SU1761452A1 - Инструмент дл упрочн ющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлообработке , а именно к обработке деталей поверхностным пластическим деформированием.

Известен раскати к пл  упрочн ющей обработки детали методов ППД, содержащий корпус, снабженный вн /фенней полостью и расположенными на нем дисками, торцы которых обращены друг к другу п образует кольцезую камеру расширени , служащую дл  размещени  в ней демпфирующих шаров, св занную с вн/т- ренней полостью корпуса соплами, выполненными на наружной поверхности тангенциапьно к окружности перемещени 

титров демпфирующих чров (авт. сч М 512043).

Конструкци  да; norj инструмента не обеспечивает тоебуемепэ качества мовеох- ностм отверстий диаметром енее 30 мм.

Наиболее б из тм по тэхничегкой сущ- fiocTi и достигаемому результат/ к пред латаемом у изобое О -ткз ч л стс игструме -г, у хоторо о г по ышегич производительное , г.с интенсификации процесса, отверстЕ1ч в,- пспнены в кольцах под углом к диаметр1 расположени  цент ров деформирую элементов, при этом ось отверст и acsic issa к диаметру ,сл

Г1,

I f

,

ложени  центров деформирующих элементов относительно оси инструмента.

Недостатком этого инструмемз также  вл етс  то, что им невозможно качественно обработать поверхности отверстий диаметром менее 30 мм. Указанный недостаток обусловлен тем, что при уменьшении диаметра обрабатываемого отверсти  приходитс  уменьшать и диаметр осевого канала 8 инструменте, а этот приводит к падению мощности струй воздух, воздействующих на деформирующие элементы, не обеспечиваетс  посто нство шероховатости по всей длине втулки, если на обрабатываемой поверхности имеютс  выточки дл  подачи смазки или масл ные карманы,

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей за счет обработки отверстий малого диаметра 18.,.30 мм.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном инструменте дл  упрочн ющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей , содержащий корпус с размещенным на нем диском, кольцевую камеру расширени  и свободно размещенные в ней деформирующие элементы, при этом в корпусе выполнен центральный осевой канал дл  подвода агента, соединенный радиальными отверсти ми и соплами с камерой расширени , причем оси сопел расположены под углом к диаметральной плоскости расположени  центров деформирующих эле- ментоп, согласно изобретению сопла выполнены в торцовой части корпуса, причем торец диска, обращенный к камере рас- шпрени  выполнен с уклоном к оси инструмента, не превышающим 10°, ч оси отверстий сопел на торцевой части корпуса выполнены под углом к диаметральной плоскости расположени  центров деформирующих элементов в плоскости, проход щей через ось сопел перпендикул рно к плоскости , касательной к окружности расположени  вышеуказанных центров. Кроме того. оси отверстий сопел смещены к оси инструмента относительно окружности расположени  центров деформирующих элементов на величину, не превышающую радиус деформирующего элемента, а радиальные отверсти  выполнены под углом 45.,.80° к оси инструмента.

Дл  доказательства наличи  существенных признаков в предложенном инструменте констатируем следующее:

анализ известных технических решений из патентных документов и научно-технической литературы показал, что существующим пневмоцентробежным инструментом не обеспечиваетс  требуемое качество обрабатываемой поверхности отверстий диаметром 18...30 мм из-за низкой мощности, развиваемой приводом, Привод имеет максимальную мощность тогда, когда приведенна  скорость на выходе Я 0.2/см, Особенности выбора параметров трубопровода пневмомашин, обусловлены гидравлическими характеристиками подвод щей системы. Тогда приведенный расход

д(Л)йО,3.

Уравнение неразрывности дл  выходного сечени  шланга FUI ( центрального канала в корпусе инструмента) и критического сечени  сопл Fc имеет вид

Fc Fuj.q (Я).

Из этого уравнени  следует, что максимальную мощность привод развивает тогда,

когда площэдь сопл в инструменте составл ет 0,3 площади центрального канала в

корпусе инструмента, а такое соотношение

у существующих конструкций пневмораскатников при обработке поверхностей отверстий диаметром 18...30 мм практически обеспечить невозможно.

Исход  из этих соображений центральный канал в корпусе инструмента выполн етс  соизмеримым с диаметром

обрабатываемого отверсти , а функцию второго диска выполн ет непосредственно торец корпуса, в котором имеютс  сопла, выполненные под углом к диаметру расположени  центров деформирующих элементов . По авт. св. № 841938 интенсификаци  процесса обработки выполн етс  за счет подачи рабочего агента через отверсти  в дисках, образующих кольцевые камеры. По

оси этих отверстий имеют угол наклона лишь в одной плоскости, способствующей увеличению скорости вращени  деформирующих элементов, а, следовательно, и центробежных сил, Но при обработке отверстий

диаметром 18...30 мм этого недостаточно дл  обеспечени  требуемого качества обработанных поверхностей. При обработке поверхностей малого диаметра значительно уменьшаетс  удельное давление деформи0 рующих элементов на обрабатываемую поверхность из-за уменьшени  их массы (из конструктивных сообщений шары имеют меньший радиус) и окружной скорости. Окружна  скорость определ етс  по за5 висимости

V О) -у- J

где ft - углова  скорость шара, D - диаметр обрабатываемого отверсти , d - диаметр шара.

Из этой зависимости следует, что чем меньше радиус отверсти  обрабатываемой поверхности тем меньше окружна  скорость деформирующих элементов, а следова- тельно, и удельное давление их на обрабатываемую поверхность. С целью увеличени  радиальной составл ющей силы действующей на обрабатываемую поверхность при контакте с ней деформирующих шаров ось сопл на торце корпуса расположена под углом у к продольной оси инструмента . Это позвол ет увеличить радиальную составл ющую сил деформировани , так как воздушный поток, действующий на шар, имеет направление от оси инструмента к периферии.

Оси выходных отверстий сопл смещены относительно диаметра расположени  центров деформирующих элементов на величину , не превышающую радиус деформирующего элемента к оси инструмента . Такое смещение необходимо с целью увеличени  радиальной составл ющей сил деформировани . Так как оси сопл расположены под углом к продольной оси инструмента, то при расположении оси выходных отверстий сопл на линии центров деформирующих элементов воздушный поток будет действовать на деформирующий шар сверху и уменьшать тем самым радиальную составл ющую сил деформировани , т.е. воздушный поток будет как бы отталкивать шары от обрабатывающей поверхности , и, при расположении оси отверстий сопл ниже диаметра центров деформирующих элементов на величину, превышающую радиус деформирующего элемента воздушный поток будет проходить ниже шаров и тем самым уменьшать скорость их вращени .

При рекомендуемом расположении оси выходных отверстий сопл воздушный поток будет воздействовать непосредственно на шары снизу и тем самым увеличивать радиальную составл ющую сил деформировани , не снижа  окружной скорости шаров.

Радиальные отверсти  сопла выполне- ны под углом к оси инструмента, отличным от пр мого.

При обработке отверстий малого диаметра , например, диаметром 18 мм, при применении деформирующих шаров 5 мм диаметр цилиндрической части корпуса, на которую устанавливаетс  диск, образующий с торцом корпуса камеру расширени , будет всего 6 мм. Центральное отверстие в

нем в лучшем случае составл ет 2 мм при толщине стенки также 2 мм. При выполнении а зтой цилиндрической части корпуса сопл диаметр которых не менее 1,5 мм сделает инструмент неработоспособным, ткк как площадь отверстий сопл (выходное отверстие ) больше площади входного отверсти  и, соответственно, в камере расширени  не будет создаватьс  необходимого давлени . Поэтому предлагаемое расположение радиальных отверстий сопл под углом позвол ет соединить камеру расширени  непосредственно с осевым каналом корпуса и сделать инструмент работоспособным.

Радиальные отверсти  - сопла, исход  из конструктивных соображений, выполн ют под углом к оси инструмента, отличным от пр мого и наход щимс  в пределах 45...80°.

В св зи с тем, что на деформирующие шары действуют потоки воздуха с одной стороны, они прижимаютс  к торцу диска, следовательно выполнение его под пр мым углом к оси инструмента уменьшает радиальную составл ющую сил, действующих на обрабатываемую поверхность. Поэтому торец диска, образующего кольцевую камеру расширени , выполнен под углом не превышающим 10° к оси инструмента в направлении воздействи  воздушного потока с целью увеличени  радиальной составл ющей сил, действующих на обрабатываемую поверхность,

На основании изложенного следует, что предлагаемый инструмент обладает существенными отличи ми, позвол ющими достичь поставленную цель.

На фиг. 1 изображен инструмент, разрез: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Инструмент состоит из корпуса 1, снабженного осевым каналом 2, радиальными отверсти ми-соплами 3, расположенными под углом а к оси корпуса и соплами 4 на торцевой части корпуса 1, которые расположены под углом р к диаметру расположени  центров деформирующих элементов в плоскости, проход щей через ось сопла и расположенной параллельно относител ю оси инструмента, а также под углом у в плоскости, расположенной перпендикул рно ей,диска 5, установленного на корпусе 1 и фиксируемого с помощью гайки 6, причем торец диска, образующего кольцевую камеру расширени , в которой свободно размещены деформирующие шары 7 выполнены под углом /3 к оси инструмента, исключающим самозаклинивание деформирующих

шаров 7 в направлении воздействи  воз- ц,шного потока втулки 8, установленной на корпусе 1 с возможностью продольного пе- г ;мещени  вдоль него, пружины 9, отора  одним концом упираетс  во зтулку 8, а это- р(.н. - в гайку 10, и предохран ет от ни падени  деформирующие шары 7 при оыводе инструмента из зоны обработки.

Инструмент работает следующим образом .

От источника питани  (не показан) сжа- тмЛ воздух подаетс  е камеру расширени  к /. -vop/. фуюи;им шарам 7 через осевой ка- . эл 1 : i сопла 3, 4. Crpv сжатого воздуха задействуют на шары 7 и привод т их во вращение. Инструменту сообщают осевое перемещение.

При вы влении эксплуатационных характеристик предлагаемым инструментом были обработаны бронзовые втулки малых голгвок шатунов двигателей ГАЗ-51, Внутренний диаметр втулки 21,3 мм, шероховатость после растачивани  под раскатывание : tr Sx--/ii. ,С ivUM. Обработка втулок произ- зс / /:ась за два прохода (пр мой и обрат- MV I) на следующих режимах: п 320 об/мин , S 0,2 мм/об., давление сжатого воздух -I сети 0,3 МПа,

Шероховатость поверхности втуло:с после обработки составила Ra 0,6 мкм.

На основании проведенного эксперимента можно сделать следующий вывод. Предложенным инструментом можно обрабатывать поверхности отверстий малого диаметра 18...30 мм, обеспечива  при этом На 0,5.,.0,7 мкм,

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   . 1/1 сп--умент дл  упрочн ющей обра- ., внутренних цилиндрических поверх05/4

   ностей, содержащий корпус с размещенным на нем диском, копьцевую камеру расширени  и свободно размещенные в ней деформирующие элементы, при этом в корпусе выполнен центральный осевой канал дл  подвода агента, соединенный радиальными отверсти ми и соплами с камерой расширени , причем оси сопел расположены под углом к диаметральной плоскости расположени  центров деформирующих элементов , отлича ю щи и с  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет обработки отверстий малого диаметра с масл ными карманами, сопла выполнены в торцевой части корпуса, причем торец диска, обращенный к камере расширени , выполнен с уклоном к оси инструмента, не превышающим 10°.
2. 2.Инструмент по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью интенсификации процесса обработ/и, оси от,:, с-ий сопел на торцевой части корпус выполнены под углом к диаметральной плоскости расположени  центров деформирующих элементов в плоскости, проход щей через ось сопел перпендикул рно к плоскости, касательной к окружности расположени  вышеуказанных центров.
3. 3.Инструмент по пп. 1 и 2, о т л и ч а га- щ и и с   тем, что оси отверстий сопел смещены к оси инструмента относительно окружности расположени  центров деформирующих элементов нз величину, не превышающую радиус деформирующего элемента.
4. 4.Инструмент по пп.1-3, с т л и ч а ю- щ и и с   тем, что радиальные отвергни выполнены под углом 45-80° к оси инструмента .

   9 г / fff

   в

   6-6

   Фиг 2

   Фиг 5