SU1682145A1 - Устройство дл вибронакатывани поверхностей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к механической обработке металлов вибрационным поверхностным пластическим деформированием и может использоватьс  в машиностроении и рецонтном производстве. Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей и снижение затрат на оснастку за счетуправлени  параметрами регул рного микрорельефа, а также повышение качества обработки за счет посто нства усили  деформировани  при любом наклоне ролика. Отверстие ролика выполнено в виде двух частей - конической и резьбовой, а ось выполнена со сферической цапфой, на которую установлен ролик, ролик в заданном угловом положении относительно оси вращени  закреплен гайкой с конической выточкой и наружной резьбой, вкрученной в резьбовую часть отверсти  ролика. На сферической части цапфы выполнен расположенный под углом 45° к оси вращени  паз, в который входит размещенный в ступице радиально к сферической выточке ролика штифт-стопор. Гайка с конической выточкой застопорена винтом, вкрученным в ступицу ролика в зоне резьбовой части его отверсти . Ролик снабжен рабочим профилем с зигзагообразными выпуклост ми, расположенными на кольцевой сферической поверхности с диаметром, равным диаметру ролика. Предлагаемое устройство обеспечивает нанесение регул рных микрорельефов с разными характеристиками одним инструментом и достижение заданных параметров шероховатости при уменьшении усили  деформировани  на 10-19%. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к механической обработке металлов вибрационным поверхностным пластическим деформированием и может использоватьс  в машиностроении и ремонтном производстве.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей и снижение затрат на оснастку за счет управлени  параметрами регул рного микрорельефа, а также повышение качества обработки за счет посто нства усили  деформировани  при любом наклоне ролика.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в работе; на фиг. 2 - вид на сферическую часть цапфы со стороны паза; на фиг. 3 - применение в качестве инструмента с измен емым углом наклонами биением рабочего профил  д гладкого (а) и профильного косинусоидальнго (б) роликов и наносимые при этом следы обработки, на фиг. 4 - изменение параметров следов обработки на развертках цилиндрической поверхности при разных значени х угла наклона и осевого биени  рабочего профил  гладкого ролика; на фиг. 5 - след обработки и его параметры

ирм применении профильного синусоидального с переменными параметрами ролика и наклонным профилем; на фиг. 6 и 7 - положение следов обработки на развертках цилиндрической поверхности при еибронэкатывании гладкими роликами с разными значени ми угла наклона ( и/%) и осевого биени  (di и 62} при одинаковой подаче 30.

Устройство (фиг, 1) состоит из ролика 1, поджимаемого при обработке с силой Р к заготовке 2, цапфы 3, штифта-стопора А, контргайки 5, гайки 6 с конической выточкой , винта 7, корпуса 8, шарикоподшипников 9, крышек 10, шайб 11, пластин 12 и силового элемента 13,

Ролик 1 внутренней сферической выточ- .ой А установлен на сферическую часть Б цапфы 3. При этом штифт-стопор 4, установленный в резьбовом отверстии ступицы ролика радиально относительно его сферической выточки, входит в расположенный на сферической части цапфы паз В и может стопоритьс  контргайкой 5, Гайка 6 наружной поверхностью с резьбой вкручиваетс  в резьбовую часть отверсти  ролика, своей конической выточкой Г упираетс  в сферическую часть цапфы и может стопоритьс  винтом 7, Цапфа с роликом размеще- на в отверсти х корпуса 8 на шарикоподшипниках 9, которые накрываютс  съемными крышками 10 и предохран ютс  от загр знени  шайбами 11 и пластинами 12, Силовой элемент 13 в виде пневматического цилиндра или пружины зоздействует на xsqcTOBMK Д корпуса и создает необходимую силу Р поджима ролика к обрабатываемой поверхности заготовки 2.

Наладка и работа устройства осуществл етс  следующим образом.

На собранном устройстве ролик 1 (фиг. 1) в отжатом состо нии (штифт-стопор 4, гайка б и винт 7 откручены на 0,5.,Л нитку резьбы) устанавливаетс  по угломеру на заданный угол/ дл  обеспечени  требуемого осевого биени  д (dp - 2rp)sin /, где ср - радиус скруглени  ролика, рабочего профил  и предварительно фиксируетс  в этом положении закручиванием штифта-стопора 4 до упсра в дно паза В цапфы 3. В этом положении ролик окончательно закрепл етс  на цапфе закручиванием гайки 6 до упора конической выточки Г в сферическую часть цапфы. После этого закручиваютс  контргайка 5 на штифте-стопоре 4 и винт 7, предотвращающие отклонение от заданного положени  и самооткрепление ролика 1 при знакопеременном кинематико-динамическом воздействии на него обрабатываемой поверхности,

Штифт-стопор за счет расположени  паза В на сферической части под углом 45° к

оси цапфы (фиг, 2) способствует предотвращению поворота ролика как в направлении вращени  ролика, так и в направлении его перемещени  вдоль оси заготовки. Дл  вращени  на штифте-стопоре предусмотрен

шлиц под отвертку, на торце гайки б выполнены расположенные под углом 45° радиальные пазы Е дл  специального вилчатого ключа с отогнутыми концами, вход щими в пазы. В цел х предотвращени  поворота

ролика при закручивании гайки б подобные пазы Ж под вилчатый ключ предусмотрены на торце ролика 1. При настройке устройства на другие значени /3 И д ролик открепл етс  и цикл повтор етс .

В процессе вибронакэтывани  поджатый г. силой Р к вращающейс  с частотой пз заготовке 2 ролик 1 вращаетс  вместе с цапфой 3 в шарикоподшипниках 9, которые раз- мещены в полуотеерсти х корпуса 8,

закрыты съемными крышками 10 и защищены от загр знени  шайбами 11 и пластинами 12, закрепленными на корпусе устройства винтами. Смазывание шарикоподшипников 9 консистентным смазочным

материалом осуществл етс  при сн тых ппастинах 12.

За счет наклона относительно оси на гол/, осевого биени  рабочего профил  и перемещени  точки контакта гладкого ролика о процессе вибронакатывани  на поверхность заготовки нанос тс  следы в виде синусоид с длиной волны Я п dp, амплитудой 2А - д, 3(dp - 2rp)sin/ и углом направлени  у, tg у 4,92 А/А .

Переналадкой устройства и заданием разных значений /3 и д реализуетс  возможность обеспечени  разных значений 2А и у следов обработки при использовании устройства с одним роликом, что исключает

необходимость изготовлени  набора роликов , у каждого из которых свои посто нные (застывшие) углы наклона/3 относительно оси отверсти , с которыми они устанавливаютс  на ось устройств, и осевые биени  д.

При этом налицо большие затраты на изготовление набора роликов и переустановку их в существующие устройства дл  обеспечени  заданных значений 2А и у следов обработки,

При задании положени  рабочего профил  гладкого ролика под углами и fa. на поверхность заготовки 2 нанос тс  следы с амплитудами 2Ai и 2А2 и углами у и yi (фиг, 3, а). В случае оснащени  устройства профильным косинусоидальным роликом или синусоидальными с переменными параметрами роликами (фиг. 3, б) на обрабатываемую поверхность нанос тс  следы в виде косинусоид и пр мых участков с длиной А, амплитудой 2А, углом направлени  у или синусоид с чередующимис  значени ми параметров, наложенных на синусоиду, с AI лйр, 2Ai - д nyi, tgyi - « 2,46 (5/А1(фиг. 3, б). При этом зигзагообразна  выпуклость профильных роликов должна располагатьс  не на наружной цилиндрической поверхности, как это бывает у роликов с перпендикул рным расположением профил  относительно оси вращени , а на кольцевой сферической поверхности диаметром dp. Ширина кольцевой сфериче- гкой поверхности принимаетс  равной 1,3 размаха (амплитуды) синусоид или косинусоид выпуклостей. Использование сфериче- ской поверхности дл  расположени  зигзагообразных выпуклостей приводит к плавной работе инструмента при изменении угла наклона/ роликов.

Применение профильных роликов с наклонным относительно оси вращени  профилем приводит к усложнению кинематики перемещени  п тна контакта, значительной интенсификации поверхностной пластической деформации, созданию регул рных микрорельефов 2-х и более уровней, увеличивает возможности вибронакатывани  как декоративной обработки

Параметры следов обработки гладких роликов с наклонным профилем на развертке поверхности цилиндрической заготовки диаметром D3 показаны на фиг. 4. Следы обработки и их параметры при использовании профильных синусоидальных с переменными параметрами роликов с наклонным профилем представлены на развертке цилиндрической поверхности заготовки (фиг. 5).

Примеры наложени  следов обработки при подаче на оборот заготовки So и разных значени х/ и 5 гладкого ролика на развертках цилиндрической поверхности иллюстрируют фиг. 6 и 7. Подобные картины, но с более сложной кинематикой возникают при применении профильных роликов с наклонным рабочим профилем.

Дл  экспериментальной проверки изготовлено устройство. Шкворни из стали 40Х в количестве 8 штук после предварительного обтачивани  подвергаютс  виброобкатыванию на станке 1К62 при помощи устройства, имеющего ролик с регулируме- мым по углу наклона относительно оси вращени  профилем. Контроль полученных при

больших подачах So частично регул рных микрорельефов ЧРМР, ГОСТ 24773-81 на детал х показал практическое соответствие рассчитанных по значени м/ и 5 роликов

0 параметров следов обработки 2А и у с фактически полученными. Установлено, что путем переналадки приспособлени  можно обеспечивать угол /9от 0 до 22°30 , биение от 0 до 14 мм (ролик с dp 50 мм, Гр 5 мм).

5 В этом случае при применении гладкого ролика создаютс  регул рные микрорельефы с 2А от 0 до 14 ммху от 0 до 15°. С применением профильных роликов границы изменени  параметров ЧРМР значительно

0 расшир ютс , что видно на фиг. 3, б и 5. При обработке роликом с наклонным относительно оси вращени  профилем радиус (фиг. 3, а) расположени  точки контакта относительно оси вращени   вл етс  пере5 менным и измен етс  дл  приведенных выше dp 50 мм и границ значений ft и д от/э 0,5dp до/ 0,475dp или от 25 до 23,75 мм. Однако изменение сжати  пружины , котора  используетс  в устройстве в ка0 честве силового элемента, на 1,25 мм не приводит к значительному колебанию значени  силы Р и заметному изменению глубины h наносимых канавок - следов обработки, а использование в каче5 стве силового элемента пневмоцилиндра, шток поршн  которого соедин етс  с хвостовиком Д корпуса 8 устройства (фиг. 1), вообще не приводит к изменению значени  Р, так как давление воздуха в магистрали

0 посто нно (при проверке р 0,5 МПа).

При малых подачах So и нанесении полностью регул рных микрорельефов (ПРМР) замечено уменьшение Ra шероховатости поверхности по мере увеличени  ft и б, что

5 свидетельствует о интенсификации процесса деформации металла и сглаживани  исходных микронеровностей обрабатываемой поверхности. В результате по вл етс  возможность достигать заданные параметры шероховатости поверхности при силах, уменьшенных на 10...19% по сравнению с силой накатывани  роликами без наклона рабочего профил  относительно оси вращени .

Claims (2)

1. Формула изобретений 1. Устройство дл  вибронакатывани  поверхностей, содержащее корпус, в котором на оси установлен ролик с наклонной сферической рабочей поверхностью и центральным отверстием в ступице, и нагружающий элемент, отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей и снижени  затрат на оснастку за счет управлени  параметров регул рного

   микрорельефа, оно снабжено гайкой с внутренней сферической выточкой и наружной резьбой, штифтом-стопором и винтом, при этом центральное отверстие ролика выполнено в виде двух частей - конической и резьбовой , а ось - со сферической цапфой и пазом, расположенным над ней под углом 45° к продольной оси, ролик установлен на сферической цапфе оси, а гайка - в резьбовой части отверсти  ролика, причем в зонах конической и резьбовой частей отверсти  ролика выполнены радиальные отверсти 

   0

   соответственно дл  размещени  в них винта и штифта-стопора, при этом последний установлен с возможностью контакта с пазом оси, г винт - с возможностью взаимодействи  с гайкой.
2. 2. Устройство по п. 1,от/ ичающее- с   тем, что, с целью повышени  качества обработки за счет посто нства усили  деформировани  при любом наклоне ролика, рабоча  поверхность ролика выполним® с диаметром сферы, равным диаметру ролика , и с зигзагообразными выпуклост ми.

   /5

   5

   фи.2.

   °S

   Ј2Пф

   Sfrl289l

   2Az

   Al Аг/7 У W-Х

   .

   фиг§

   Фиг-7