Устройство для упрочнения поверхности цилиндрических деталей а.с. n1504075

 

Устройство относится к машиностроению и предназначено для упрочнения цилиндрических деталей типа валов, осей, труб за счет равномерной пластической деформации поверхностных слоев металла. Цель изобретения - повышение качества.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з В 24 В 39/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и Отк ытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1504075 (21) 4806904/27 (22) 27.03.90 (46) 15.03.92. Бюл, М 10, (71) Иркутский политехнический институт (72) С, А, Зайдес, А, Н. Скороходов и С. А. Кургузов (53) 621.923.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1504075, кл. В 24 В 39/04, 1989.

„„ Ы„, 1719191 А2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕ PX НОСТИ ЦИЛ ИНДРИЧ ЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Устройство относится к машиностроению и предназначено для упрочнения цилиндрических деталей типа валов, осей, труб за счет равномерной пластической деформации. поверхностных слоев металла.

Цель изобретения — повышение качества.

1719191

10

30

35 устройство содержит корпус 1 с коаксиальным отверстием 2. в котором размещается цилиндрическая деталь 3. На торцовой части корпуса 1 через 120 расположены три оси 4, на которых крепятся рычаги 5 с возможностью поворота. На конце короткого разъемного плеча рычага 6 выполнен паз 7, где расположен деформирующий цилиндрический ролик 8, опирающийся на два шарикоподшипника 9 и удерживающийся от выпадания сепаратором 10. Для настройки роликов 8 на угол самоподачи детали 3 используют два винта 11 и 12 и цифровую шкалу на торцовой части рычага 5. На конце длинного плеча каждого рычага 5 располо.жена ось 14, на которой крепятся сменные грузы 15. С помощью цилиндрической пружины 16 длинное плечо каждого рычага 5 соединено с корпусом 1. Корпус 1 закрепляется в. трехкулачковом патроне токарного станка, а деталь 3 вставляется в коаксиальИзобретение относится к технике обработки металлов давлением в машиностроении и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для упрочнения и повышения качества периферийных слоев цилиндрических деталей типа валов, осей, штанг, труб.

Цель изобретения — повышение качества обработки нежестких деталей за счет согласованного движения заготовки в осевом и окружном. направлениях.

На фиг. 1 представлено устройство для упрочнения поверхности, вид с торца; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4- схема установки ролика и возникающие силовые факторы, Устройство для упрочнения поверхности цилиндрических деталей состоит из корпуса 1 с коаксиальным отверстием 2, в котором размещается цилиндрическая деталь 3. На торцовой части корпуса 1 через

120 расположены три оои4, на которых крепятся рычаги 5 с воэможностью поворота, На конце короткого плеча 6 каждого из рычагов 5, имеющих возможность поворота относительно оси 4, выполнен паз 7, в котором расположен деформирующий ролик 8, опирающийся на два шарикоподшипника 9 и удерживающийся от выпадания сепаратором 10.

Для настройки ролика 8 на угол самоподачи относительно детали 3 используются винты 11 и 12 и цифровая шкала 13 на торцовой части рычага 5, На конце длинного плеча каждого рычага расположена ось 14, ное отверстие 2. При вращении, корпуса 1 от собственного веса рычагов 5 и сменных грузов 15 возникают центробежные силы, которые, преодолевая сопротивление пружин

16, поворачивают рычаги 5 относительно осей 4. При этом короткая часть каждого рычага 5, поворачиваясь, прижимает к детали 3 деформирующий ролик 8. При контакте роликов 8 с обрабатываемой деталью 3 они начинают совместное вращение относительно собственных осей. Возникающая при этом. осевая составляющая И перемещает деталь 3 в продольном направлении, в результате вся цилиндрическая поверхность подвергается пластической деформации. По окончании процесса обработки прекращается вращение корпуса 1, деформирующие ролики 8 и рычаги 5 с помощью пружин 16 отводятся от детали 3 и она снимается с направляющих роликов приемного устройства. 4 ил, на которой крепятся сменные грузы 15. С помощью цилиндрической пружины 16 длинное плечо каждого рычага 5 соединено с корпусом 1. Кожух 17 обеспечивает безопасную работу устройства, Выполнение деформирующих элементов в виде цилиндрических роликов позволяет осуществить две функции: передачу давления на обрабатываемую деталь для обеспечения поверхностной пластической деформации и сообщение детали движения в осевом направлении. С этой целью цилиндрический ролик расположен под углом самоподачи к оси детали.

Выполнение короткого плеча криволинейного рычага разъемным позволяет обеспечить разворот оси деформирующего цилиндрического ролика на угол самоподачи. При этом в месте контакта деформирующих тел можно выделить осевую составляющую окружного усилия, которая перемещает заготовку в осевом направлении.

В результате согласованного движения детали в осевом направлении с частотой вращения корпуса происходит однородная деформация по всей образующей поверхности цилиндра.

Ось деформирующего цилиндрического ролика должна быть перпендикулярна оси корпуса, так как только при таком расположении центробежное усилие в зоне контактов может быть использовано рационально. Часть его затрачивается на деформацию материала по окружности цилиндра в радиальном на1719191 правлении, другая составляющая часть усилия идет на перемещение детали в осевом направлении. Если оси детали и цилиндрических роликов не находятся в параллельных плоскостях, то появляется дополнительная составляющая от центробежного усилия, которая, во-первых, снижает величину радиального давления на деталь и уменьшает скорость перемещения заготовки в продольном направлении, а вовторых, эти усилия стремятся сместить цилиндрический ролик с образующей поверхности детали, в результате его начинается проскальзывание контактирующих тел и нарушается устойчивость процесса деформирования.

Короткое плечо каждого рычага должно иметь возможность поворачиваться на оси для установки роликов на угол самоподачи и обеспечения необходимого качества обработки поверхности детали. Расположение оси поворота короткого плеча рычага перпендикулярно плоскости разъема конструктивно обеспечивает параллельное расположение осей цилиндрических роликов и детали.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 закрепляется в патроне, например, токарного станка. Цилиндрические ролики 8 устанавливают на необходимый угол самоподачи. Для этого необходимо ослабить винты 11 и 12. По цифровой шкале 13 и риске, нанесенной на коротком плече 6 . (фиг, 2 и 3), устанавливается необходимый угол наклона цилиндрического ролика 8 и затягивают винты 11 и 12. Обрабатываемая деталь 3 вставляется в отверстие 2 корпуса

1 и перемещается до зоны действия цилиндрических роликов 8.

При вращении корпуса 1 и на торцовой поверхности которого через 120 закреплены три криволинейных рычага 5 с воэможностью поворота на осях 4, возникают центробежные силы от собственного веса рычагов 5 и сменных грузов 15. Под действием центробежных сил криволинейные рычаги 5, преодолевая сопротивление пружин

16, поворачиваются относительно осей 4.

При этом короткое плечо 6 каждого рычага

5, поворачиваясь относительно оси 4, прижимает к детали 3 деформирующий цилиндрический ролик 8, который опирается на два шарикоподшипника 9, расположенных в пазу 7.

При контакте роликов 8 с деталью 3 они начинают вращаться вокруг собственных осей (фиг. 4). Раскладывая окружное усилие

Р, возникающее в месте контакта деформирующих тел, получают осевую составляющую М (фиг. 4),. которая перемещает деталь

3 в осевом направлении.. Таким образом, цилиндрическая деталь 3 получает локальную пластическую деформацию по всей об5 р. зующей поверхности, Величину давления деформирующего ролика 8 на деталь 3, а следовательно, и глубину пластической зоны можно регулировать изменением частоты вращения корпуса 1 или подбором

10 соответствующей массы сменных грузов 15.

При выходе из зоны деформации деталь 3 должна опираться на систему направляю. -щих роликов, чтобы исключить искривление от действия собственного веса.

15 По окончании процесса обкатки патрон токарного станка с корпусом 1 останавливается. При этом центробежная сила уменьшается и рычаги 5 поворачиваются в противоположную сторону. отводя дефор20 мирующие ролики 8 от обрабатываемой детали 3. После остановки корпуса 1 пружины

16 отводят рычаги 5 от контакта с деталью 3, Положительный эффект предлагаемого

25 решения заключается в формировании направленного окружного усилия, которое по.зволяет выделять осевую составляющую силы. Достигается такой эффект за счет разворота оси деформирующего ролика. Это

30 способствует упрощению конструкции технологического оборудования и повышению качества обрабатываемых деталей. Достаточно обеспечить корпусу устройства только вращательное движение и можно упрочнять

35 любые длинномерные изделия типа валов, осей, штанг, труб, которые в осевом направлении . еремещаются автоматически.

Обработка цилиндрических наружных поверхностей вращения с помощью предла40 гаемого устройства обеспечивает равномерную пластическую деформацию, повышает качество деталей за счет сниже-. ния шероховатости и уплотнения материала, снижает остаточные напряжения

45 растяжения на 50-100 и формирует благо. приятные с точки зрения работоспособности изделий остаточные напряжения сжатия.

50: Формула изобретения

Устройство для упрочнения поверхности цилиндрических деталей по авт. св.

М 1504075, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

55 целью повышения качества обработки нежестких деталей за счет согласованного движения заготовки в осевом и окружном направлениях, три деформирующих элемента выполнены в виде роликов, короткое плечо каждого рычага выполнено разъем1719191

Видб био..

Вид А фар,2

Составитель С. Зайдес

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 729 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Рауаская наб., 4/5

Производственно-ивдвтвльский коибинрт Пфтвнт",.г. уигород, ул.Гвгвринв, 101 ным с возможностью поворота оси деформирующих роликов в плоскости. перпендикулярной оси корпуса, при этом короткое

12 плечо каждого рычага закреплено с возможностью поворота на оси перпендикулярно к плоскости разъема.

12