RU2721486C1 - Device for surface finish-hardening of parts processing - Google Patents
Device for surface finish-hardening of parts processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721486C1 RU2721486C1 RU2019138995A RU2019138995A RU2721486C1 RU 2721486 C1 RU2721486 C1 RU 2721486C1 RU 2019138995 A RU2019138995 A RU 2019138995A RU 2019138995 A RU2019138995 A RU 2019138995A RU 2721486 C1 RU2721486 C1 RU 2721486C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- deforming elements
- cylindrical rods
- balls
- layer
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для упрочнения деталей из сталей и сплавов поверхностным отделочным упрочняющим деформированием.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to devices for hardening parts from steels and alloys by surface finishing reinforcing deformation.
Известно устройство для отделочно-упрочняющей обработки деталей различной сложности и формы поверхностным пластическим деформированием, содержащее цилиндрический корпус, снабжённый верхним зажимным элементом и поршнем, упаковку цилиндрических стержней в виде плотного пучка, распределительный элемент в виде слоя стальных шаров, расположенных между поршнем и торцом пучка цилиндрических стержней, нижний зажимной элемент и пружины, упирающиеся в переходной сепаратор, служащий для соединения устройства с источником удара (см. патент RU №179570 U1, МПК В24В 39/04, опубл. 17.05.2018 г.).A device for finishing and hardening processing of parts of varying complexity and shape by surface plastic deformation, comprising a cylindrical body provided with an upper clamping element and a piston, packaging cylindrical rods in the form of a dense bundle, a distribution element in the form of a layer of steel balls located between the piston and the end face of the cylindrical bundle rods, lower clamping element and springs abutting in the transitional separator, used to connect the device to the shock source (see RU patent 179570 U1, IPC V24V 39/04, publ. 05.17.2018 city).
Известно устройство для поверхностной отделочной упрочняющей обработки деталей, содержащее корпус с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней и регулируемой нажимной плунжер с распределительным элементом в виде слоя шариков, диаметр которых меньше диаметра цилиндрических стержней, а для повышения производительности и интенсификации процесса за счёт равномерного распределения энергии удара на цилиндрические стержни диаметр шариков составляет 0,9 – 0,95 диаметра цилиндрических стержней, причём в каждой группе цилиндрические стержни отличаются длиной на величину их радиуса (см. SU №1539051A1, МПК В24 В 39/04, опубл. 30.01.1990 г.).A device for surface finishing hardening processing of parts, comprising a housing with deforming elements in the form of cylindrical rods and an adjustable pressure plunger with a distribution element in the form of a layer of balls whose diameter is less than the diameter of the cylindrical rods, and to increase productivity and intensify the process due to the uniform distribution of impact energy on cylindrical rods, the diameter of the balls is 0.9 - 0.95 of the diameter of the cylindrical rods, and in each group of cylinders RP G rods differ in length by an amount of the radius (cm. SU №1539051A1, IPC B24 B 39/04, publ. 30.01.1990 g).
Наиболее близким аналогом является устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки, содержащее корпус с деформирующими элементами, контактная деформирующая часть которых выполнена с цилиндрической полостью, в которую вмонтирована вставка из упругого материала с закреплённым в ней пучком инденторов, диаметр которых менее 2 мм, регулируемый нажимной механизм в виде плунжера и расположенный между плунжером и торцами цилиндрических стержней распределительный элемент в виде слоя шариков, диаметр которых не превышает диаметр цилиндрических стержней (см. патент RU№2283744 C1, МПК В24В 39/00, опубл. 20.09.2006 г.).The closest analogue is a device for surface finishing and hardening treatment, comprising a housing with deforming elements, the contact deforming part of which is made with a cylindrical cavity, into which an insert of elastic material with an indenter bundle fixed in it, the diameter of which is less than 2 mm, is adjustable by a pressure mechanism in the form of a plunger and a distribution element located between the plunger and the ends of the cylindrical rods in the form of a layer of balls whose diameter does not exceed the diameter p cylindrical rods (see patent RU No. 2283744 C1, IPC VB 39/00, publ. September 20, 2006).
Признаки, совпадающие с предлагаемым изобретением: корпус с деформирующими элементами, контактная деформирующая часть которых выполнена в виде инденторов, регулируемый нажимной механизм в виде плунжера и расположенный между плунжером и торцами цилиндрических стержней распределительный элемент в виде слоя шариков, диаметр которых не превышает диаметр цилиндрических стержней.Signs that coincide with the invention: a housing with deforming elements, the contact deforming part of which is made in the form of indenters, an adjustable push mechanism in the form of a plunger and a distribution element in the form of a layer of balls between the plunger and the ends of the cylindrical rods, the diameter of which does not exceed the diameter of the cylindrical rods.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является сложная конструкция контактной деформирующей части, требующая длительного времени на переналадку устройства для отделочно-упрочняющую обработку поверхностей с различной конфигурацией и рельефом, и невозможность достижения ею равномерного распределения показателей качества поверхностного слоя обрабатываемых деталей с различной тонкой рельефной конфигурацией их поверхностей.The reason that impedes the achievement of the technical result is the complex design of the contact deforming part, which requires a long time to readjust the device for finishing and hardening the treatment of surfaces with different configurations and reliefs, and the impossibility of achieving a uniform distribution of quality indicators of the surface layer of the workpieces with different thin relief configurations surfaces.
Задачей изобретения является обеспечения равномерного распределения показателей качества поверхностного слоя деталей с различной тонкой рельефной конфигурацией их поверхностей.The objective of the invention is to ensure uniform distribution of quality indicators of the surface layer of parts with different thin relief configuration of their surfaces.
Технический результат достигается тем, что деформирующие элементы выполнены сменными и вставлены в переходные цилиндрические стержни, а диаметр их бойковой части определяется из соотношения The technical result is achieved by the fact that the deforming elements are removable and inserted into the transition cylindrical rods, and the diameter of their head part is determined from the ratio
где F – сила удара плунжера по слою шариков, Н; ν – частота ударов плунжера, Гц; t – время обработки поверхности детали, с; Nс – число установленных переходных цилиндрических стержней; σ – задаваемое напряжение сжатия в материале поверхностного слоя обрабатываемой детали, Па; Кп – коэффициент потерь, учитывающий снижение силы удара F от плунжера до деформирующих элементов; принимается в зависимости от диаметров шариков и числа деформирующих элементов равным Кп = 0,7 – 0,9. where F is the force of impact of the plunger on the layer of balls, N; ν is the shock frequency of the plunger, Hz; t is the surface treatment time of the part, s; N with - the number of installed transitional cylindrical rods; σ is the specified compression stress in the material of the surface layer of the workpiece, Pa; To p - loss coefficient, taking into account the decrease in impact force F from the plunger to the deforming elements; is taken depending on the diameters of the balls and the number of deforming elements equal to K p = 0.7 - 0.9.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей, содержащем корпус с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней из упругого материала, регулируемый нажимной механизм в виде плунжера, поджимаемого пружиной, и расположенный между плунжером и торцом переходных цилиндрических стержней распределительный элемент в виде слоя шариков, диаметр которых не превышает диаметр переходных стержней, деформирующие элементы выполнены сменными и устанавливаются в резьбовые отверстия переходных цилиндрических стержней, а диаметр их бойковой части d определяется из соотношенияThe essence of the invention lies in the fact that in a device for surface finishing and hardening of parts, comprising a housing with deforming elements in the form of cylindrical rods of elastic material, an adjustable pressure mechanism in the form of a plunger, spring-loaded, and located between the plunger and the end face of the transition cylindrical rods an element in the form of a layer of balls, the diameter of which does not exceed the diameter of the transitional rods, the deforming elements are removable and installed in thread ew holes transitional cylindrical rods, and their diameter d Boikova portion defined by the relation
где F – сила удара плунжера по слою шариков, Н; ν – частота ударов плунжера, Гц; t – время обработки поверхности детали, с; Nс – число установленных переходных цилиндрических стержней; σ – задаваемое напряжение сжатия в материале поверхностного слоя обрабатываемой детали, Па; Кп – коэффициент потерь, учитывающий снижение силы удара F от плунжера до деформирующих элементов; принимается в зависимости от диаметров шариков и числа деформирующих элементов равным Кп = 0,7 – 0,9. where F is the force of impact of the plunger on the layer of balls, N; ν is the shock frequency of the plunger, Hz; t is the surface treatment time of the part, s; N with - the number of installed transitional cylindrical rods; σ is the specified compression stress in the material of the surface layer of the workpiece, Pa; To p - loss coefficient, taking into account the decrease in impact force F from the plunger to the deforming elements; is taken depending on the diameters of the balls and the number of deforming elements equal to K p = 0.7 - 0.9.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на The invention is illustrated by drawings, where
фиг. 1 – общий вид устройства для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки; FIG. 1 is a general view of a device for surface finishing and hardening treatment;
фиг. 2 – переходной цилиндрический стержень со сменным деформирующим элементом.FIG. 2 - transition cylindrical rod with replaceable deforming element.
Устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей имеет корпус 1, сменные деформирующие элементы в виде цилиндрических стержней из упругого материала 2, установленные в резьбовые отверстия переходных цилиндрических стержней 3, плунжер 4, поджимаемый пружиной 5 и слоя шариков 6.The device for surface finishing and hardening processing of parts has a
Устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей работает следующим образом. Сменные деформирующие элементы в виде цилиндрических стержней из упругого материала 2 бойковой частью устанавливают на обрабатываемую поверхность детали. От пневмомолотка (на рис. 1 и 2 не показано) плунжер 4 получает ударные импульсы с частотой ν и через замкнутый объём слоя закалённых стальных шариков 6, диаметр которых не превышает диаметр переходных цилиндрических стержней 3, передаёт их сменным деформирующим элементам в виде цилиндрических стержней из упругого материала 2, установленных в резьбовые отверстия переходных цилиндрических стержней 3. Контактные части сменных деформирующих элементов 2 воздействуют на обрабатываемую поверхность детали и упрочняет её.A device for surface finishing and hardening processing of parts works as follows. Replaceable deforming elements in the form of cylindrical rods of
Предлагаемая конструкция устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей за каждый динамический контакт сменных деформирующих элементов 2 с поверхностью обрабатываемой детали получать идентичное распределение пластических отпечатков на её поверхности, представляющих набор последовательно расположенных ячеек с заданным отпечатком (форма отпечатка определяется диаметром d сменных деформирующих элементов 2). В результате линейного перемещения устройства вдоль обрабатываемой поверхности детали с заданной подачей на ней формируется система пластических отпечатков, повторяющая профиль обрабатываемой поверхностью. Профили обрабатываемых поверхностей деталей могут иметь разные рельефы, в том числе тонкие с малыми радиусами закругления. Их качественная обработка достигается установкой в резьбовые отверстия переходных цилиндрических стержней 3 сменных деформирующих элементов 2, диаметр бойковой части которых d определяется из соотношения The proposed design is a device for surface finishing and hardening of parts for each dynamic contact of
где F – сила удара плунжера по слою шариков, Н; ν – частота ударов плунжера, Гц; t – время обработки поверхности детали, с; Nс – число установленных переходных цилиндрических стержней; σ – задаваемое напряжение сжатия в материале поверхностного слоя обрабатываемой детали, Па; Кп – коэффициент потерь, учитывающий снижение силы удара F от плунжера до деформирующих элементов; принимается в зависимости от диаметров шариков и числа деформирующих элементов равным Кп = 0,7 – 0,9. where F is the force of impact of the plunger on the layer of balls, N; ν is the shock frequency of the plunger, Hz; t is the surface treatment time of the part, s; N with - the number of installed transitional cylindrical rods; σ is the specified compression stress in the material of the surface layer of the workpiece, Pa; To p - loss coefficient, taking into account the decrease in impact force F from the plunger to the deforming elements; is taken depending on the diameters of the balls and the number of deforming elements equal to K p = 0.7 - 0.9.
Проведены сравнительные испытания предлагаемого устройства для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей и устройства, принятого в качестве наиболее близкого аналога (см. патент RU №2283744 C1, МПК В24В 39/00, опубл. 20.09.2006 г.). Отделочно-упрочняющей обработке подвергались литые художественные изделия из бронзы БрО10Ф1 (σвр = 240 МПа), имеющие рельефный профиль с радиусами закругления 1 – 3 мм на поверхности длиной 25 мм. Испытания проводились при силе удара плунжера по слою шариков диаметром 4 мм F = 550 Н, частоте ударов плунжера ν = 10 Гц и числе установленных деформирующих элементов Nс = 19. Требуемая величина технологических остаточных напряжений в материале поверхностного слоя изделия σост принималась равной 100, 130, 150, 200 МПа. Диаметр контактных деформирующих частей цилиндрических стержней устройства по прототипу был принят равным 1,6 мм; диаметр бойковой части сменных деформирующих элементов в предлагаемом устройстве d при Кп = 0,8 и времени обработки t = 1 с принимался в соответствии с величиной технологических остаточных напряжений и составил 1,7; 1,5; 1,4; 1,2 мм. Сравнивались следующие показатели эффективности использования устройств для отделочно-упрочняющей обработки рельефных поверхностей художественных изделий:Comparative tests of the proposed device for surface finishing and hardening processing of parts and the device adopted as the closest analogue (see patent RU No. 2283744 C1, IPC VB 39/00, published on 09/20/2006). Finishing and hardening alloy subjected to processing art bronzes BrO10F1 (σ Bp = 240 MPa) having a relief profile with radii of curvature of 1 - 3 mm on the surface of 25 mm length. Tests were performed at a force of 4 mm diameter plug pin on the layer of balls F = 550 N, the frequency of strokes of the plunger ν = 10 Hz and the number of deformation elements installed with N = 19. The required quantity of technological residual stresses in the material of the surface layer of the product σ ost taken equal to 100, 130, 150, 200 MPa. The diameter of the contact deforming parts of the cylindrical rods of the device of the prototype was taken equal to 1.6 mm; the diameter of the front part of interchangeable deforming elements in the proposed device d at K p = 0.8 and processing time t = 1 s was taken in accordance with the value of the technological residual stresses and amounted to 1.7; 1.5; 1.4; 1.2 mm. The following performance indicators for the use of devices for finishing and hardening processing of embossed surfaces of art products were compared:
- время обработки t до заданного значения технологических остаточных напряжений σост;- processing time t to a predetermined value of the technological residual stresses σ ost ;
- разброс микрортвёрдости материала поверхностного слоя ΔHV, определяемый по всей обработанной поверхности при помощи микротвёрдомера ПМТ-3 (усилие индентора составляло 0,49Н);- the dispersion of the microhardness of the material of the surface layer ΔH V , determined over the entire treated surface using a PMT-3 microhardness meter (indenter force was 0.49N);
- степень искажения профиля рельефной поверхности изделия Ипр по сравнению с её начальным состоянием, визуально, %;- the degree of distortion of the profile of the relief surface of the product And pr compared with its initial state, visually,%;
- коррозионная стойкость рельефной поверхности художественного изделия Ткр, определяемая временем коррозионного потемнения поверхности в результате воздействия морской воды с концентрацией солей 5 г на литр.- corrosion resistance of the relief surface of the artwork T cr determined by the time of corrosion darkening of the surface as a result of exposure to sea water with a salt concentration of 5 g per liter.
В таблице приведены результаты испытаний, полученные как средние арифметические по данным десяти последовательно проведённым экспериментам, анализ которой показывает, что использование предлагаемого The table shows the test results obtained as arithmetic average according to ten successive experiments, the analysis of which shows that the use of the proposed
ТаблицаTable
Результаты сравнительных испытаний прототипа и предлагаемого устройства для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталейThe results of comparative tests of the prototype and the proposed device for surface finishing and hardening of parts
МПаσ ost
MPa
устройства для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей по сравнению с наиболее близким аналогом (см. патент RU №2283744, МПК В24В 39/00, опубл. 20.09.2006 г.) позволяет в зависимости от заданной величины технологических остаточных напряжений в материале поверхностного слоя изделия σост более, чем в 3 раза сократить время обработки t, на (30 – 35)% уменьшить разброс микротвёрдости материала поверхностного слоя ΔHV, от 1,5 до 4 раз снизить искажение профиля рельефной поверхности изделия и до 2 раз повысить коррозионную стойкость поверхностного слоя. При этом предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет более простую конструкцию, обеспечивающую более быструю переналадку его на отделочно-упрочняющую обработку поверхностей с различной тонкой конфигурацией и рельефом. devices for surface finishing and hardening processing of parts in comparison with the closest analogue (see patent RU No. 2283744, IPC V24V 39/00, publ. September 20, 2006) allows, depending on a given value of technological residual stresses in the material of the surface layer of the product σ ost more than 3 times reduce the processing time t, (30 - 35)% reduce the dispersion of the microhardness of the material of the surface layer ΔH V , reduce the profile distortion of the relief surface of the product from 1.5 to 4 times and increase the corrosion resistance of the surface by 2 times layer. Moreover, the proposed device in comparison with the prototype has a simpler structure, which provides faster changeover to finishing and hardening of surfaces with various thin configurations and reliefs.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138995A RU2721486C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Device for surface finish-hardening of parts processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138995A RU2721486C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Device for surface finish-hardening of parts processing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2721486C1 true RU2721486C1 (en) | 2020-05-20 |
Family
ID=70735375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019138995A RU2721486C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Device for surface finish-hardening of parts processing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2721486C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1539051A1 (en) * | 1988-03-21 | 1990-01-30 | Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения | Arrangement for surface finishing and burnishing working of parts |
RU2283744C1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Device for surface finishing reinforcing processing |
WO2008150250A1 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Chornaya, Bogdana | Ultrasonic tool for hardening and relaxation treatment of metals |
RU2366560C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ЮФУ) | Surface hardening and device to this end |
-
2019
- 2019-12-02 RU RU2019138995A patent/RU2721486C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1539051A1 (en) * | 1988-03-21 | 1990-01-30 | Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения | Arrangement for surface finishing and burnishing working of parts |
RU2283744C1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Device for surface finishing reinforcing processing |
WO2008150250A1 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Chornaya, Bogdana | Ultrasonic tool for hardening and relaxation treatment of metals |
RU2366560C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ЮФУ) | Surface hardening and device to this end |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2721486C1 (en) | Device for surface finish-hardening of parts processing | |
CN107881309A (en) | A kind of cold holes expansion slotted liner bushing and intensifying method | |
Tozawa | Forming technology for raising the accuracy of sheet-formed products | |
DE02783911T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR A PISTON CYLINDER / DEVICE | |
Wied et al. | Impact experiments and finite element simulation of surface roughness reduction by machine hammer peening | |
EP1025925B1 (en) | Method and device for forming of metals | |
US20240093324A1 (en) | Steel pipe for pressure piping and starting material for steel pipe | |
Kirichek et al. | Creating heterogeneous surface structures by static-pulsed treatment | |
DE1263056B (en) | Process for surface compression of leaf springs | |
JP6874803B2 (en) | Gnawing resistance evaluation method | |
DE102005042639B4 (en) | Device and method for fine machining a workpiece | |
RU2283744C1 (en) | Device for surface finishing reinforcing processing | |
CN111411209A (en) | Fine shot blasting strengthening technology based on micro-particle steel wire shot cutting | |
RU2626253C2 (en) | Method of shaping bicurved sheet parts | |
EP1649977A1 (en) | Optical element holding device | |
CN114160615B (en) | Method for using variable-edge-mode double-curvature bending device | |
Abdelhameed et al. | Study of aluminum tube cold nosing process into conical and hemispherical dies | |
JP2020062662A (en) | Rack bar manufacturing apparatus | |
JP2020131195A (en) | Manufacturing method of high-strength rod-like magnesium alloy | |
RU2310534C1 (en) | Method for producing low-carbon reinforcement wire | |
EP1920088B1 (en) | Method for producing a composite body with an electrodeposited coating under internal compressive stress | |
DE4317091A1 (en) | Method of increasing the strength of a crankshaft | |
RU2502574C2 (en) | Method of forging bellows form tube billets | |
RU1803225C (en) | Method of bending sheets in die | |
RU2506134C1 (en) | Method of forming return bends |