SU998104A1 - Устройство дл упрочнени изделий - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  наружйой упрочн юще-чистовой обработки поверхностей шеек и галтелей валов, например, при изготовлении новых коленчатых валов, а также в ремонтном производстве, например , при восстановлении покрыти ми изйошеййых коленчатых валов с последуюш,ей упрочн ющей обработкой.

Известно устройство дл  упрочнени  галтелей валов поверхностным наклепом (чеканкой ), содержащее основание из стального листа, электродвигатель, сообщающий через вращающийс  кулачок и ударную пружину сменному ударнику возвратнопоступательно движение с частотой 1500 циклов/мин , при эксплуатации которого по схеме огибани  галтелей большого радиуса обрабатываемый вал устанавливают на станок (токарный или фрезерный), включают вращательное движение вала, подвод т сменный ударник к обрабатываемой галтели вала, обрабатывают галтель, при этом перемещение бойка по образующей галтели осуществл ют вручную поворотом всего устройства с маховичка и

винта вокруг вертикальной оси, совпадающей с центром сферической поверхности галтели , обрабатывают галтель от щеки до щейки 1.

5Известное устройство позвол ет вести

обработку галтелей валов с большими диаметрами и длинной шейкой, но не может быть использовано дл  обработки галтелей коленчатых валов с малыми длинами шеек и высокими щеками, например коленчатых валов автотракторных двигателей, ввиду значительных габаритных размеров основани  (поворотной платформы), на котором смонтированы ударник с приводом. Кроме того, устройство не обеспечивает

j требуемого качества обработки, например, шероховатости поверхностей галтелей валов вследствие неравномерности ручной подачи по образующей галтели и малой частоты вибраций ударного инструмента, недостаточной жесткости конструкции устройства. Исполь20 зование этого устройства дл  обработки галтелей коленчатых валов автотракторных, двигателей с небольшими радиусами галтелей и диаметрами шеек приводит к нежелательному  влению - короблению (деформации ) всего вала, а значительный шум при работе устройства ухудшает услови  работы рабочего.

Известно устройство дл  упрочн ющечистовой обработки ультразвуковым инструментом шеек валов при нормальной ориентации колебаний инструмента относительно обрабатываемой цилиндрической поверхности , содержащее ультразвуковой генератор , нижнюю опорную плиту с направл ющими , смонтированными на суппорте токарного станка. На плите установлены магнитострикционный преобразователь (вибрационна  головка), концентратор с ультразвуковым выглаживающим инструментом в виде полусферы, грузовое прижимное устройство, направл ющие 2..

Известное устройство предназначено дл  обработки только цилиндрических поверхностей , в том числе шеек валов, и не может быть использовано без дополнительных переналадок и приспособлений дл  обработки глубоко расположенных между высокими щеками шеек галтелей коленчатых валов.

Цель изобретени  - улучшение качества обработки изделий, например коленчатых валов, путем создани  равномерного усили  по всей обрабатьшаемой поверхности - на щейках и галтел х, и повышение производительности труда.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  упрочнени  изделий, содержащее направл ющие, опорную плиту, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещени  по ним, вибрационную головку с ультразвуковым выглаживающим инструментом, содержащим концентратор с закрепленной на его конце рабочей частью, снабжено нагружающим элементом с поводком , размещенной в опорной плите по вертикальной оси головки неподвижной осью с размещенной на ней с возможностью поворота дополнительной плитой, кинематически соединенной с нагружающим элементом посредством поводка.

При этом нагружающий элемент выполнен в виде цилиндрического винта, тарированных пружин, полусферических сухариков и Нат жных гаек, причем пружины расположены на винте между сухариками и гайками , а винт оперт на стойки, жестко св занные с опорной плитой.

Рабоча  часть ультразвукового выглаживающего инструмента выполнена из твердосплавной пластины в виде двух симметри Ных лепестков, имеющих общее основание и разделенных вогнутым участком.

На фиг. 1 показано устройство дл  упрочнени  шеек и галтелей валов, вид сверху, и принцип его действи ; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - ультразвуковой выглаживающий инструмент, общий вид.

Устройство дл  упрочнени  щеек и галтелей вала 1 содержит ультразвуковой генератор (не показан), ультразвуковой выглаживающий инструмент 2, вибрационную головку 3, нижнюю опорную плиту 4, смонтированную на суппорте токарного станка (не показан), верхнюю плиту 5 с возможностью поворота относительно нижней плиты вокруг вертикальной неподвижной оси 6. На верхней плите 5 закреплена вибрационна  головка с ультразвуковым выглаживающим инструментом. Верхн   плита 5 через поводок 7, полусферические сухарики 8 и 9, тарированные компенсирующие прижимные пружины 10 и 11, регулировочные нат жные гайки 12 и 13 кинематически соединена с цилиндрическим винтом 14, опирающимс  на стойки 15 и 16, св занные жестко с нижней плитой 4. Угол разворота верхней плиты с вибрационной головкой и инструментом при обработке галтелей валов устанавливают по щкале 17 с делени ми, а необходимое статическое усилие прижима инструмента к обрабатываемой поверхности детали обеспечивают подачей нижней плиты по направл ющим 18 с помощью грузового прижимного устройства 19.

Ультразвуковой выглаживающий инструмент 2, содержащий концентратор 20 и рабочую часть 21 в виде пластины из высокопрочного и износостойкого материала , жестко закрепленной на конце концентратора , выполненную как одно целое в виде двух симметричных расход щихс  в разные стороны под углом at 20-30° к осевой линии инструмента лепестков 22 и 23, имеющих общее основание и разделенных между собой плавным переходным вогнутым участком 24, причем рабоча  часть каждого лепестка выполнена в виде выпуклой полусферы с радиусом в пределах г 1,5-5,0 мм, т. е. близким или равным радиусу обрабатываемой галтели вала, и плавно сопр женной с вогнутым участком.

Устройство работает следующим образом .

Коленчатый вал 1 устанавливают в центрах или центросместител х токарного станка , включают вращение вала, подвод т левый лепесток 21 рабочей части инструмента до упора в левую галтель, с помощью ручной продольной подачи суппорта станка влево производ т по часовой стрелке по шкале 17 разворот верхней плиты 5 вместе с вибрационной головкой 3 и инструментом 2 так, чтобы осева  лини  левого лепестка располагалась под углом 45° к осевой линии шейки (положение а) и через поводок 7 и полусферический сухарик 9 сжимают тарированную прижимную пружину 11, котора  воздействует на инструмент и компенсирует уменьшение основного радиального статического усили , создаваемого грузовым устройством 19, обрабатывают эту галтель по схеме вдавливани  инструмента с задаййым необходимым статическим усилием за оборота вала, затем включают механическую продольную подачу суппорта на станке вправо, в автоматическом режиме разворачивают по часовой стрелке до момент рдаовременного касани  двум  лепестками рабочей части инструмента шейки вала (положение б), обрабатывают цилиндрическую поверхность шейки вала с заданным необходимым статическим усилием на всю длину шейки вала, при этом пружины 10 и 11 уравновешиваютс , после чего, при подходе правого лепестка рабочей части инструмента к противолежаш.ей галтели, в автоматическом режиме производ т разворот верхней плиты с вибрационной головкой и инструментом против часовой стрелки по шкале 17 так, чтобы осева  лини  правого лепестка была расположена под углом 45° к осевой линии шейки рала (положение в) и через поводок 7 и полусферический сухарик 8 сжимают тарирЬванную прижимную пружину 10, котора  воздействует на инструмент и компенсирует уменьшение при развороте радиального статического усили , создаваемого грузовым устройством 19, выключают механическую продольную подачу суппорта станка, обрабатывают правую галтель за 3-& оборота вала по схеме вдавливани  инстр5(мента с заданным необходимым статическим усилием, отвод т инструмент и выключают станок.

Работа предлагаемого устройства дл  упрочнени  галтелей и шеек коленчатых валов может быть обеспечена полностью в автоматическом режиме по программе с помощью конечных выключателей.

Использование предлагаемого изобретени  обеспечивает по сравнению с известными устройствами следуюш.ие преимушестBia: машинное врем  обработки валов с галтел ми (например, шатунных и коренных шеек и галтелей коленчатых валов автотракторных д,вигателей) на финишной операции уменьшаетс , так как обработку галтелей и шейки провод т за 1 проход инструмента без дополйительных переналадок; улучшаетс  качество обработки галтелей и шеек валов за счет повышени  прочности поверхностного сло  валов и образовани  сжимающих остаточных напр жений. Ожидаемый годовой экономический эффект от испол1 зовани  изобретени  500 тыс. 5 РУбФормула изобретени 

Claims (3)

1. Устройство дл  упрочнени  изделий, преимущественно коленчатых валов, содержащее направл ющие, опорную плиту, имею0 щую возможность возвратно-поступательного перемещени  по ним, вибрационную головку с ультразвуковым выглаживающим инструментом, содержащим концентратор с закрепленной на его конце рабочей частью, отличающеес  тем, что, с целью улучшени 

качества обработки изделий путем создани  равномерного усили  по всей обрабатываемой поверхности и повышени  произ-. водительности труда, ойо снабжено нагружающим элементом с поводком, размещенной

0 в опорной плите по вертикальной оси головки неподвижной осью с размещенной на ней с возможностью поворота дополнительной плитой, кинематически соединенной с нагружающим элементом посредством поводка .

5

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что нагружаюш.ий элемент выполнен в виде цилиндрического винта, тарированных пружин, полусферических сухариков и нат жных гаек, причем пружины расположены на винте между сухарйками.и гайками , а винт оперт на стойки, жестко св г занные с опорной плитой.

3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что рабоча  част-ь ультразвукового выглаживающего инструмента выполнена из

5 твердосплавной пластины в виде двух симметричных лепестков, имеющих общее основание и разделенных вогнутым участком.

Источники информации прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

0 № 104766, кл. В 24 В 39/00, С 21 D 7/06, 1955.

2.Муханов И. И. Импульсна  упрочн юще-чистова  обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М., «Машиностроение , 1978, с. 15-17, 31.

19 Р

Фигг

х

Фиг.