SU1794634A1

SU1794634A1 - Device for surface-strengthening machining

Info

Publication number: SU1794634A1
Application number: SU914909861A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr F Alekseenko
Original assignee: Tolyattinsk Polt Inst
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1993-02-15

Description

Изобретение относится к технологическим операциям обработки деталей поверхностным пластическим деформированием.The invention relates to technological operations of processing parts by surface plastic deformation.

Известно устройство_;выполненное в виде инструментального блока и содержащее корпус в виде трлстостенного стакана, в перфорациях которого размещены деформирующие элементы в виде роликов ступенчатой формы, одним торцем опирающиеся на упругий промежуточный элемент в виде металлического гофрированного резервуара,заполненного жидкостью, полость которого соединена с источником колебаний расположенного на. шпинделе оппозитно корпусу. К недостатку устройства относится следующее: деформирующие элементы на цилиндрической поверхности корпуса в случае обработки плоских поверхностей остаются ненагруженными. в результате колебательная система: резервуар - торцевые упрочнители работают с отставанием (запаздыванием в амплитудно-частотной характеристике по отношению к работе источника колебаний, То есть, нарушается жесткая кинематико-динамическая связь за счет выборки мертвого хода при каждом периоде колебания упругого резервуара относительно стенок корпуса (гарантированный зазор в 1,0 ... 1,5 мм). И наоборот, при обработке цилиндрических внутренних поверхностей незамкнутыми (ненагруженными) остаются деформирующие ролики торцевой части инструмента. Для исключения этих недостатков можно было бы в первом случае боковые ролики замкнуть на съемную бандажную обойму, а во втором случае, - на закрепляемый торцевым диск, но тогда происходил бы непроизводительный износ сферы роликов. Кроме того, рабочие сферические поверхности роликов торцевой части инструмента расположены между собой на значительном расстоянии, что при обработке особенно плоских поверхностей способствует формированию регулярных упрочненных и неупрочненных зон, при этом сама схема деформационного нагружения преимущественно носит контактносдвиговой характер, и в случае увеличения числа оборотов шпинделя с инструментом с целью формирования большей сплошности упрочненных зон, значительно снижается интенсивность наклепа по глубине поверхностного'слоя и степени наклепа детали.A device is known _; made in the form of a tool block and containing a case in the form of a trill-walled cup, in the perforations of which are placed deforming elements in the form of step-shaped rollers, resting one end on an elastic intermediate element in the form of a corrugated metal reservoir filled with a liquid, the cavity of which is connected to an oscillation source located on. spindle opposite to the case. The disadvantage of the device is the following: deforming elements on the cylindrical surface of the body in the case of processing flat surfaces remain unloaded. as a result, the oscillatory system: the reservoir - end hardeners work with a lag (lag in the amplitude-frequency characteristic with respect to the operation of the oscillation source, i.e., the rigid kinematic-dynamic coupling is violated due to sampling of the deadlock during each period of oscillation of the elastic reservoir relative to the walls of the housing ( guaranteed clearance of 1.0 ... 1.5 mm.) And vice versa, when machining cylindrical internal surfaces, the deforming rollers of the end part of the tool remain open (unloaded) To eliminate these drawbacks, in the first case, the side rollers could be closed on a removable retaining clip, and in the second case, on a fixed end disk, but then the sphere of rollers would be unproductive to wear. In addition, the working spherical surfaces of the rollers of the end part of the tool They are located at a considerable distance from each other, which, when processing particularly flat surfaces, contributes to the formation of regular hardened and unhardened zones, while the deformation loading scheme itself of a contact-shear nature, and in the case of an increase in the number of revolutions of the spindle with the tool in order to form a greater continuity of the hardened zones, the hardening intensity significantly decreases along the depth of the surface layer and the degree of hardening of the part.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и улучшения качества обработанной поверхности,The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities and improve the quality of the processed surface,

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для поверхностно-упрочняющей обработки, содержащем шпиндельную головку, каждый шпиндель которой оснащен оппозитно закрепленными на нем источником колебаний и корпусом с переходным фланцем, размещенным в корпусе, деформирующими роликами промежуточными элементами и истоком, кинематически связанным с источником колебаний, и с деформирующими роликами, согласно изобретению каждый из корпусов выполнен сменным и снабжен нажимной гайкой с пилонами и оправкой, аксиально установленной внутри корпуса и выполненной с наружной поверхностью, ответной внутренней поверхности корпуса, шток расположен между корпусом и оправкой и оснащен пружинами и плунжером, установленным с возможностью взаимодействия с промежуточными элементами, при этом нажимная гайка связана с переходным фланцем резьбовым соединением, а упомянутые пилоны расположены на торцевой поверхности нажимной гайки с равным угловым шагом и сопряжены с выполненными на наружной поверхности корпуса пазами.This goal is achieved by the fact that in a device for surface hardening processing containing a spindle head, each spindle of which is equipped with an oscillation source mounted opposite to it and a housing with a transitional flange located in the housing, intermediate elements deforming rollers and a source kinematically connected to the vibration source , and with deforming rollers, according to the invention, each of the housings is removable and equipped with a compression nut with pylons and a mandrel axially mounted inside to of the housing and made with the outer surface, the reciprocal inner surface of the housing, the rod is located between the housing and the mandrel and is equipped with springs and a plunger installed to interact with the intermediate elements, while the pressure nut is connected to the adapter flange by a threaded connection, and the said pylons are located on the end surface push nuts with equal angular pitch and are interfaced with grooves made on the outer surface of the housing.

С целью обработки плоских поверхностей оправка выполнена с призматической наружной поверхностью и оснащена фикса²· торами, деформирующие ролики выполнены с кольцевыми проточками и установлены между оправкой и корпусом, при этом ролики сопряжены по образующим цилиндриче ских поверхностей друг с другом и соответственно с внутренней и наружной поверхностью корпуса и оправки. Оправка оснащена резьбовой пробкой с конусной наружной поверхностью, установленной с возможностью взаимодействия с фиксаторами. С целью обработки внутренних цилиндрических поверхностей корпус выполнен в виде стакана с отверстиями в боковых стенках, а деформирующие ролики установлены в упомянутых отверстиях и выполнены с цилиндрическим уступом.In order to process flat surfaces, the mandrel is made with a prismatic outer surface and is equipped with a fixer ² · tori, deforming rollers are made with annular grooves and installed between the mandrel and the housing, while the rollers are mated with each other along the cylindrical surfaces and respectively with the inner and outer surfaces cases and mandrels. The mandrel is equipped with a threaded plug with a conical outer surface mounted with the possibility of interaction with the clamps. In order to process the inner cylindrical surfaces, the housing is made in the form of a glass with holes in the side walls, and the deforming rollers are installed in the said holes and are made with a cylindrical ledge.

На фиг.1 изображена шпиндельная головка, общий вид; на фиг.2 - корпус блока для отделочно-упрочняющей обработки плоских поверхностей; на фиг.З - сечение А-А на фиг.З; на фиг.4 - корпус инструмента для отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей.Figure 1 shows the spindle head, a General view; figure 2 - block body for finishing and hardening processing of flat surfaces; in Fig.Z - section aa in Fig.Z; figure 4 - tool body for finishing and hardening treatment of cylindrical surfaces.

Устройство содержит корпус 1, который посредством переходного фланца 2 крепится к шпинделю 3 шпиндельной головки 4 устанавливаемой на каретке с санями 5 траверсы 6 двухстоечного станка, для случая обработки плоских поверхностей.The device comprises a housing 1, which, by means of the adapter flange 2, is attached to the spindle 3 of the spindle head 4 mounted on the carriage with sleds 5 of the yoke 6 of the two-post machine, for the case of processing flat surfaces.

Внутри корпуса 1 между державкой 7 и корпусом 1 размещены деформирующие элементы 8,выполненные в виде роликов с цилиндрическим уступом (проточкой) 9 и сферическими торцами 10, многоугольные пластины - фиксаторы 11, которые установлены в окнах образованными уступами 9 и пазами 12, 13 соответственно в корпусе 1 и оправке 7, При этом фиксаторы в державке 7 выполнены в виде секций, которые зафиксированы конусным участком резьбовой пробки 14. Между стенками, корпуса 1 и державкой 7 размещен по скользящей посадке плунжер - шток 15 являющийся нижней опорой пружин 16, 17, а в верхней части, - с регулируемой нажимной опорой-гайкой 18, которая посредством, по крайней мере трех пилонов 19, равнорасположенных относительно оси корпуса 1 и проходящих через окна - пазы 20, опираются на торец опоры - гайки 18. С внешней стороны корпуса 1 имеется шкала 21 для контроля силы натяжения пружин 16, 17. Между плунжером - штоком 15 и роликами 8 расположены промежуточные элементы 22 (подшипниковые шарики под натягом пружин 16,’ 17, диаметром 3/32 - 1/8).Inside the housing 1 between the holder 7 and the housing 1 are placed deforming elements 8 made in the form of rollers with a cylindrical ledge (groove) 9 and spherical ends 10, polygonal plates - clamps 11, which are installed in the windows formed by ledges 9 and grooves 12, 13 respectively in the housing 1 and the mandrel 7, while the latches in the holder 7 are made in the form of sections that are fixed by the conical portion of the threaded plug 14. Between the walls of the housing 1 and the holder 7 is placed on a sliding fit the plunger - rod 15 which is the lower support jig 16, 17, and in the upper part, with an adjustable pressure support-nut 18, which, through at least three pylons 19, equally spaced relative to the axis of the housing 1 and passing through the windows - grooves 20, rest on the end face of the support - nuts 18. On the outside of the housing 1 there is a scale 21 for controlling the tension force of the springs 16, 17. Between the plunger - rod 15 and the rollers 8 there are intermediate elements 22 (bearing balls under the interference of the springs 16, 17, 3/32 - 1/8 in diameter).

Плунжер-шток 15 в верхней части соединен с подвижной системой (якорем) источника колебаний 23 (электромагнитным вибратором) и гибким шлангом 24 для подвода смззывающе-охлаждающей жидкости (трансформаторное масло с добавлением поверхностно-активных веществ ПАВ) под давлением, поступающей через внутренний канал плунжер-штока 15 в оставшееся пространство между промежуточными 22 и деформирующими роликами 8.The plunger rod 15 in the upper part is connected to the movable system (anchor) of the oscillation source 23 (electromagnetic vibrator) and a flexible hose 24 for supplying a coolant-cooling fluid (transformer oil with the addition of surfactant surfactants) under pressure supplied through the inner channel of the plunger - stock 15 in the remaining space between the intermediate 22 and the deforming rollers 8.

Головка 4 снабжена по крайней мере двумя шпинделями 3 и установлена на каретке 4 с возможностью фиксированных поворотов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.The head 4 is equipped with at least two spindles 3 and mounted on the carriage 4 with the possibility of fixed rotations in two mutually perpendicular directions.

Инструментальный блок работает следующий образом,The tool block operates as follows,

В зависимости от физико-механических свойств, исходной шероховатости и вида обрабатываемой поверхности, а также технических условий на окончательно обработанную поверхность, устанавливается требуемый корпус 1, с соответствующими деформирующими элементами 8 снабженные заданным радиусом сферы 10.Depending on the physicomechanical properties, the initial roughness and the type of surface to be treated, as well as the technical conditions on the final surface, the required housing 1 is installed, with the corresponding deforming elements 8 provided with a given radius of the sphere 10.

В случае обработки плоских поверхностей, например направляющих станин металлорежущего оборудования, последние устанавливаются и закрепляются на столе продольно-шлифовального двухстоечного станка, на траверсе которого закреплена многошпиндельная головка 4, После окончания операции шлифования направляющих, по траверсе отводится шлифовальная головка и подводится головка 4 с деформирующими элементами, и в зависимости от ширины направляющих, геометрии поперечного сечения направляющих прямоугольная, (треугольная) производят разворот головки 4 относительно плоскости обработки и ши-. рины охвата поверхности, то есть корпус со шпинделями устанавливают так, чтобы след от блока инструментов перекрывал ширину обрабатываемой поверхности. Осевой подачей подводят деформирующие инструменты к обрабатываемой поверхности на заданную величину натяга пружин 16, 17 протарированной в Н (смотрят по шкале на корпусе 1). Включают подачу СОЖ, электромагнитный вибратор 23 и продольную подачу стола. В результате ударных нагружений плунжера-штока 15 на промежуточные 22 и деформирующие 8 элементы и горизонтальной подачи обрабатываемой поверхности детали производится ее уплотнение и отделка - создается регулярность впадин и выступов(декорирование) топографического рельефа, а добавки поверхностно-активных веществ в СОЖ обеспечивают режим хемосорбции избирательного переноса, что дополнительно увеличивает износостойкость направляющих поверхностей, особенно если они работают с контртелом в виде латунных накладных пластин.In the case of processing flat surfaces, for example, guides of metal-cutting equipment beds, the latter are installed and fixed on the table of a longitudinal grinding two-column machine, on the cross-beam of which a multi-spindle head 4 is fixed. , and depending on the width of the guides, the geometry of the cross section of the guides, a rectangular, (triangular) turn traps 4 relative to the plane of processing and -. The coverage area, that is, the housing with spindles, is installed so that the track from the tool block overlaps the width of the surface to be treated. The axial feed leads the deforming tools to the work surface by a predetermined preload of the springs 16, 17 calibrated in N (see the scale on the housing 1). Turn on the coolant, the electromagnetic vibrator 23 and the longitudinal table feed. As a result of shock loading of the plunger rod 15 to the intermediate 22 and deforming 8 elements and horizontal supply of the workpiece surface to be treated, it is sealed and trimmed - regular depressions and protrusions (decoration) of the topographic relief are created, and surfactant additives in the coolant provide a mode of chemisorption selective transfer, which further increases the wear resistance of the guide surfaces, especially if they work with the counterbody in the form of brass patch plates.

Меняя величину подачи, амплитуду, частоту колебаний подвижной системы вибратора 23 осевых колебаний плунжера-штокаChanging the value of the feed, the amplitude, the oscillation frequency of the movable system of the vibrator 23 axial vibrations of the plunger rod

15, радиус сферы 10 обеспечивается качественное получение показателей топографического рельефа и физико-механических свойств.15, the radius of the sphere 10 provides high-quality indicators of the topographic topography and physical and mechanical properties.

Введение обработки направляющих станин настоящим устройством заменяет малопроизводительную ручную операцию шабрения. 10The introduction of the processing of the guide rails of the bed with this device replaces the low-productivity manual operation of scraping. 10

В случае обработки цилиндрических поверхностей и, в частности, блоков цилиндров ДВС, в зависимости от количества отверстий блока на каретке 5 станка ус5 танавливается соответствующее число шпиндельных модулей с подсоединением последних к соответствующим системам энергоснабжения, после чего устанавливаются корпуса с деформирующими элементами для обработки отверстий и процесс ведут в известной последовательности.In the case of machining cylindrical surfaces and, in particular, ICE cylinder blocks, depending on the number of block openings on the carriage 5 of the machine, the corresponding number of spindle modules is mounted with the latter connected to the corresponding power supply systems, after which housings with deforming elements for processing the holes are installed and the process lead in a known sequence.

Claims

Claim

1. A device for surface hardening processing, comprising a spindle head, each spindle of which is equipped with an oscillation source and an housing with an adapter flange placed in the housing, deforming rollers, intermediate elements and a rod kinematically connected to the oscillation source and deforming rollers , characterized in that, in order to expand technological capabilities and improve the quality of the processed surface, each of the buildings is removable and equipped with a push a nut with pylons, and a mandrel axially mounted in the housing and made with the outer surface, the reciprocal inner surface of the housing, the rod is located between the housing and the mandrel and is equipped with springs and a plunger installed to interact with intermediate elements, while the pressure nut is connected to the adapter flange threaded connection, and the pylons are located on the end surface of the pressure nut with equal angular pitch and are interfaced with grooves made on the outer surface of the housing.

2. The device according to claim 1, with the fact that, in order to ensure the processing of flat surfaces, the mandrel is made with a prismatic outer surface and is equipped with clamps, deforming rollers are made with annular grooves and are installed between the mandrel and the housing, while the rollers are mated along the generatrix of the cylindrical surfaces with each other and, respectively, with the inner and outer surfaces of the housing and the Mandrel. .

3. The device according to claim 2, characterized in that the mandrel is equipped with a threaded plug with a conical outer surface that is installed with the possibility of interaction with the clamps.

4. The device according to claim 1, wherein in order to provide internal cylindrical surfaces, the housing is made in the form of a glass with holes in the side walls, and the deformation rollers are installed in the said holes and are made with a cylindrical ledge.

£

At

Aa

Fig.Z

Order 391 Circulation Subscription

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the USSR SCST

113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya embankment. 4/5 ..

Production and Publishing Plant Patent, Uzhhorod, st. Gagarin. 101