RU2711764C1 - Device for mechanical application of coatings on outer cylindrical surface of parts - Google Patents
Device for mechanical application of coatings on outer cylindrical surface of parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711764C1 RU2711764C1 RU2019122342A RU2019122342A RU2711764C1 RU 2711764 C1 RU2711764 C1 RU 2711764C1 RU 2019122342 A RU2019122342 A RU 2019122342A RU 2019122342 A RU2019122342 A RU 2019122342A RU 2711764 C1 RU2711764 C1 RU 2711764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- coating material
- coating
- coatings
- application
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанесения покрытий на металлические детали в форме тел вращения и может быть использовано для нанесения металлических покрытий на поверхность прокатных валков, опоры подшипников скольжения, шейки кривошипных валов, плунжеры гидросистем и т.п.The invention relates to the field of coating on metal parts in the form of bodies of revolution and can be used for applying metal coatings to the surface of rolling rolls, bearings of plain bearings, crank shafts, hydraulic plungers, etc.
Известно устройство для механического нанесения покрытий, содержащее корпус и установленный в нем подпружиненный цилиндр, внутри которого и соосно ему размещены пружина и инструмент-цилиндр с каналом для выхода наносимого материала и двумя поршнями, межу которыми размещена дополнительная пружина. Кроме того, на торце корпуса установлен винт, с помощью которого регулируется сила прижатия наносимого материала на обрабатываемую поверхность (патент РФ 2041970, С23С 10/00, С23С 26/00).A device for mechanical coating is known, comprising a housing and a spring-loaded cylinder installed inside it, inside which a spring and a tool cylinder are placed with a channel for the output of the applied material and two pistons, between which an additional spring is placed. In addition, a screw is installed at the end of the casing, with the help of which the pressure force of the applied material on the work surface is regulated (RF patent 2041970, С23С 10/00, С23С 26/00).
Недостаток известной конструкции заключается в том, что с его помощью можно наносить легкоплавкие материал типа сплавы галлия, которые необходимо предварительно разогревать до температуры плавления (+29,7°). Другой недостаток связан со сложностью конструкции и из-за наличия большого количества деталей.A disadvantage of the known construction is that it can be used to apply fusible material such as gallium alloys, which must be preheated to a melting point (+ 29.7 °). Another disadvantage is associated with the complexity of the design and due to the presence of a large number of parts.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее укрепленный на суппорте токарного станка корпус в виде цилиндра, в котором соосно размещены поршень, толкатель, натирающий инструмент, стержень из материала покрытия, две пружины и упругий элемент (патент РФ 2107747, С23С 10/00). Для прижатия стержня из материала покрытия к обрабатываемой поверхности используется пневматическая система нагружения, которая включает в себя пневмоцилиндр, подсоединенный воздухопроводом к воздушной системе, манометр, воздушный и редукционный клапаны.The closest in technical essence to the proposed technical solution is a device for friction-mechanical coating, containing a housing in the form of a cylinder mounted on a support of a lathe, in which a piston, a pusher, a rubbing tool, a rod of coating material, two springs and an elastic element are coaxially placed (RF patent 2107747,
Недостаток известней конструкции заключается в сложности и низкой надежности пневматической системы прижатия стержня из материала покрытия к обрабатываемой поверхности. Падение или перепады давления воздуха в воздушной системе приведут к сбоям в работе известного устройства и снижению качества покрытия. Другой недостаток связан с ограниченными возможностями известной конструкции, так как с ее помощью можно наносить покрытия только из разогретых легкоплавких материалов типа сплава галлия.A disadvantage of the known design is the complexity and low reliability of the pneumatic system of pressing the rod from the coating material to the work surface. Drop or drops in air pressure in the air system will lead to malfunctions of the known device and a decrease in the quality of the coating. Another disadvantage is associated with the limited capabilities of the known construction, since it can only be used to apply coatings of heated fusible materials such as gallium alloy.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение надежности конструкции и расширение технологических возможностей за счет нанесения покрытий как из легкоплавких материалов (галлий), так и металлов с более высокой температурой плавления (алюминий, медь, бронза и т.п.).The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the structure and expand technological capabilities by coating both low-melting materials (gallium) and metals with a higher melting point (aluminum, copper, bronze, etc.).
Технический результат заключается в совместном применении гравитационной системы нагружения и применении ультразвуковых колебаний, интенсифицирующих процесс нанесения покрытия, что улучшает сцепление нанесенного слоя с поверхностью обрабатываемой детали и позволяет получать покрытия большей толщины.The technical result consists in the combined use of the gravitational loading system and the use of ultrasonic vibrations, intensifying the coating process, which improves the adhesion of the applied layer to the surface of the workpiece and allows to obtain coatings of greater thickness.
Поставленная задача решается тем, что у известного устройства для механического нанесения покрытий на наружную цилиндрическую поверхность деталей, содержащее в одном корпусе укрепленный на суппорте станка корпус-цилиндр, в котором одновременно и соосно размещены поршень, толкатель и стержень из материала покрытия, а также система нагружения, система нагружения которая, согласно изменению, выполнена гравитационной в виде установленных на конце толкателя сменных грузов, масса которых составляет 2…3 массы стержня из материала покрытия, при этом корпус-цилиндр со стержнем из материала покрытия установлен вертикально и его продольная ось расположена на расстоянии (0,6-0,7) радиуса обрабатываемой поверхности от оси вращения детали, кроме того, устройство оснащено ультразвуковой акустической системой, состоящей из установленного в отдельном корпусе магнитострикционного преобразователя, соединенного с концентратором-волноводом, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвуковых колебаний, контактирующий с концевой частью стержня из материала покрытия в зоне его контакта с обрабатываемой поверхностью детали, при этом продольная ось концентратора-волновода и излучателя расположена по нормали к окружности обрабатываемой поверхности.The problem is solved in that the known device for mechanical coating on the outer cylindrical surface of parts, containing in one case a cylinder body mounted on a machine support, in which simultaneously a piston, pusher and rod from the coating material are placed coaxially, as well as a loading system , the loading system which, according to the change, is made gravitational in the form of removable loads installed at the end of the pusher, the mass of which is 2 ... 3 masses of the rod from the coating material, In this case, the cylinder body with the core of the coating material is installed vertically and its longitudinal axis is located at a distance (0.6-0.7) of the radius of the workpiece from the axis of rotation of the part, in addition, the device is equipped with an ultrasonic acoustic system consisting of a separate a magnetostrictive transducer housing connected to a waveguide concentrator, on the end part of which an ultrasonic oscillator is fixed, which contacts the end part of the rod from the coating material in the zone first contact with the treated surface parts, wherein the longitudinal axis of the waveguide and the hub of the radiator disposed normal to the circumference of the workpiece.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображено устройство для механического нанесения покрытий на наружную цилиндрическую поверхность деталей.The essence of the claimed utility model is illustrated by the drawing, which schematically shows a device for mechanical coating on the outer cylindrical surface of parts.
Вертикальное расположение стержня из материала покрытия относительно продольной оси обрабатываемой поверхности на расстоянии (0,6-0,7) радиуса позволяет добиться минимального значения касательных напряжений на контакте: обрабатываемая деталь - стержень из материала покрытия. При установке вертикального стержня меньше заявленного диапазона приводит к ухудшению процесса переноса материала, поскольку на контакте стержня с обрабатываемой деталью действуют повышенные значения касательных напряжений, приводящих к неравномерному истиранию стержня покрытия и, следовательно, к неравномерному нанесению толщины покрытия. Установка вертикального стержня на расстоянии более 0,7 также нежелательна, поскольку заявляемый эффект от гравитационного нагружения системы не оказывает нужного влияния.The vertical location of the rod of coating material relative to the longitudinal axis of the workpiece at a distance of (0.6-0.7) radius allows you to achieve the minimum value of the shear stresses on the contact: the workpiece is a rod of coating material. When installing a vertical rod less than the declared range, the material transfer process worsens, since the tangent stresses act on the contact of the rod with the workpiece, leading to uneven abrasion of the coating rod and, therefore, to uneven deposition of the coating thickness. The installation of a vertical rod at a distance of more than 0.7 is also undesirable, since the claimed effect of the gravitational loading of the system does not have the desired effect.
Система гравитационного нагружения выполнена в виде установленных на конце толкателя сменных грузов, масса которых составляет 2…3 массы стержня материала покрытия, что позволяет обеспечивать постоянное усилие прижатия стержня к обрабатываемой поверхности. Уменьшение массы сменных грузов приводит к ухудшению процесса переноса металла, поскольку не позволяет обеспечивать требуемый фрикционный контакт. Увеличение массы сменных грузов больше заявленных приводит к процессу схватывания и заклинивания стержня материала покрытия при контакте с обрабатываемым изделием.The gravitational loading system is made in the form of removable weights installed at the end of the pusher, the mass of which is 2 ... 3 masses of the rod of the coating material, which allows providing a constant force of pressing the rod against the surface to be treated. Reducing the mass of removable loads leads to a deterioration of the metal transfer process, since it does not allow to provide the required frictional contact. An increase in the mass of interchangeable weights greater than declared leads to the process of setting and jamming of the core of the coating material in contact with the workpiece.
Устройство содержит в одном корпусе укрепленный на суппорте 1 станка кронштейн 2, на котором установлен корпус-цилиндр 3, внутри которого коаксиально ему размещен стержень 4 из материала покрытия, поршень 5 с толкателем 6. Один конец толкателя 6 выходит за корпус-цилиндр 3 и на нем установлены сменные грузы 7 для регулировки силы прижатия стержня 4 к поверхности 8 детали 9. При этом корпус-цилиндр 3 со стержнем 4 установлены вертикально, и их общая продольная ось расположена на расстоянии a=(0,6-0,7)R от оси вращения детали 9, где R - радиус обрабатываемой поверхности 8. Кроме того, на кронштейне 2 уставлена ультразвуковая акустическая система, состоящая из установленного в корпусе 10 магнитострикционного преобразователя, который соединен с концентратором-волноводом 11, На торцевой части концентратора-волновода 11 закреплен излучатель 12 ультразвуковых колебаний, контактирующий с концевой частью стержня 4 в зоне его контакта с обрабатываемой поверхностью 8. При этом продольная ось концентратора-волновода 11 и излучателя 12 ультразвуковых колебаний расположена по нормали к окружности обрабатываемой поверхности 8 в точке ее контакта со стержнем 4. С помощью винта 13 осуществляется прижатие излучателя 12 к обрабатываемой поверхности 8 с необходимым усилием.The device contains in one housing a
Устройство работает следующим образом. Деталь 9 устанавливается на токарном станке. При этом суппорт 1 станка отведен от детали 9. В корпус-цилиндр 3 вставляется стержень 4 из материала покрытия. Перемещая суппорт 1 с размещенным на нем кронштейном 2, стержень 4 подводится к обрабатываемой поверхности 8 детали 9. Устанавливаются грузы 7, которые через толкатель 6 и поршень 5, прижимают стержень 4 к обрабатываемой поверхности 8. С помощью винта 13 корпус 10 ультразвуковой акустической системы перемещается до соприкосновения с излучателем 12 ультразвуковых колебаний с концевым участком стержня 4 в зоне контакта с обрабатываемой поверхностью 8. Производится включение ультразвуковой акустической системы, а обрабатываемая деталь 9 приводится во вращательное движение. При этом материал стержня 4 за счет сил трения и сцепления переносится на обрабатываемую поверхность 8.The device operates as follows. Part 9 is mounted on a lathe. In this case, the support 1 of the machine is retracted from the part 9. A rod 4 of coating material is inserted into the
Применение разработанного устройства по сравнению с другими техническими решениями обеспечивает:The use of the developed device in comparison with other technical solutions provides:
- упрощение конструкции и повышение надежности его работы;- simplification of the design and increase the reliability of its work;
- возможность нанесения материалов с повышенной температурой плавления;- the possibility of applying materials with a high melting point;
- возможность увеличения толщины покрытия и улучшение сцепления нанесенного слоя с поверхностью обрабатываемой детали.- the possibility of increasing the thickness of the coating and improving the adhesion of the applied layer to the surface of the workpiece.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122342A RU2711764C1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Device for mechanical application of coatings on outer cylindrical surface of parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122342A RU2711764C1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Device for mechanical application of coatings on outer cylindrical surface of parts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711764C1 true RU2711764C1 (en) | 2020-01-22 |
Family
ID=69184298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122342A RU2711764C1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Device for mechanical application of coatings on outer cylindrical surface of parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711764C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1497276A1 (en) * | 1987-07-27 | 1989-07-30 | Магнитогорский металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Apparatus for applying coatings |
SU1765258A2 (en) * | 1990-07-02 | 1992-09-30 | Рязанское высшее военное автомобильное училище | Equipment for applying of coating by frictional-mechanical method |
RU2107747C1 (en) * | 1996-05-30 | 1998-03-27 | Военный автомобильный институт | Device for friction-mechanical application of coatings |
US5942289A (en) * | 1997-03-26 | 1999-08-24 | Amorphous Technologies International | Hardfacing a surface utilizing a method and apparatus having a chill block |
RU117152U1 (en) * | 2012-01-30 | 2012-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приморская государственная сельскохозяйственная академия" | DEVICE FOR FINISH ANTI-FRICTION DRILL-FREE SHAFT TREATMENT |
-
2018
- 2018-11-28 RU RU2019122342A patent/RU2711764C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1497276A1 (en) * | 1987-07-27 | 1989-07-30 | Магнитогорский металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Apparatus for applying coatings |
SU1765258A2 (en) * | 1990-07-02 | 1992-09-30 | Рязанское высшее военное автомобильное училище | Equipment for applying of coating by frictional-mechanical method |
RU2107747C1 (en) * | 1996-05-30 | 1998-03-27 | Военный автомобильный институт | Device for friction-mechanical application of coatings |
US5942289A (en) * | 1997-03-26 | 1999-08-24 | Amorphous Technologies International | Hardfacing a surface utilizing a method and apparatus having a chill block |
RU117152U1 (en) * | 2012-01-30 | 2012-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приморская государственная сельскохозяйственная академия" | DEVICE FOR FINISH ANTI-FRICTION DRILL-FREE SHAFT TREATMENT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6311987B1 (en) | Hydraulic pressurizing arrangements | |
RU2711764C1 (en) | Device for mechanical application of coatings on outer cylindrical surface of parts | |
RU2355546C2 (en) | Facility for vibromechanical treatment | |
Üstünyagiz et al. | A study on DLC tool coating for deep drawing and ironing of stainless steel | |
US3688540A (en) | Tube rolling mill employing a tapered mandrel and a cluster of rolls that each have specially designed tube contacting grooves | |
US2673480A (en) | Apparatus for shaping bimetallic articles | |
SE538554C2 (en) | Mechanochemical conditioning tool | |
US20190160615A1 (en) | Devices and Method for Machining a Workpiece | |
US4702098A (en) | Redraw carriage assembly and slide mount | |
CN105781869B (en) | Piston unit and hydrostatic radial piston machine | |
RU220503U1 (en) | DEVICE FOR FINAL ANTI-FRICTION-FREE PROCESSING OF CYLINDRICAL PARTS | |
US11614135B2 (en) | Cold-worked brake piston | |
RU177001U1 (en) | DEVICE FOR CREATING PRELIMINARY LOCAL PLASTIC DEFORMATION | |
KR101932701B1 (en) | Surface treatment apparatus using ultrasonic transmitter | |
Murakawa et al. | Investigation of blanking noise reduction using a hydraulic inertia damper | |
RU63282U1 (en) | SPHERICAL COOLER FOR PROCESSING EXTERNAL SURFACES OF ROTATION BODY PARTS | |
US20230003272A1 (en) | Brake apparatus for vehicle | |
RU2571670C2 (en) | Device and method for finish-hardening of crankshafts | |
RU2777322C1 (en) | Device for removing residual stresses in parts | |
RU2815142C1 (en) | Device for finishing and hardening treatment of flat surfaces by surface plastic deformation | |
CN220028400U (en) | Lightweight aluminum alloy surface stamping wrinkling-preventing rolling punch | |
RU14540U1 (en) | COMBINED TOOL FOR PROCESSING INTERNAL CYLINDRICAL SURFACES | |
RU105215U1 (en) | DEVICE FOR STRENGTHENING SURFACE TREATMENT OF CYLINDRICAL PARTS | |
RU2347663C1 (en) | Device for static-pulse rolling of shafts | |
RU77197U1 (en) | ELECTRIC SPARK PROCESSING DEVICE |