Устройство для виброударного упрочнения деталей

 

Изобретение относится к области поверхностной пластической деформации металлов и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении деталей цапф осевого шарнира.Цель изобретения - сокращение времени обработки.Устройство для виброударного упрочнения внутренних поверхностей деталей состоит из вала 1, закрепленного с помощью подшипников 2 на основании 3. На консольной части вала 1 выполнен фланец 4, маховик 5 закреплен с эксцентриситетом на валу 6 привода вращения. На конце вала 1 закреплен узел крепления детали, состоящий из корпуса 7 и крышки 8, между которыми устанавливается обрабатываемая деталь 9 и закрепляется посредством болта 10. Внутренняя полость обрабатываемой детали заполнена упрочняющими элементами 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 С 21 Л 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4346554/31-02 (22) 21. 12,87 (46) 30.10.89.Бюл. Ф 40 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) В.А.Ершов, С.В.Погодин, О.В.Никитин и Л.И.Круглова (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 321543, кл. С 21 0 1/04, 1969.

Рыковский Б.П., Смирнов В.А., Щетинин Г.М. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом, М.:

Машиностроение, 1985, с. 93-95. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОУДАРНОГО

УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение стносится к поверхностной пластической дефо мации ме„„SU„„1518385 А 1 таллов и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении деталей цапф осевого шарнира. Цель изобретения — сокращение времени обработки. Устройство для виброударного упрочнения внутренних поверхностей деталей состоит из вала

1 закрепленного с помощью подшипников 2 на основании 3. На консольной части вала 1 выполнен сланец 4, маховик 5 закреплен с зкс-.,ентриситетом на залу 6 привода вращения, На конце вала l закреплен узел крепления детали, состоящий иэ -орпуса 7 и кр.гч-. ки 8, между которыми устанавливается обрабатываемая деталь 9 и закрепляете ся посредством болта 10, Вну1ренняя полость обрабатываемой детали заполнена упрочняющими элементами 11. 1 ил.

1518385

Изобретение относится к поверхностной пластической деформации металлов и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении деталей цапф осевого шарнира.

Цель изобретения — сокращение времени обработки.

На чертеже дана схема устройства.

Устройство состоит из вала I,зак- Ip репленного с помощью шарикоподшипников 2 на основании 3. На консольной части вала 1 выполнен фланец 4. Naxoвик 5 закреплен с эксцентриситетом на валу 6 привода вращения (не показан), На конце вала 1 закреплен узел крепления детали, состоящий из корпуса 7 и крьппки 8, между которыми устанавливается обрабатываема» деталь 9 и закрепляется посредством болта 10. 20

Внутренняя полость обрабатываемой детали заполнена упрочняющими элементами II (шарики, дробь). Оси валов 1 и

6 расположены параллельно между собой.

Обрабатываемая деталь 9 устанавлива- 25 ется соосно с валом 1.

Установка работает следующим образом.

При вращении вала 6 привода с углог |й скоростью ь, маховик 5, вращаясь с биением, периодически контактирует с цилиндрической поверхностью фланца 4. В результате взаимодействия маховика 5 и фланца 4 вал 1 начинает вращаться вокруг своей оси и пе35 риодически отклоняться консольной частью от исходного нейтрального положения. Изгиб вала 1 при отклонениях от оси происходит в области упругих деформаций, и возвращение консольной части вала в первоначальное положение осуществляется под действием упругих сил. Таким образом, обрабатываемая деталь 9 совершает колебания с частотой f соответствующей угловой скорос- ти ы, вращения вала привода. Амплитуда колебаний определяется величиной эксцентриситета е и взаимным расположением фланца 4 и маховика 5. В результате колебательных движений упрочняющие элементы 11, заключенные в полости, образованной деталью 9, корпусом 7 и крьппкой Я, ударяют по внутренней поверхности детали 9,упрочняя ее. Для исключения качения

55 упрочняющих элементов 11 по внутренней поверхности детали, которое может возникнуть при равномерных колебаниях детали, имеющей цилиндрическую внутреннюю поверхность, исиользуется несимметричный цикл колебаний, Это реализуется путем обеспечения некоторого зазора Л между контактирующими поверхностями фланца 4 и маховика 5 в момент, когда маховик находится в наиболее удаленном от вала

I положении. Величина зазора 4 меньше значения эксцентриситета е.

Сборка детали 9 с корпусом 7 и крышкой 8 осуществляется на отдельной позиции, При этом в крьппку 8 вводят болт 10 затем устанавливают упрочняемую деталь 9 и засыпают необходимое количество шариков (или дроби) 11, после чего узел накрывают корпусом 7 и стягивают болтом 10.

Собранный узел закрепляется на консольной части вала 1 и в процессе работы установки совершает колебательные движения и одновременно вращается вокруг своей оси вместе с валом 1.

За счет вращения обеспечивается равномерное упрочнение всей обрабатываемой поверхности.

Установка может быть выполнена многопозиционной. При этом на флан1 це 4 закрепляется несколько i 5-10) узлов с упрочняемыми деталями. Оси всех деталей должны быть параллельны оси вала вибратора,. !! р и м е р. В качестве базового принят вибростенд для упрочнения цапф осевого шарнира вертолета МИ-8, имеющий амплитуду колебании 26 мм при часTQTe 7-8 Гц. Упрочнение на указанном стенде контрольного образ— ца размерами 60х8,5х4 мм при времени обработки 25 мин дает глубину наклепа 0,37 — 0,42 мм при степени наклепа 0,23 и стрелу прогиба, характеризующую величину остаточных напряжений, до 0,32 мм. Упрочнение аналогичного образца на установке, соответствующей предлагаемому техническому решению, позволяет за меньшее время добиться большей эффективности упрочнения, Так, при частоте вращения маховика 720 мин и времени обработки 16 мин получены следующие характеристики упрочненного слоя (в. среднем по результатам обработки трех образцов); глубина наклепа

0,41 мм; степень наклепа 0,26; стрела прогиба образца 0,35 мм. Материал образца в обоих лу аях — сталь

18Х2НЧВА, в качестве упрочняющих

1518385

Составитель А.Кулемин

Техред М.Ходанич Корректор О, Кра в цов а

Редактор М. Петрова

Заказ 6S68/31 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 элементов используют стальные закаленные шарики диаметром 4,5-5 мм.

Эксцентриситет маховика составляет

2,5 мм, максимальный зазор между фланцем и маховиком 0,5 мм, т.е. амп5 литуда вынужденных колебаний конца вала в месте установки детали с образцом составляет (2,5-0,51 х 2

4 мм. Фланец на реализованной уста- lð новке выполнен посредине консольной части вала. Наружные диаметры фланца и маховика равны и составляют 180 мм, Для повышения долговечности контактирующих цилиндрических поверхностей маховика и фланца они выполнены иэ наружных обойм роликоподшипников.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сократить время обработки. 20

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для виброударного упрочнения деталей, преимущественно их внутренних поверхностей, содержащее бункер, образованный крьппками и стенками детали, в котором расположены шарики, вибратор, привод вращения с валом и узел передачи вибраций, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени обработки, узел передачи вибраций выполнен в виде упругого вала с фланцем, закрепленного консольно в подшипниках,маховика, закрепленного эксцентрично на валу привода вращения, причем маховик и фланец расположены с возможностью контактирования своими наружными цилиндрическими поверхностями, а крьппка закреплена на упругом валу,