Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием

 

Использование: поверхностное пластическое деформирование, обработка наружных поверхностей вращения, Устройство содержит корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика. Устройство снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осевого перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе. Базирующий элемент выполнен в виде подвижной плиты, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса , ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плите с возможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне от 20 до 30°. 5 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (11) 1759612 А1 (st)s В 24 8 39/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! с,3

> ( (21) 4857082 (27 (22) 25.06.90 (46) 07,09.92. Бюл. М 33 (71) Кременчугский автомобильный завод им.50-летия Советской Украины (72) В.Н. Криворучко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1574442. кл. В 24 В 39/04, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ

ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ (57) Использование: поверхностное пластическое деформирование. обработка наружных поверхностей вращения, Устройство содержит корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной

Изобретение относится к области поверхностного пластического деформирования и может быть использовано при обработке наружных поверхностей вращения.

Известны устройства для обработки наружных поверхностей вращения пластическим реформированием, содержащие корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроци1 оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика.

Устройство снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осевого перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе. Базирующий элемент выполнен в виде подвижной плиты. установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плите с возможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне от 20 до ЗОО. 5 ил.

-й линдр радиальных перемещений ролика., EB

;О

Недостатком известных устройств является то, что они не могут быть использованы для обкатки торцевых поверхностей деталей, так как обкатные ролики могут перемещаться только в плоскости, перпендикулярной оси обрабатываемого изделия, а рабочая подача роликов может осуществляться параллельно оси детали, Кроме того, наличие копира не обеспечивает качественной обкатки.

Известно устройство для чистовой обработки деталей с переменным сечением, содержащее корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью

1759612 свободного вращения вокруг собственой оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика (3).

Однако это устройство обладает ограниченными технологическими воэможностями и не может быть использовано для обкатки торцевых поверхностей, а при5

10 способлено для совмещенной режуще-деформирующей обработки наружных поверхностей деталей вращения типа торсионов, полуосей, а также ступенчатых валов, Оно не обеспечивает качественной обкатки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей; за счет обработки торца детали и повышения качества обработки, за счет стабильности

20 усилия деформирования по всей обрабатываемой поверхности, что позволяет обеспечить возможность обработки изделий со сложной криволинейной поверхностью, в том числе и поперечных участков этих по25 верхностей без переналадки всего устройства, кроме того, повысить качество обработки изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обработки наружных по30 верхностей вращения пластическим деформироввнием, содержащее корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, уставращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроципиндр радиальных

40 перемещений ролика, снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осевого перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе, при этом базирующий элемент выполнен

45 в виде подвижной плиты, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плите с воэможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне от 20 до 30 .

Изобретение поясняется чертежами: фиг,1 — общий вид устройства; фиг. 2 3 4 5— показаны положения деформирующего ролика при различных углах Q .

Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деновпенным с воэможностью свободного 35 формированием содер>кит деформирующий элемент, выполненный в виде деформирующего ролика 1, ось вращения которого установлена под углами относительно оси обрабатываемого изделия 2, который закреплен на штоке 3 гидроцилиндра 4 радиальных перемещений. Корпус гидроцилиндра 4 радиальных перемещений закреплен на подвижной плите 5 таким образом, что продольная ось его штока 3 расположена под углом к направлению перемещения плиты 5, жестко связанной со штоком б гидроцилиндра 7 осевого перемещения деформирующего ролика. В свою очередь подвижная плита 5 установлена на неподвижной направляющей 8, которая также снабжена ограничивающим упором 9, Оба гидроцилиндра 4 и 7 соединены с их общей системой автоматического управления, включающей гидронасос 10. Рабочее давление в гидроципиндое 4 радиальных перемещений настраивается предохранительным клапаном 11. управление его движением осуществляется при помощи гидрораспределителя 12. скорость отвода деформирующего ролика 1 от обрабатываемого изделия 2 регулируется дросселем 13, подводдеформирующего ролика 1, ускоренный и зависит от производительности гидронасоса 10, так как поток рабочей жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндра 4 идет в обход дросселя 13 через откоываю-щийся обратный клапан 14. Опере>кение движения штока 6 относительно штока 3 обеспечивается регулируемым дроссепем

13, которым регулируется скорость отвода деформирующего ролика 1 от изделия 2.

Скорость отвода должна быть меньше скорости штока 6 настолько, чтобы за счет этого опережения происходил контакт деформирующего ролика 1 с изделием па гаптели и по торцу, Скорость движения штока б регулируется дроссепем 17, Управление гидроцилиндром 7 осевого перемещения деформирующего ролика 1 осуществляется гидрораспредепителем 15.

Давление в рабочей полости гидроцилиндра

7 регулируется редукционным клапаном 16, а обьем поступления рабочей жидкости в рабочую полость гидроцилиндра 7 регулируется дросселем 17. Давление контролируется реле давления 18. Отвод подвижной плиты 5 в исходное положение — ускорен. ный, скорость отвода зависит от производительности гидронасоса 10, т.к, рабочая жидкость из бесштоковой полости гидроцилиндра 7 идет в обход дросселя 17 и редукционного клапана 16, через открывающийся обратный клапан 19. На корпусе гидроцилиндра 4 установлен датчик (концевой вы1759612 ключатель) 20. а на штоке 3 жестко закреплен экран 21.

Устройство для обработки наружных . поверхностей вращения пластическим деформированием работает следующим об- 5 разом:

Подлежащее обработке иэделие 2 устанавливают горизонтально и закрепляют в заявлен ном устройстве стан ка. Ось деформирующего ролика 1 образует с осью об- 10 рабатываемой детали 2 угол а. Величину угла .а подбираем таким образом, чтобы силы: Р (развиваемая гидроцилиндром 4) и

Р! (развиваемая гидроцилиндром 7), раскладывались на составляющие таким абра- 15 зом, чтобы мы имели по всей длине обкатки (цилиндр, галтель, торец) практически одинаковую силу давления деформирующего ролика 1 на обрабатываемое изделие 2.

На графических материалах показан 20 случай, когда угол а = 30 . значения силы Ро сведены в табл. 1, На (фиг.3 и фиг.4) показано. что а! =

=(90 — а), а силы Ро. Ро 1. определены иэ зависимости Po = P сов а(см.фиг.2) 25

Po = P сов а(см.фиг,3)

Po = P cos а(см,фиг.4)

В табл. 1 y — зто угол между направлением силы Ро и осью обрабатываемого изделия 2. 30

На тор! евой части изделия 2 сила обкатывания Ро = Pl (см.фиг.5). !

На радиусной части изделия 2 (галтели) сила Р1 раскладывается на силу подачи Рп и силу давления Рд (см.фиг.3 и фиг.4). 35

Раскладка силы Р! на Рп и Рд дана при

Р1 мах. Фактически усилие гидроцилиндра

7 используется лишь настолько, чтобы сила

Рл была равна силе сопротивления подачи в точке контакта деформированного ролика 1 40 с обрабатываемым изделием 2. Величина силы Рд имеет величину Рд = 0,82 х Р1, при 35 (см.фиг,4).

Приведенные в табл. 1 данные показывают, что наибольшее постоянство сила 45 давления деформирующего ролика 1 на обрабатываемое изделие 2 имеет при значениях угла а в пределах от 20 до ЗОО.

После установки и закрепления изделия 2 ему сообщается вращательное движение, одновременно включается гидроцилиндр 4 и его шток 3, с закрепленным деформирующим роликом 1. начинает перемещаться к обрабатываемой поверхности иэделия 2 и с момен- 55 та контэктирования деформирующего ролика 1 с поверхностью обрабатываемого изделия, начинается обкатка цилиндрической части изделия 2.

При обкатывании прямого участка и галтели изделия 2 до положения (см.фиг.3) управляемый обратный клапан 14 — открыт, а управляемый обратный клапан 19 — закрыт и дроссель 17 — отрегулирован на нужную подачу. На поршень гидроцилиндра 4 масло давит с постоянным давлением Р— настройки предохранительного клапана 11. Сила Рд на участке гэлтели будет перемещать шток

3 гидроцилиндра 4 вверх, выдавливая масло из верхней полости гидроцилиндра 4 через открытый обратный клапан 14, золотник

12 и предохранительный клапан 11. При этом давление масла в полости гидроцилиндра 4 остается практически равным давлению настройки предохранительного клапана 11. Следовательно. сила Рд не создает увеличения силы обкатки.

С подъемом деформирующего ролика

1 по галтели, увеличивается сопротивление его движению, увеличивается нагрузка на гидроцилиндр 7, растет давление масла в егс штоковой полости. Реле давления 18 отрегулировано таким образом, что при положении деформирующего ролика 1. (см,фиг.4), оно закроет клапан 19 и переключит золотник 12. Масло пойдет в штоковую полость гидроцилиндра 4 и деформирующий ролик 1 медленно (со скоростью настройки дросселя 13) пойдет вверх от обкатываемой поверхности. Гидроцилиндр

7 с усилием, равным 0,82 х P! = Рд (e точке, П показанной на фиг,4) будет воздействовать через ролик 1 на обрабатываемую деталь 2, Далее (см.фиг.5) сила Ро будет расти и

Il на торце изделия 2 она станет равной Ро

lll

= P l = P . Гидро ц и л и ндр 7 будет прижимать деформирующий ролик 1 к поверхности обрабатываемого изделия 2, так как клапан 19 открыт и шток 6 гидроцилиндра 7 может двигаться со значительно большей скоростью вдоль оси детали 2 в направлении к торцу, чем шток 3 гидроцилиндра 4 вверх.

На торце обрабатываемого иэделия 2 подача осуществляется гидроцилиндром 4, а давление цилиндром 7. Обкатка торцевой части изделия 2 происходит до отключения датчика 20 при его контакте с экраном 21.

После этого происходит отвод подвижной плиты 5 в исходное положение, которое регулируется упором 9 и останавливается движение штока 3 гидроцилиндрэ 4. Обработанное изделие 2 извлекается. Цикл повторяется.

Формула изобретения

Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием, содержащее корпус с расположенным на нем бэзирующим эле1759612 ментом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гид роцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического 5 управления перемещения инструмента. с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обработки торца 10 детали и повышения качества обработки за счет стабильности усилия деформирования по всей обрабатываемой поверхности, оно снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осеcoro перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе, при этом базирующий элемент выполнен в виде подвижной плиты, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плите с возможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне 20 — ЗОО, 1759612

Составитель 8,Купко

Техред M. Моргентал

Корректор Е.Папп

Редактор Е.Хорина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3142 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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