радиальное биение их не должно быть более 0,01…0,02 мм) и деформирующим элементам - шарикам (радиальное биение их не должно быть более 0,005…0,01 мм).Rolling details: mandrel, rod, cartridge, supporting flange, bandage, sleeve, fixed base, hammer, waveguide - are made of carbon steels hardened to a hardness of HRC 40 ... 45. In assembled form, the radial and end runout of deforming elements - balls does not exceed 0.02 ... 0.05 mm. This requirement is fulfilled due to the high accuracy of the manufacture of rolling parts. Particular attention is paid to the mandrel, rod, support flange (their radial runout should not be more than 0.01 ... 0.02 mm) and deforming elements - balls (their radial runout should not be more than 0.005 ... 0.01 mm).

Отличительной особенностью предлагаемой раскатки является то, что на установленные со стороны торца оправки деформирующие элементы - шарики, контактирующие с обрабатываемой заготовкой, воздействуют импульсной нагрузкой. При ударе бойка 15 по волноводу 16 полая оправка опускается вниз по штоку (согласно фиг.1-3, 9) и шарики движутся в продольном направлении, перпендикулярно торцу заготовки, образуя отпечатки необходимой глубины (фиг.1, 8), автоматически получаемой за счет точной установки шариков в глухих отверстиях с гарантированным превышением над плоскостью торца оправки.A distinctive feature of the proposed rolling is that the deforming elements — balls contacting the workpiece being mounted on the end face of the mandrel — are affected by a pulse load. When the striker 15 hits the waveguide 16, the hollow mandrel drops down the rod (according to Figs. 1-3, 9) and the balls move in the longitudinal direction, perpendicular to the end face of the workpiece, forming imprints of the required depth (Figs. 1, 8), automatically obtained by accurate installation of balls in blind holes with a guaranteed excess above the plane of the end face of the mandrel.

Ввиду того, что обрабатываемая заготовка устанавливается подвижно с возможностью вращения относительно продольной оси, а ударные импульсы от волновода в процессе обработки проходят в очаги деформации через деформирующий инструмент, следовательно, его размеры и материал влияют на амплитуду и длительность ударного импульса в очагах деформации, что необходимо учитывать при разработке технологической операции поверхностного пластического деформирования - раскатыванием с использованием предлагаемой раскатки.Due to the fact that the workpiece being machined is mounted with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis, and the shock pulses from the waveguide during processing pass to the deformation zones through the deforming tool, therefore, its dimensions and material affect the amplitude and duration of the shock pulse in the deformation centers, which is necessary to consider when developing a technological operation of surface plastic deformation - rolling using the proposed rolling.

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. 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 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. Having reached the loaded surface, the last part of the pulse is distributed on the transmitted and reflected. 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.

Технологическими параметрами процесса поверхностного пластического деформирования с использованием предлагаемой раскатки являются: сила удара (энергия удара) - РИМ (А); частота ударов ƒ, Гц; скорость вращения заготовки - VЗАГ, м/мин; толщина обрабатываемой заготовки кольца; глубина дорожки в продольном сечении - h, мм; свойства материалов заготовки и инструмента.The technological parameters of the surface plastic deformation process using the proposed rolling are: impact force (impact energy) - R IM (A); shock frequency ƒ, Hz; workpiece rotation speed - V ZAG , m / min; the thickness of the workpiece ring; track depth in longitudinal section - h, mm; properties of the workpiece and tool materials.

Волновод 16 находится в гидроцилиндре 17 импульсной нагрузки (фиг.9) и воспринимает на себя прикладываемую периодическую импульсную Рим нагрузку в виде удара бойком 15, последний также расположен в гидроцилиндре 17. Гидроцилиндр 17 имеет возможность продольного перемещения относительно гидроцилиндра 3. Гидроцилиндр 3 статической нагрузки и гидроцилиндр 17 импульсной нагрузки работают от гидравлического генератора импульсов (ГГИ) (не показан) [Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработка поверхностным пластическим деформированием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2004, 288 с.]. Волновод и боек выполнены в виде стержней одинакового диаметра.The waveguide 16 is in the hydraulic cylinder 17, the pulse duty (Figure 9) and receives the periodic pulse P exerted load them in the form of the striker pin 15, the latter are also located in the hydraulic cylinder 17. The hydraulic cylinder 17 has the possibility of longitudinal movement relative to cylinder 3. Cylinder 3 static load and the hydraulic cylinder 17 of the impulse load is powered by a hydraulic pulse generator (GGI) (not shown) [Kirichek A.V., Soloviev D.L., Lazutkin A.G. Technology and equipment of static-pulse treatment by surface plastic deformation. Library of the technologist. M.: Engineering, 2004, 288 p.]. The waveguide and the firing pin are made in the form of rods of the same diameter.

Предлагаемое устройство служит для обработки поверхностным пластическим деформированием - раскатыванием дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника. Эту операцию выполняют путем импульсного воздействия вдоль продольной оси инструмента деформирующих элементов - шариков на обрабатываемый торец заготовки.The proposed device is used for surface plastic deformation processing - rolling the raceway of the thrust ball bearing ring. This operation is performed by impulse action along the longitudinal axis of the tool of deforming elements - balls on the workpiece end face.

Заготовку кольца устанавливают на опорном фланце нижней части предлагаемой раскатки и шлицевую винтовую часть штока вводят в шлицевое отверстие опорного фланца.The ring blank is mounted on the support flange of the lower part of the proposed rolling and the spline screw part of the rod is inserted into the spline hole of the support flange.

Обработку начинают с включения продольной подачи SПР штока гидроцилиндра статической нагрузки, сообщающей вращательное движение заготовке. Одновременно включается в работу гидроцилиндр 17, вырабатывающий периодическую импульсную нагрузку РИМ. Периодическую импульсную нагрузку РИМ осуществляют с помощью бойка 15, воздействующего на торец волновода 16, выполненные в виде стержней, расположенных в гидроцилиндре 17. Питание гидроцилиндров статического и импульсного нагружения осуществляется гидравлическим генератором импульсов (не показан) [Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработка поверхностным пластическим деформированием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2004, 288 с.].Processing begins with the inclusion of the longitudinal feed S PR of the hydraulic cylinder rod of the static load, which informs the rotational movement of the workpiece. At the same time, the hydraulic cylinder 17, which generates a periodic impulse load P IM , is included in the operation. The periodic impulse load P ИМ is carried out using the striker 15, acting on the end of the waveguide 16, made in the form of rods located in the hydraulic cylinder 17. The hydraulic cylinders of static and pulse loading are powered by a hydraulic pulse generator (not shown) [Kirichek A.V., Soloviev D .L., Lazutkin A.G. Technology and equipment of static-pulse treatment by surface plastic deformation. Library of the technologist. M.: Engineering, 2004, 288 p.].

Статическое нагружение РСТ и продольная подача SПР раскатки осуществляются с помощью гидроцилиндра статического нагружения 3, на штоке которого установлен гидроцилиндр импульсного нагружения 17 и патрон 18 с раскаткой. Импульсная нагрузка осуществляется гидроцилиндром 17, который работает от гидравлического генератора импульсов (не показан). Волновод 16 в виде полой втулки установлен на штоке 2 гидроцилиндра 3 с возможностью продольного осевого перемещения и расположен между бойком 8 и раскаткой.Static loading P ST and longitudinal feed S PR rolling are carried out using a static loading cylinder 3, the rod of which is equipped with a pulsed loading hydraulic cylinder 17 and a cartridge 18 with rolling. The pulse load is carried out by a hydraulic cylinder 17, which operates from a hydraulic pulse generator (not shown). The waveguide 16 in the form of a hollow sleeve is mounted on the rod 2 of the hydraulic cylinder 3 with the possibility of longitudinal axial movement and is located between the striker 8 and rolling.

Деформирующие элементы раскатки работают следующим образом.The deforming elements of the rolling work as follows.

Во время рабочего хода при действии статической нагрузки РСТ осуществляется вращение заготовки с постоянной скоростью VЗАГ, деформирующие элементы - шарики не работают. При ударе бойка по волноводу на полую оправку раскатки начинает действовать импульсная Рим нагрузка (фиг.1, 3, 9). Импульсная нагрузка РИМ через оправку действует на шарики, которые преодолевают сопротивление металла, внедряются в заготовку, образуя отпечатки необходимой глубины (фиг.1, 7-8). В сочетании с вращением заготовки прерывистое внедрение шариков оставляет следы в виде отдельных дорожек, которые в конце операции раскатывания сливаются в единую дорожку качения. В результате импульсного воздействия шариков на заготовку и ее пластического деформирования возникают окружные растягивающие и радиально сжимающие напряжения, позволяющие значительно увеличить глубину упрочненного слоя, повысить степень упрочнения и снизить высоту микронеровностей обрабатываемой поверхности.During the working stroke under the action of a static load P ST , the workpiece rotates at a constant speed V ZAG , deforming elements - balls do not work. When you hit the striker on the waveguide on the hollow mandrel rolling begins to act pulsed P them load (Fig.1, 3, 9). The pulse load P IM through the mandrel acts on the balls that overcome the resistance of the metal, are embedded in the workpiece, forming prints of the required depth (Fig. 1, 7-8). In combination with the rotation of the workpiece, the intermittent introduction of the balls leaves traces in the form of separate tracks, which at the end of the rolling operation merge into a single raceway. As a result of the pulsed impact of the balls on the workpiece and its plastic deformation, 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 microroughnesses of the treated surface.

Предлагаемая раскатка эффективно обрабатывает пластическим деформированием дорожки необходимой глубины с большим натягом без предварительной обработки резанием. При этом происходит упрочнение поверхностного слоя на большую глубину, чем при обычном раскатывании, повышение качества обработанной поверхности и приводит к уменьшению габаритов инструмента. Глубина упрочненного слоя предлагаемой раскаткой увеличивается и достигает 1,8…2,8 мм, что значительно (в 3…4 раза) больше, чем при традиционном статическом раскатывании.The proposed rolling effectively processes plastic deformation of the track of the required depth with a large interference fit without preliminary processing by cutting. This hardens the surface layer to a greater depth than with conventional rolling, improving the quality of the treated surface and leads to a decrease in the dimensions of the tool. The depth of the hardened layer of the proposed rolling increases and reaches 1.8 ... 2.8 mm, which is significantly (3 ... 4 times) more than with traditional static rolling.

Наибольшая степень упрочнения составляет 28…32%. В результате импульсной обработки по сравнению с традиционным раскатыванием эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возрастает в 2,2…2,6 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более - в 1,8…2,3 раза.The highest degree of hardening is 28 ... 32%. As a result of pulsed processing, in comparison with traditional rolling, the effective depth of the layer hardened by 20% or more increases by 2.2 ... 2.6 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more by 1.8 ... 2.3 times.

Пример. Были проведены исследования влияния параметров импульсного раскатывания на показатели качества поверхностного слоя упрочненной поверхности раскатанной дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника, заготовкой являлась - труба бесшовная горячекатаная 176×40 ГОСТ8732-70 / В ШХ15 ГОСТ 2590-71. Обработку раскатыванием проводили без предварительного растачивания дорожки кольца шарикоподшипника 8320 ГОСТ 6874-75 диаметром 135 мм, при использовании раскатки с z=12 шариков диаметром 26 мм, каждый шарик раскатывает участок дорожки, равный 77,75 мм, при этом глубина дорожки составляла 2,9 мм (с оставлением припуска под окончательное шлифование). Раскатывание вели шариками из твердого сплава ВК15, при натягах до 3 мм, энергии ударов А=160 Дж, силе ударов РИМ=260 кН, силе статического воздействия на шток РСТ=40 кН, частоте ударов f=18 Гц. Раскатывание вели на модернизированном прессе с использованием специального ГГИ - гидравлического генератора импульсов [Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработка поверхностным пластическим деформированием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2004, 288 с.]. Модернизация касалась установки на прессе, на штоке гидроцилиндра с волноводом и бойком, осуществляющих периодическое импульсное нагружение инструмента-раскатки. Смазочно-охлаждающая жидкость - сульфофрезол. Скорость вращения заготовки - VЗАГ=4,5 м/мин.Example. Studies were carried out of the influence of pulsed rolling parameters on the quality indicators of the surface layer of the hardened surface of the rolled raceway of a thrust ball bearing ring, the billet was a hot-rolled seamless pipe 176 × 40 GOST8732-70 / V ШХ15 GOST 2590-71. Processing by rolling was carried out without preliminary boring of the track of the ball bearing ring 8320 GOST 6874-75 with a diameter of 135 mm, when using rolling with z = 12 balls with a diameter of 26 mm, each ball rolls out a section of the track equal to 77.75 mm, while the depth of the track was 2.9 mm (with leaving allowance for final grinding). Rolling was carried out with VK15 hard alloy balls, with interference up to 3 mm, impact energy А = 160 J, impact force Р ИМ = 260 kN, force of static impact on the rod Р СТ = 40 kN, impact frequency f = 18 Hz. The rolling was carried out on a modernized press using a special GGI - a hydraulic pulse generator [Kirichek A.V., Soloviev D.L., Lazutkin A.G. Technology and equipment of static-pulse treatment by surface plastic deformation. Library of the technologist. M.: Engineering, 2004, 288 p.]. The modernization concerned installation on a press, on the rod of a hydraulic cylinder with a waveguide and a striker, performing periodic pulsed loading of a rolling tool. Cutting fluid - sulfofresol. Workpiece rotation speed - V ZAG = 4.5 m / min.

В результате установлено, что после импульсной обработки с использованием предлагаемой раскатки шероховатость поверхности внутренней дорожки кольца снизилась до Ra=0,054…1,5 мкм. Глубина упрочненного слоя достигала 8 мм, причем глубина и степень упрочнения возрастала с увеличением толщины кольца и натяга (глубины дорожки).As a result, it was found that after pulse processing using the proposed rolling, the surface roughness of the inner ring path decreased to Ra = 0.054 ... 1.5 μm. The depth of the hardened layer reached 8 mm, and the depth and degree of hardening increased with increasing thickness of the ring and interference (track depth).

Исследованиями качества поверхностного слоя раскатанной дорожки предлагаемым деформируемым инструментом установлено, что обеспечиваемая шероховатость поверхности и глубина упрочнения позволяют использовать разработанную раскатку в процессе изготовления дорожек на заготовках колец упорных подшипников в качестве упрочняющего и формообразующего деформирующего инструмента на отделочно-упрочняющих операциях.Studies of the quality of the surface layer of the rolled track by the proposed deformable tool have established that the provided surface roughness and depth of hardening make it possible to use the developed rolling in the process of manufacturing tracks on the blanks of thrust bearing rings as a hardening and forming deforming tool in finishing and hardening operations.

В результате проведенных исследований установлено, что применение предлагаемого деформирующего инструмента позволяет получить поверхностный слой с большой глубиной и большой степенью упрочнения.As a result of the studies, it was found that the use of the proposed deforming tool allows to obtain a surface layer with a large depth and a high degree of hardening.

Обработка показала, что производительность повысилась более чем в три раза по сравнению с раскатыванием и выглаживанием. Энергоемкость процесса уменьшилась в 2,2 раза.Processing showed that productivity was more than tripled compared to rolling and ironing. The energy intensity of the process decreased by 2.2 times.

Предлагаемая раскатка расширяет технологические возможности поверхностного пластического деформирования за счет обработки фасонных поверхностей с применением импульсного нагружения деформирующих элементов, при раскатывании которой возникают окружные растягивающие и радиально сжимающие напряжения, позволяющие значительно увеличить глубину упрочненного слоя, повысить степень упрочнения и снизить высоту микронеровностей обрабатываемых поверхностей, увеличить КПД и производительность, уменьшить потребляемую мощность, создать благоприятные макроструктуры с характерным направлением волокон вдоль контактных поверхностей, позволяющие увеличить контактную выносливость.The proposed rolling expands the technological capabilities of surface plastic deformation by processing shaped surfaces using pulsed loading of deforming elements, during rolling of which circumferential tensile and radially compressive stresses arise, which significantly increase the depth of the hardened layer, increase the degree of hardening and reduce the height of microroughnesses of the processed surfaces, increase the efficiency and performance, reduce power consumption, create bl favorable macrostructures with a characteristic direction of the fibers along the contact surfaces, allowing to increase contact endurance.

Claims (1)

Раскатка для дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника, содержащая оправку с деформирующими элементами, выполненными в виде шариков, отличающаяся тем, что она снабжена опорным фланцем, при этом оправка выполнена полой с центральным продольным отверстием и с возможностью приложения к ней периодической импульсной нагрузки с помощью гидроцилиндра, в котором расположены боек и волновод, при этом в центральном продольном отверстии оправки расположен шток гидроцилиндра статической нагрузки, а деформирующие элементы выполнены с диаметром не более диаметра тела качения упорного подшипника, для которого предназначено упомянутое кольцо упорного шарикоподшипника, в количестве не более числа тел качения указанного упорного подшипника и установлены в глухих отверстиях, равномерно расположенных на торце оправки, с превышением над плоскостью торца оправки не менее глубины раскатываемой дорожки, причем опорный фланец установлен с возможностью вращения относительно продольной оси оправки с помощью подшипника скольжения в неподвижном основании и выполнен с возможностью закрепления заготовки кольца упорного шарикоподшипника и сообщения ей вращательного движения с помощью штока гидроцилиндра статической нагрузки, имеющего винтовые шлицы, которые расположены в шлицевом отверстии опорного фланца, при этом между торцом оправки и опорным фланцем установлена винтовая цилиндрическая пружина сжатия, а для питания упомянутых цилиндров периодической импульсной нагрузки и статической нагрузки используется гидравлический генератор импульсов. The rolling for the raceway of the thrust ball bearing ring containing a mandrel with deforming elements made in the form of balls, characterized in that it is equipped with a support flange, while the mandrel is hollow with a central longitudinal hole and with the possibility of applying to it a periodic impulse load using a hydraulic cylinder, in which the firing pin and waveguide are located, while in the central longitudinal hole of the mandrel there is a rod of a hydraulic cylinder of a static load, and the deforming elements are made with with a diameter of not more than the rolling element of the thrust bearing for which the mentioned thrust ball bearing ring is intended, in an amount of not more than the number of rolling elements of the specified thrust bearing and installed in blind holes evenly located on the end of the mandrel, exceeding at least the depth of the rolling track over the plane of the end face of the mandrel moreover, the supporting flange is mounted to rotate relative to the longitudinal axis of the mandrel using a plain bearing in a fixed base and is configured to securing the billet of the thrust ball bearing ring and communicating rotational motion to it using a static load hydraulic cylinder rod having helical slots that are located in the spline hole of the support flange, while a helical cylindrical compression spring is installed between the end face of the mandrel and the support flange, and for the supply of the said cylinders with a periodic pulse load and static load a hydraulic pulse generator is used.
RU2013125637/02A 2013-06-03 2013-06-03 Rolling of raceway of thrust ball bearing race RU2541220C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125637/02A RU2541220C2 (en) 2013-06-03 2013-06-03 Rolling of raceway of thrust ball bearing race

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125637/02A RU2541220C2 (en) 2013-06-03 2013-06-03 Rolling of raceway of thrust ball bearing race

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013125637A RU2013125637A (en) 2014-12-10
RU2541220C2 true RU2541220C2 (en) 2015-02-10

Family

ID=53287289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125637/02A RU2541220C2 (en) 2013-06-03 2013-06-03 Rolling of raceway of thrust ball bearing race

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541220C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611615C1 (en) * 2015-10-08 2017-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Ball bearings raceways rolling and stabilization plant
RU2691792C1 (en) * 2017-12-28 2019-06-18 Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" Method for roll-out of inner surfaces of rotation and device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611615C1 (en) * 2015-10-08 2017-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Ball bearings raceways rolling and stabilization plant
RU2691792C1 (en) * 2017-12-28 2019-06-18 Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" Method for roll-out of inner surfaces of rotation and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013125637A (en) 2014-12-10

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
RU2541220C2 (en) Rolling of raceway of thrust ball bearing race
RU2320471C1 (en) Method for static-pulse working of screws
RU2483857C1 (en) Device for static pulse flaring of ball bearing outer race inner way
RU2522996C2 (en) Method for pulse rolling of raceway of thrust ball bearing race
RU2483858C1 (en) Device for static pulse flaring of ball bearing outer race inner way
RU2438852C2 (en) Sun-and-planet oscillation bore reamer
RU2479404C2 (en) Method of static pulse mandrelling of shaped bores
RU2479405C2 (en) Method of static pulse mandrelling of shaped bores
RU2457097C1 (en) Method of static-pulsed elastic burnishing
RU2464152C2 (en) Device for static-pulse elastic hardening
RU2355552C1 (en) Method of coarse thread hardening
RU2479406C2 (en) Device for machining shaped bores
RU2469834C1 (en) Formation method of outside splines by surface plastic deformation
RU2452608C1 (en) Device for bore flaring with continuous ball rolling
RU2462339C2 (en) Device for static-pulse hardening by spring-loaded burnishing tool
RU2320470C1 (en) Apparatus for static-pulse working of screws
RU2479408C2 (en) Device for shaping outer splines by surface plastic straining
RU2317886C1 (en) Mode of static-impulse processing of shaped surfaces with surface plastic deformation
RU2462340C2 (en) Device for static-pulse hardening by spring-loaded burnishing tool
RU2285601C1 (en) Apparatus for static-pulse expanding of internal grooves
RU2469833C1 (en) Static pulse processing device of gear wheels
RU2317885C1 (en) Arrangement for surface plastic deformation of the spherical surfaces of ball pins
RU2440230C2 (en) Method of bore sizing with planetary oscillation motion

Legal Events

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

Effective date: 20150604