RU2696791C2 - Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation - Google Patents

Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2696791C2
RU2696791C2 RU2017146675A RU2017146675A RU2696791C2 RU 2696791 C2 RU2696791 C2 RU 2696791C2 RU 2017146675 A RU2017146675 A RU 2017146675A RU 2017146675 A RU2017146675 A RU 2017146675A RU 2696791 C2 RU2696791 C2 RU 2696791C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotation
rolling
balls
grooves
ball
Prior art date
Application number
RU2017146675A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017146675A3 (en
RU2017146675A (en
Inventor
Александр Викторович Кузнецов
Леонид Николаевич Архипов
Павел Геннадьевич Васильев
Виталий Андреевич Гудеев
Виталий Сергеевич Васютченков
Original Assignee
Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит"
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 Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит" filed Critical Акционерное общество "Машиностроительный завод "Армалит"
Priority to RU2017146675A priority Critical patent/RU2696791C2/en
Publication of RU2017146675A publication Critical patent/RU2017146675A/en
Publication of RU2017146675A3 publication Critical patent/RU2017146675A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2696791C2 publication Critical patent/RU2696791C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/02—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to rolling of internal surfaces of part rotation on metal cutting machine. Device for rolling of internal surfaces of part rotation on metal cutting machine comprises mandrel with uniformly arranged at least three blind grooves in plane perpendicular to device axis and balls arranged in grooves. In each groove there are at least two balls and ball retainers from their axial movement.EFFECT: increased hardness and wear resistance of inner surfaces of part rotation.2 cl, 4 dwg

Description

Группа изобретений относится к способам и устройствам для раскатки с целью упрочнения поверхностного слоя, в частности к способам и устройствам для обработки внутренних поверхностей вращения.The group of inventions relates to methods and devices for rolling to harden the surface layer, in particular to methods and devices for treating internal surfaces of revolution.

Известна шариковая раскатка для окончательной обработки отверстий деталей на металлорежущих станках, содержащая оправку, стержень, сепаратор и два деформирующих элемента, расположенных диаметрально противоположно оси оправки, опирающиеся на упругую опору, имеющую возможность радиального перемещения, в которой концевая часть стержня установлена с зазором относительно внутренней поверхности опоры, в торце стержня выполнен сквозной паз, а в торце опоры - два глухих паза, при этом в паз стержня вставлена S-образная пружина, взаимодействующая с опорой в пазах, которые закрыты донными частями сепаратора (Патент Российской Федерации на полезную модель №85848, 2009 г., по кл. МПК В24В 39/02).Known ball rolling for the final processing of the holes of parts on metal cutting machines, containing a mandrel, a rod, a separator and two deforming elements located diametrically opposite the axis of the mandrel, supported by an elastic support having radial movement, in which the end of the rod is installed with a gap relative to the inner surface supports, a through groove is made at the end of the rod, and two blind grooves are made at the end of the support, while an S-shaped spring is inserted into the groove of the rod, I interact with support in grooves that are closed by the bottom of the separator (Patent of the Russian Federation for utility model No. 85848, 2009, according to IPC class V24V 39/02).

Вышеуказанная шариковая раскатка имеет техническую проблему: нагрузка, создаваемая каждым деформирующим элементом, прикладывается по всей траектории его движения однократно, что, ввиду использования в конструкции инструмента двух шариков, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной оси раскатки, не позволяет обеспечить максимально возможное повышение механических свойств обрабатываемой поверхности, а именно твердость и соответственно - износостойкость.The above ball rolling has a technical problem: the load created by each deforming element is applied once along its entire trajectory of movement, which, due to the use of two balls located in the same plane perpendicular to the axis of rolling, does not allow for the maximum possible increase in the mechanical properties of the machined surface, namely hardness and, accordingly, wear resistance.

Решение вышеназванной технической проблемы обеспечивается способом раскатки внутренних поверхностей вращения обрабатываемой детали, который заключается в том, что при подаче устройства шарики, закрепленные в пазах устройства, деформируют обрабатываемую внутреннюю поверхность вращения детали на определенную величину, при этом первый шарик каждого паза описывает по внутренней поверхности определенную траекторию, и, каждый расположенный за ним в пазу шарик, двигается по той же траектории, при этом подача устройства рассчитывается по формуле:The solution of the above technical problem is provided by the method of rolling the inner surfaces of rotation of the workpiece, which consists in the fact that when the device is supplied, the balls fixed in the grooves of the device deform the workable inner surface of rotation of the part by a certain amount, while the first ball of each groove describes a certain surface the trajectory, and, each ball located behind it in the groove, moves along the same trajectory, while the feed of the device is calculated according to formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

t - расчетная величина подачи устройства (мм),t is the calculated value of the device feed (mm),

n - количество пазов в оправке устройства,n is the number of grooves in the mandrel of the device,

Rz - требуемая высота микронеровностей внутренних поверхностей вращения обрабатываемой детали (параметр шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73) (мм),Rz is the required height of the microroughness of the internal surfaces of rotation of the workpiece (surface roughness parameter according to GOST 2789-73) (mm),

D - диаметр шарика устройства (мм), и принимается равной ближайшему меньшему значению подачи металлорежущего станка (tcm), на который будет установлено устройство.D is the diameter of the ball of the device (mm), and is taken equal to the nearest lower feed value of the metal cutting machine (t cm ) on which the device will be installed.

Для осуществления данного способа используется устройство, характеризующееся тем, что устройство состоит из оправки, в которой равномерно расположены не менее трех глухих пазов в плоскости перпендикулярной оси устройства, шариков, расположенных в пазах, в каждом пазу не менее двух шариков и фиксатора шариков от их осевого перемещения, при этом между диаметром каждого шарика устройства и принятой подачей металлорежущего станка выполняется следующая зависимость:To implement this method, a device is used, characterized in that the device consists of a mandrel in which at least three blind grooves are equally spaced in the plane of the perpendicular axis of the device, balls located in grooves, at least two balls in each groove and the ball retainer from their axial movement, while between the diameter of each ball of the device and the accepted feed of the metal cutting machine, the following relationship is fulfilled:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Dрасч - расчетный диаметр шарика устройства, обеспечивающий требуемую высоту микронеровностей внутренних поверхностей вращения обрабатываемой детали (мм).where D calc - the estimated diameter of the ball of the device, providing the required height of the microroughness of the inner surfaces of rotation of the workpiece (mm).

Первый шарик устройства, деформируя обрабатываемую внутреннюю поверхность вращения детали на определенную величину за счет процесса поверхностного пластического деформирования, повышает твердость поверхностного слоя обрабатываемой внутренней поверхности вращения детали. Последующие шарики устройства, двигаясь по той же траектории, что и первый шарик, повторно вызывают процесс поверхностного пластического деформирования, что дополнительно повышает твердость поверхностного слоя обрабатываемой внутренней поверхности вращения детали и, соответственно, ее износостойкость.The first ball of the device, deforming the machined inner surface of rotation of the part by a certain amount due to the surface plastic deformation process, increases the hardness of the surface layer of the machined inner surface of rotation of the part. Subsequent balls of the device, moving along the same trajectory as the first ball, repeatedly cause the process of surface plastic deformation, which further increases the hardness of the surface layer of the treated inner surface of rotation of the part and, accordingly, its wear resistance.

Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым группой изобретений, является повышение механических свойств обрабатываемой внутренней поверхности вращения детали, а именно твердости и соответственно - износостойкости.Thus, the technical result provided by the group of inventions is to increase the mechanical properties of the machined inner surface of rotation of the part, namely hardness and, accordingly, wear resistance.

Способ раскатки внутренних поверхностей вращения и устройство для его осуществления поясняются на фиг. 1, 2, 3 и 4 где:The method of rolling the inner surfaces of rotation and the device for its implementation are illustrated in FIG. 1, 2, 3 and 4 where:

фиг. 1 - общий вид устройства для осуществления раскатки внутренних поверхностей вращения;FIG. 1 is a general view of a device for rolling internal surfaces of revolution;

фиг. 2 - вид А устройства для осуществления раскатки внутренних поверхностей вращения;FIG. 2 is a view A of a device for rolling internal surfaces of revolution;

фиг. 3 - схема микронеровностей внутренней поверхности вращения обрабатываемой детали при раскатке;FIG. 3 is a diagram of the microroughnesses of the inner surface of rotation of the workpiece during rolling;

фиг. 4 - траектории движения шариков устройства внутри обрабатываемой детали,FIG. 4 - the trajectory of the balls of the device inside the workpiece,

где:Where:

1 - оправка, 2 - пазы, 3 - шарик, 4 - шайба, 5 - болт,1 - mandrel, 2 - grooves, 3 - ball, 4 - washer, 5 - bolt,

а, b, с, d, е, f - траектории движения шариков устройства внутри обрабатываемой детали,a, b, c, d, e, f - the trajectory of the balls of the device inside the workpiece,

К - разница между половиной диаметра шарика и требуемой высотой микронеровностей внутренних поверхностей вращения обрабатываемой детали,K is the difference between half the diameter of the ball and the required height of the microroughness of the inner surfaces of rotation of the workpiece,

W - подача устройства на один шарик (мм).W - device feed per ball (mm).

Общая конструкция устройства для осуществления способа раскатки внутренних поверхностей вращения состоит из оправки 1, в которой равномерно расположено не менее трех глухих пазов 2 в плоскости перпендикулярной оси устройства, шариков 3, расположенных в пазах 2, в каждом пазу не менее двух шариков 3, фиксатора шариков 3 от их осевого перемещения в виде шайбы 4 и болта 5.The general design of the device for implementing the method of rolling the inner surfaces of rotation consists of a mandrel 1, in which at least three blind grooves 2 are evenly distributed in the plane of the perpendicular axis of the device, balls 3 located in grooves 2, in each groove of at least two balls 3, the ball retainer 3 from their axial movement in the form of a washer 4 and a bolt 5.

Устройство для осуществления способа раскатки внутренних поверхностей вращения работает следующим образом. Из фиг. 3 видно, что:A device for implementing the method of rolling the inner surfaces of rotation works as follows. From FIG. 3 shows that:

Figure 00000003
Figure 00000003

При этом:Wherein:

Figure 00000004
Figure 00000004

Для обеспечения требуемого качества обрабатываемой поверхности, а именно, требуемой высоты микронеровностей Rz (см. фиг. 3), исходя из размера диаметра D шарика 3, подача устройства на один шарик 3 должна быть равной:To ensure the required quality of the treated surface, namely, the required height of the microroughness Rz (see Fig. 3), based on the size of the diameter D of the ball 3, the feed of the device to one ball 3 should be equal to:

Figure 00000005
Figure 00000005

Для симметричности распределения нагрузки необходимой для деформирования обрабатываемой поверхности шариками 3 пазы 2 расположены в оправке 1 равномерно в плоскости перпендикулярной оси устройства. Симметричность распределения нагрузки достигается при количестве пазов 2 три или более. Тогда общая подача устройства будет рассчитываться по формуле:For the symmetry of the load distribution necessary for deformation of the treated surface with balls 3, the grooves 2 are located in the mandrel 1 evenly in the plane perpendicular to the axis of the device. The symmetry of the load distribution is achieved when the number of grooves is 2 three or more. Then the total flow of the device will be calculated by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

Из формулы (6) следует, что при увеличении количества пазов 2, также повышается производительность (сокращение времени) раскатки.From the formula (6) it follows that with an increase in the number of grooves 2, the productivity (reduction of time) of rolling also increases.

Подставляя выражение (5) в выражение (6) получаем расчетную величину подачи устройства:Substituting expression (5) into expression (6) we obtain the calculated value of the device’s feed:

Figure 00000007
Figure 00000007

При данной величине подачи устройства первый шарик 3 каждого паза 2 описывает по внутренней поверхности определенную траекторию, а, каждый расположенный за ним в пазу шарик, двигается по той же траектории. Траектории первых шариков пазов обозначены а, b, с, а траектории последующих шариков d, е, f. Из фиг. 4 видно, что траектории а и d, b и е, с и f совпадают. Первый шарик, деформируя обрабатываемую поверхность на определенную величину, за счет процесса поверхностного пластического деформирования повышает твердость поверхностного слоя обрабатываемой поверхности. Последующие шарики, двигаясь по той же траектории, что и первый шарик, повторно вызывают процесс поверхностного пластического деформирования, что дополнительно повышают твердость поверхностного слоя обрабатываемой поверхности.For a given supply quantity of the device, the first ball 3 of each groove 2 describes a certain path along the inner surface, and each ball located behind it in the groove moves along the same path. The trajectories of the first groove balls are indicated by a, b, c, and the trajectories of subsequent balls of d, e, f. From FIG. Figure 4 shows that the trajectories a and d, b and e, c and f coincide. The first ball, deforming the treated surface by a certain amount, due to the process of surface plastic deformation increases the hardness of the surface layer of the treated surface. Subsequent balls, moving along the same trajectory as the first ball, repeatedly cause the process of surface plastic deformation, which additionally increases the hardness of the surface layer of the processed surface.

Количество шариков 3 в пазах 2 способствуют повышению твердости поверхностного слоя обрабатываемой поверхности, поэтому их количество должно быть не менее двух.The number of balls 3 in the grooves 2 contribute to increasing the hardness of the surface layer of the treated surface, so their number should be at least two.

Так как металлоорежущий станок имеет дискретные подачи, то подачу станка (tcm) принимается равной ближайшему меньшему значению, при этом диаметр шарика рассчитывается по формуле:Since the metal-cutting machine has discrete feeds, the feed of the machine (t cm ) is taken equal to the nearest smaller value, while the diameter of the ball is calculated by the formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

где Dpacч - расчетный диаметр шарика, обеспечивающий требуемую высоту микронеровностей внутренних поверхностей вращения обрабатываемой детали (мм).where D pacch is the calculated ball diameter that provides the required microroughness height of the inner surfaces of rotation of the workpiece (mm).

Далее устройство с помощью оправки 1 устанавливается в держателе инструмента металлорежущего станка, центрируется относительно оси патрона станка и фиксируется. При этом пазы 2 с шариками 3 направлены в сторону патрона металлорежущего станка. В патрон металлорежущего станка устанавливается обрабатываемая деталь с внутренней поверхностью вращения, которую требуется раскатать. Станок настраивается на принятую подачу (tcm) и производится раскатка.Next, the device using the mandrel 1 is installed in the tool holder of the machine tool, centered relative to the axis of the chuck of the machine and fixed. In this case, the grooves 2 with the balls 3 are directed towards the side of the cartridge of the metal cutting machine. A workpiece with an inner surface of rotation, which needs to be rolled, is installed in the chuck of a metal cutting machine. The machine is tuned to the received feed (t cm ) and rolling is performed.

Таким образом, предложенные способ раскатки внутренних поверхностей вращения и устройство для его осуществления, позволяют повысить механические свойства обрабатываемой внутренней поверхности вращения детали, а именно твердости и соответственно - износостойкости.Thus, the proposed method of rolling the inner surfaces of rotation and a device for its implementation, can improve the mechanical properties of the machined inner surface of rotation of the part, namely hardness and, accordingly, wear resistance.

Claims (13)

1. Устройство для раскатки внутренних поверхностей вращения детали металлорежущего станка, содержащее оправку, в которой равномерно расположены по меньшей мере три глухих паза в плоскости, перпендикулярной оси устройства, и шарики, расположенные в пазах, при этом в каждом пазу расположено по меньшей мере два шарика и фиксатора шариков от их осевого перемещения, отличающееся тем, что каждый шарик выполнен с расчетным диаметром Dрасч, мм, равным:1. Device for rolling the inner surfaces of rotation of a part of a metal cutting machine, comprising a mandrel in which at least three blind grooves are evenly spaced in a plane perpendicular to the axis of the device and balls located in the grooves, with at least two balls located in each groove and the retainer of the balls from their axial movement, characterized in that each ball is made with a design diameter D calc , mm, equal to:
Figure 00000009
Figure 00000009
 где tcm - подача металлорежущего станка, мм,where t cm - feed metal cutting machine, mm, n - количество пазов в оправке устройства,n is the number of grooves in the mandrel of the device, Rz - требуемая высота микронеровностей внутренних поверхностей вращения обрабатываемой детали, мм.Rz is the required height of the microroughness of the internal surfaces of rotation of the workpiece, mm. 2. Способ раскатки внутренних поверхностей вращения детали, заключающийся в том, что осуществляют установку устройства по п.1 на металлорежущем станке и деформируют внутреннюю поверхность вращения обрабатываемой детали, при этом первый шарик каждого паза описывает по внутренней поверхности детали определенную траекторию, а каждый расположенный за ним в пазу шарик двигается по той же траектории, при этом рассчитывают подачу устройства для раскатки внутренних поверхностей вращения по формуле:2. The method of rolling the inner surfaces of rotation of the part, which consists in installing the device according to claim 1 on a metal cutting machine and deforming the inner surface of rotation of the workpiece, while the first ball of each groove describes a certain path along the inner surface of the part, and each located him in the groove, the ball moves along the same path, while calculating the flow of the device for rolling the internal surfaces of rotation according to the formula:
Figure 00000010
Figure 00000010
 где:Where: t - расчетная величина подачи устройства, мм,t is the calculated value of the feed device, mm, n - количество пазов в оправке устройства для раскатки внутренних поверхностей вращения,n is the number of grooves in the mandrel of the device for rolling the internal surfaces of rotation, Rz - требуемая высота микронеровностей внутренней поверхности вращения обрабатываемой детали, мм,Rz - the required height of the microroughness of the inner surface of rotation of the workpiece, mm, D - диаметр шариков устройства для раскатки внутренних поверхностей вращения, мм,D is the diameter of the balls of the device for rolling the internal surfaces of rotation, mm, и принимают ее равной ближайшему меньшему значению подачи металлорежущего станка (tcm).and take it equal to the nearest lower feed value of the metal cutting machine (t cm ).
RU2017146675A 2017-12-28 2017-12-28 Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation RU2696791C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146675A RU2696791C2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146675A RU2696791C2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017146675A RU2017146675A (en) 2019-06-28
RU2017146675A3 RU2017146675A3 (en) 2019-07-17
RU2696791C2 true RU2696791C2 (en) 2019-08-06

Family

ID=67209757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146675A RU2696791C2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696791C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2935601A1 (en) * 1979-09-04 1981-03-12 Madison Industries Gmbh, 6078 Neu Isenburg Cylindrical workpiece surface rolling machine - has cone distortion detector supplying comparator to control sliding movement
RU85848U1 (en) * 2009-04-13 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" BALL ROLLING

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2935601A1 (en) * 1979-09-04 1981-03-12 Madison Industries Gmbh, 6078 Neu Isenburg Cylindrical workpiece surface rolling machine - has cone distortion detector supplying comparator to control sliding movement
RU85848U1 (en) * 2009-04-13 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" BALL ROLLING

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017146675A3 (en) 2019-07-17
RU2017146675A (en) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10322490B2 (en) Method and device for producing non-cylindrical bores with at least one recess by honing
CN101224540A (en) Ball screw processing method
JP2006524139A (en) Method, tool and apparatus for thread formation
RU2696791C2 (en) Method for rolling of internal surfaces of rotation and device for its implementation
SE456658B (en) PROCEDURES FOR PROCESSING THE CAREER TO A PRIMARY THIN-WALL ROLLER STOCK
EP3446832B1 (en) Inner surface finishing tool
RU2691792C1 (en) Method for roll-out of inner surfaces of rotation and device for its implementation
DE102013202816B4 (en) Well-forming smoothing tool and well-forming smoothing method
US10675730B2 (en) Method for producing rotationally symmetrical, non cylindrical bores using a honing tool
US2170631A (en) Bearingizing tool
RU85848U1 (en) BALL ROLLING
RU157829U1 (en) A COVERING TOOL FOR STATIC-PULSE THREADED THREADS ON A BILL WITH PRE-CUTTED THREADS
RU194389U1 (en) RISK
US3068550A (en) Method and mechanism for forming annular grooves
RU149877U1 (en) GRINDING CIRCLE WITH INTERRUPTED SURFACE
RU149468U1 (en) A COVERING TOOL FOR STATIC-PULSE THREADED THREADS ON A BILL WITH PRE-CUTTED THREADS
RU2401731C2 (en) Method of forming plateau-shaped regular microrelief by burnishing
RU2571011C2 (en) Finishing-hardening of cylindrical surfaces by burnishing
RU2572675C1 (en) Method of treatment of bushing internal surface
RU2711283C1 (en) Method for honing holes
RU2347663C1 (en) Device for static-pulse rolling of shafts
KR20170043645A (en) Bucket tappet and method for producing same
RU2367562C1 (en) Surface hardening method
US2335125A (en) Lap
RU2475328C1 (en) Method of sphere-dynamic machining of tool for sphere-dynamic punching