RU2707844C1 - Способ поверхностного пластического деформирования - Google Patents
Способ поверхностного пластического деформирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707844C1 RU2707844C1 RU2019105314A RU2019105314A RU2707844C1 RU 2707844 C1 RU2707844 C1 RU 2707844C1 RU 2019105314 A RU2019105314 A RU 2019105314A RU 2019105314 A RU2019105314 A RU 2019105314A RU 2707844 C1 RU2707844 C1 RU 2707844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- tool
- deforming tool
- workpiece
- deforming
- Prior art date
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
- B24B39/04—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
Изобретение относится к поверхностному пластическому деформированию наружных поверхностей деталей машин. Сообщают заготовке вращательное движение относительно собственной оси. Деформирующему инструменту сообщают продольную подачу и вращательное движение, которое образует пространственный конус, ось которого перпендикулярна поверхности, в которую внедряется деформирующий инструмент. Используют деформирующий инструмент, имеющий стержневую форму со сферическим наконечником. Ось деформирующего инструмента расположена под углом 0-20° относительно оси вращения. В результате создается высокая интенсивность напряженного состояния наружных поверхностей деталей машин. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам отделочно-упрочняющей обработки наружных поверхностей вращения, а именно к обработке маложестких деталей поверхностным пластическим деформированием (ППД) при использовании деформирующего инструмента с новой кинематикой рабочего движения, и предназначено для использования в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности.
Наиболее эффективное деформационное упрочнение металлов может быть реализовано путем целенаправленных технологических воздействий на структуру металлов для увеличения плотности дислокаций и создания дислокационной субструктуры, увеличивающей сопротивление сдвига.
Таким образом, пути повышения прочностных свойств металлов заключаются в разработке упрочняющих технологий, обеспечивающих формирование такого структурного состояния материала, при котором максимально реализуются основные принципы дислокационной теории упрочнения. Интенсификация напряженного состояния может быть повышена, если будет усилено деформационное искажение зерен материала.
В практике поверхностного пластического деформирования известны и широко используют две схемы упрочняющей обработки: упрочнение по схеме качения рабочего инструмента и упрочнение по схеме скольжения. При этом заготовке сообщают вращательное движение относительно собственной продольной оси, а инструменту, оказывающему давление на поверхность обрабатываемой заготовки, сообщают продольную подачу. Упрочнение по схеме скольжения значительно реже используют на практике, так как трение скольжения по поверхности обрабатываемой заготовки вызывает выделение тепла в зоне контакта, что в свою очередь приводит к снижению величины формируемых сжимающих остаточных напряжений, а сам инструмент интенсивно изнашивается. Однако, если оценить эти две схемы упрочнения с точки зрения механики процесса и возможности деформационного искажения микроструктуры, то обработка по схеме скольжения должна быть более эффективной.
Известен способ вибровыглаживания (№216.013.99DA, 20.12.2015), включающий вращательное движение детали и продольное перемещение алмазного выглаживающего инструмента, внедренного в обрабатываемую поверхность. В процессе обработки выглаживающему инструменту сообщают одновременно возвратно-поступательное движение в основной кинематической плоскости обработки и вращательное движение вокруг своей оси.
Недостатком данного способа обработки является отсутствие стабильности качества поверхностного слоя обрабатываемой заготовки, так как происходит неравномерное давление деформирующего инструмента. Это существенно влияет на точность обработки и однородность физико-механических свойств по длине заготовки.
Известен способ отделочно-упрочняющей обработки наружных цилиндрических поверхностей выглаживанием (Пат. РФ №2385213, МКП В24В39/04), включающий вращение детали и сообщение продольной подачи двум инструментам различного радиуса, которые внедряют в обрабатываемую поверхность с различными усилиями, при этом инструменты располагают под углами 30°-40° к направлению их внедрения в обрабатываемую поверхность, один из которых внедряют в обрабатываемую поверхность в направлении, перпендикулярном оси вращения детали, второй инструмент располагают смещенным относительно оси вращения детали и относительно первого инструмента в направлении продольной подачи из условия обеспечения перекрытия следов внедрения упомянутых инструментов при обработке.
Недостатком такого способа обработки является сложность точной установки выглаживающих инструментов на станке, которая в свою очередь зависит от параметров и режимов обработки, существенно влияющие на точность обработки и качество поверхностного слоя деталей.
Задача заявляемого изобретения заключается в интенсификации напряженного состояния обработанной поверхности и расширении технологических возможностей при локальном поверхностном пластическом деформировании.
Технический результат заключается в увеличении напряженного состояния в очаге деформации за счет использования новой кинематики деформирующего инструмента, при котором усиливается искажение структуры материала поверхностного слоя.
Указанный технический результат достигается тем, что способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей деталей машин, при котором заготовке сообщают вращательное движение относительно собственной оси, а рабочему инструменту, оказывающему давление на поверхность обрабатываемой заготовки и направленному под некоторым углом к направлению внедрения в обрабатываемую поверхность, сообщают продольную подачу, согласно изобретению, что деформирующий инструмент, имеющий стержневую форму со сферическим наконечником, совершает вращательное движение, которое образует пространственной конус, ось которого перпендикулярна поверхности, в которую внедряется деформирующий инструмент, причем ось деформирующего инструмента должна быть расположена под углом 00 - 200 относительно оси вращения.
Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема обработки по предложенному способу для поверхностного пластического деформирования заготовки – вала, на фиг. 2 показана интенсивность напряженного состояния в очаге деформации при реализации предлагаемого способа.
Отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в том, что инструменту, имеющему стержневую форму со сферическим наконечником, сообщают вращательное движение, которое образует пространственной конус, ось которого перпендикулярна поверхности, в которую внедряется деформирующий инструмент.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».
Как видно из схемы обработки (фиг. 1) параметрами режима, определяющими кинематику процесса, являются: частота вращения заготовки (nзаг.), подача деформирующего инструмента (sпр.), частота деформирующего инструмента (nинст.). Заготовку 2 устанавливают на токарно-винторезном станке, закрепляют в трехкулачковом патроне 4, подпирают вращающимся центром задней бабки 3. Заготовке придают вращательное движение с частотой nзаг. об/мин. Инструменту 1, имеющему стержневую форму со сферическим наконечником одновременно сообщают продольную подачу sпр., и вращательное движение nинст.. Сущность расширения эффективности упрочнения в очаге деформации состоит в том, что процесс производится путем целенаправленных технологических воздействий на структуру металлов для увеличения плотности дислокаций и создания дислокационной субструктуры, увеличивающей сопротивление сдвигу.
На фиг. 3а показано статическое вдавливание шарового индентора на глубину 0,08 мм. Это самый простой способ внедрения индентора в поверхность тела. Чем глубже погружается индентор, тем большую деформацию претерпевает материал нагруженного тела и за счет роста дислокаций повышается прочности поверхностного слоя.
При вращении индентора (фиг. 3а) за счет дополнительных сил трения скольжения происходит более сложные деформационные процессы в поверхностных слоях, что приводит к росту напряженного состояния в очаге упругопластической деформации.
Внедрение инструмента с одновременным вращением, которое образует пространственной конус (фиг. 3в) приводит к «перемешиванию» структуры поверхностного слоя материала. В результате этого материал нагруженного тела находится в условиях сложного напряженного состояния и испытывает пластическую деформацию с накоплением большого числа искажений.
Таким образом, способ поверхностного пластического деформирования при использовании деформирующего инструмента с новой кинематикой рабочего движения обеспечивает значительное увеличение толщины упрочненного слоя с повышением интенсивности напряженного состояния в очаге деформации.
Claims (1)
- Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей деталей машин, включающий сообщение заготовке вращательного движения относительно собственной оси, а рабочему деформирующему инструменту, оказывающему давление на поверхность обрабатываемой заготовки и направленному под углом к направлению внедрения в обрабатываемую поверхность, сообщение продольной подачи, отличающийся тем, что используют деформирующий инструмент, имеющий стержневую форму со сферическим наконечником, которому сообщают вращательное движение с образованием пространственного конуса, ось которого перпендикулярна поверхности, в которую внедряется деформирующий инструмент, причем ось деформирующего инструмента располагают под углом относительно оси вращения до 20°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105314A RU2707844C1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Способ поверхностного пластического деформирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105314A RU2707844C1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Способ поверхностного пластического деформирования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2707844C1 true RU2707844C1 (ru) | 2019-11-29 |
Family
ID=68836468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019105314A RU2707844C1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Способ поверхностного пластического деформирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2707844C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2727415C1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ поверхностной обработки тел вращения |
EA039117B1 (ru) * | 2019-12-11 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ производства многогранной калиброванной стали |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU676425A1 (ru) * | 1975-09-26 | 1979-07-30 | Новополоцкий политехнический институт | Способ обработки торцовых поверхностей деформирующим роликом |
SU818838A1 (ru) * | 1979-05-07 | 1981-04-07 | Тольяттинский политехнический институт | Устройство дл выглаживани поверхностейдЕТАлЕй |
US20020189312A1 (en) * | 2001-05-28 | 2002-12-19 | Alfred Heimann | Apparatus for deep rolling of recesses and radii of crankshaft journal bearings |
RU2385213C1 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Способ отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием наружных цилиндрических поверхностей |
RU2657263C1 (ru) * | 2017-05-31 | 2018-06-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ поверхностного пластического деформирования |
-
2019
- 2019-02-26 RU RU2019105314A patent/RU2707844C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU676425A1 (ru) * | 1975-09-26 | 1979-07-30 | Новополоцкий политехнический институт | Способ обработки торцовых поверхностей деформирующим роликом |
SU818838A1 (ru) * | 1979-05-07 | 1981-04-07 | Тольяттинский политехнический институт | Устройство дл выглаживани поверхностейдЕТАлЕй |
US20020189312A1 (en) * | 2001-05-28 | 2002-12-19 | Alfred Heimann | Apparatus for deep rolling of recesses and radii of crankshaft journal bearings |
RU2385213C1 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Способ отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием наружных цилиндрических поверхностей |
RU2657263C1 (ru) * | 2017-05-31 | 2018-06-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ поверхностного пластического деформирования |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2727415C1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ поверхностной обработки тел вращения |
RU2727415C9 (ru) * | 2019-12-11 | 2021-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ поверхностной обработки тел вращения |
EA039122B1 (ru) * | 2019-12-11 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ поверхностной обработки тел вращения |
EA039117B1 (ru) * | 2019-12-11 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") | Способ производства многогранной калиброванной стали |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8782902B2 (en) | Method of making bearing using ultrasonic nano crystal surface modification technology | |
RU2707844C1 (ru) | Способ поверхностного пластического деформирования | |
RU2354715C1 (ru) | Способ упрочнения деталей из конструкционных материалов | |
Rami et al. | Some insights on combined turning-burnishing (CoTuB) process on workpiece surface integrity | |
RU2666205C1 (ru) | Способ поверхностного пластического деформирования | |
Borchers et al. | Influence of pre-machining on the surface integrity after processing by mechanical surface treatment | |
RU2385213C1 (ru) | Способ отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием наружных цилиндрических поверхностей | |
RU2458777C2 (ru) | Способ упрочняющей обработки поверхностей деталей выглаживанием | |
Han et al. | Research into grinding hardening of microalloyed non-quenched and tempered steel | |
RU2758713C1 (ru) | Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей тел вращения | |
US20040187979A1 (en) | Cutting tool body having tungsten disulfide coating and method for accomplishing same | |
SU1632728A1 (ru) | Способ обработки гильзы цилиндра двигател внутреннего сгорани | |
RU2716329C1 (ru) | Способ упрочнения твердосплавного инструмента | |
Iurea et al. | Residual stresses generated at roughing grinding and hard turning of raceways of bearing rings | |
Terres et al. | Effects of surface pre-treatment on the Nitrided layers properties | |
RU2460628C1 (ru) | Способ наноструктурирующего упрочнения поверхностного слоя прецизионных деталей выглаживанием | |
RU2458776C2 (ru) | Способ формирования смазочных карманов на поверхности детали | |
US20210214815A1 (en) | Method of hardening manganese steel using ultrasonic impact treatment | |
RU2757643C1 (ru) | Способ поверхностно-пластического деформирования наружной поверхности детали в виде тела вращения | |
RU2479406C2 (ru) | Устройство для обработки сложнопрофильных отверстий | |
JP2007319990A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の切削加工方法、球状黒鉛鋳鉄、摺動部材及び油圧機器 | |
RU2183681C1 (ru) | Способ упрочнения рабочих поверхностей дискового ножа | |
PL245108B1 (pl) | Sposób wzmacniania przeciwzmęczeniowego trzonków noży styczno-obrotowych kombajnów górniczych | |
KR20030076396A (ko) | 중공강 육각 로드 및 그 고주파 담금질 방법 | |
US11124866B2 (en) | Method of treating the surfaces of mould parts for casting moulds consisting of a steel material |