Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей

 

Изобретение направлено на повышение производительности и качества упрочняющей обработки внутренних поверхностей отверстий в деталях из высокопрочных алюминиевых сплавов. Сущность изобретения: инструмент состоит из оправки 1 с охватываемой поверхностью 2 с симметричными скосами и вкладыша 2 с ответной охватывающей поверхностью 8, образующими клиновую пару . Вкладыш 3 выполнен в виде цанги, в верхней части которой расположены лепестки 4, упруго связанные между собой корпусом 5, Кромка 8 концевой части лепестка 4 выполнена под углом к оси инструмента. 1 з.п.ф-лы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 24 В 39/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844831/27 (22) 23.04,90 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Украинский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства и Киевский механический завод им,Ю.К.Антонова (72) С.П.Крапивин, А.О.Рейдман и В.К,Федирко (56) Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. M. Машиностроение, 1987, с.123, 128, табл.24.

Авторское свидетельство СССР

N 906678, кл. В 24 В 39/00, 1980.,5U„„1776548 Al (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ

ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИН4РИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение направлено на повышение производительности и качества упрочняющей обработки внутренних поверхностей отверстий в деталях из высокопрочных алюминиевых сплавов. Сущность изобретения: инструмент состоит из оправки 1 с охватывае-. мой поверхностью 2 с симметричными скосами и вкладыша 2 с ответной охватывающей поверхностью 8, образующими клиновую па- . ру. Вкладыш 3 выполнен в виде цанги, в верхней части которой расположены лепестки 4, упруго связанные между собой корпусом 5.

Кромка 8 концевой части лепестка 4 выполнена под углом к оси инструмента, 1 э.п.ф-лы, 4 ил.

1776548

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для упрочняющей обработки стенок отверстий в деталях из алюминиевых сплавов, преимущественно в транспортном машиностроении.

Известен инструмент для упрачнения отверстий, содержащий оправку, на наружной поверхности которой установлены в сепараторе деформирующие ролики (1).

Испол ьзовэние этого инструмента для уп рочнения отверстий в деталях из высокопрочных алюминиевых сплавов недостаточно эффективно в связи с малым допустимым натягом

0,05 — 0,1 мм (1). Увеличение натяга приводит к шелушени о металла и снижению качества упрочнения.

Известен, выбранный в качестве прототипа, инструмент для упрочнения внутрен. них цилиндрических поверхностей по авт,св. СССР М 906678 (2).

Этот инструмент выполнен в виде двух симметрично расположенных цилиндрических вкладышей с буртиком на конце и оправки. Вкладыши и оправка выполнены со скосами, образующими клиновую пару. При перемещении клиновой оправки вдоль оси происходит перемещение вкладышей в радиальном направлении, при этом, как правило, происходит заклинивание вкладышей в отверстии. Для их удаления необходима постукивание молотком, Кроме того два вкладыша деформируют отверстие только вдоль одной оси с образованием овала, Для улучшения геометрии отверстия необходимо иметь большее число подвижных частей вкладыша, что при существующей конструкции инструмента вызывает значительные эксплуатационные трудности, связанные с установкой элементов вкладыша в отверстие. Помимо этого наблюдается бочкообразность упрочненной поверхности из-за невозможности течения материала в средней зоне упрачняемого отверстия и облегченных условий его течения ближе к его краям, при этом наплывы образуются с двух сторон отверстия.

Целью изобретения является повышение производительности и качества обработки. Поставленная цель достигается тем, что в инструменте для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей, выполненном в виде оправки с ахватываемой поверхностью с симметричными скосами и вкладыша с буртиком и с ответной охватывающей lloBBpxHocTblo, образующего с оправкой клиновую пару, вкладыш выполнен в виде цанговой втулки с, по меньшей мере, двумя лепестками, оснащенными концевыми участками для взаимодействия с оправкой, при этом наружные кромки концевых участков выполнены с наклоном к оси инструмента, угол которого определяется из следующих соотношений:

> — R sin a

cI

p = arcsin—

10 H+ с) d а = arcsin .у

+ arcsin ——

H+d — arcsin

15 где d — наружный диаметр вкладыша у оснований концевых участков, мм;

20 R — расстояние от основания лепестка до точки сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участка соответствующего лепестка, мм;

I — длина наружной кромки концевого

25 участка, мм; а- угол между осью инструмента и прямой, соединяющей основание лепестка с точкой сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участ30 ка лепестка, град;

Н вЂ” величина рабочего хода концевого участка лепестка, мм;

r — расстояние от наружной кромки концевого участка у его основания до основа35 ния соответствующего ему лепестка, мм.

Дополнительно поставленная цель достигается тем, что охвэтываемая поверхность оправки выполнена конусной.

Применение оправки с охватываемой

40 поверхностью с симметричными скосами или с конусной поверхностью дает возможность использовать при упрочнении вкладыш, имеющий несколько лепестков (два и более) и обеспечить более равномерную

45 обработку стенок отверстия с сохранением его геометрии, что повышает качество упрочнения.

Поэтому целесообразно выполнять вкладыш в виде цанговой втулки из пружин50 ной стали, конструкция которой обеспечивает упругую связь между лепестками вкладыша, что упрощает установку и извлечение вкладыша из обрабатываемого отверстия и повышает тем самым произво55 дительнасть обработки.

Выполнение кромки концевых участков вкладыша пад углом 3 к оси инструмента позволяет ей вступать в контакт с обрабатываемой поверхностью последовательно, об легчая тем самым течение плэстическii

177б548

О

+ ЯГСЯЯ

Г деформированного металла к кромке отверстия, уменьшая бочкообразность и улучшая тем самым точность упрочненного отверстия, Заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", поскольку признаков с указанной взаимосвязью в известных решениях не обнаружено.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено; на фиг.1 — заиленный инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей; на фиг.2 — то же, что на фиг.1, вид сверху на вкладыш с тремя лепестками под оправку с охватываемой конусной поверхностью; на фиг.3 — то же, что на фиг.1, вид сверху на вкладыш с четырьмя лепестками под оп. равку с охватываемой поверхностью в виде четырехгранной пирамиды; на фиг,4 — схема исходного (а) и рабочего (б) положения кромки концевого участка лепестка вкладыша.

Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей состоит из оправки 1 с охватываемой поверхностью 2, выполненной в видесимметричных скосов или конусной поверхности, и вкладыша с буртиком 3, выполненного в виде цанги, в верхней части которой располо>кены, по меньшей мере два лепестка 4, связанные между собой корпусом 5, Упругие свойства лепестков 4 обеспечиваются пазами б и материалом вкладыша. Кромка 7 концевой части лепестков 4 выполнена под углом Р к оси инструмента.

Охватывающая поверхность 8 вкладыша 3 выполнена ответно охватываемой поверхности 2 оправки 1 и образует с ней клиновую пару.

Упрочнение стенок отверстий предлагаемым инструментом осуществляется следующим образом.

В обрабатываемое отверстие 9 устанавливают вкладыш 3, затем ме>кду лепестками вкладыша устанавливают оправку 1. К оправке 1 прикладывают осевую силу, что приводит к перемещению ее в осевом направлении. При этом происходит перемещение лепестков вкладыша 4 в радиальном направлении, в результате чего деформируется металл стенки отверстия. Кромка 7 концевой части лепестков 4 перемещается в рабочее положение 10 (фиг.4) и становится параллельно оси инструмента. При перемещении оправки 1 кромка 7 последовательно вступает в контакт с обрабатываемой поверхностью, облегчая деформацию металла в средней зона по высоте отверстия, умень5

55 шая наплыв с одной из pга сторон. Размер отверстия увеличивается, происходит пластическая деформация его стенок, После окончания процесса упрочнения снимают осевое усилие и извлекают инструмент из отверстия.

Величина Н рабочего хода концевого участка лепестка вкладыша и соответствующая ей величина пластической деформации стенки отверстия устанавливается. исходя из условия обеспечения оптимальной усталостной долговечности, Для высокопрочных алюминиевых сплавов зта величина лежит в пределах 0,2 — 0,3 мм, т.к, уменьшение или увеличение рабочего хода приводит к уменьшению усталостной долговечности (величиной упругого возврата пренебрегаем, ввиду того, что ее значение на порядок меньше величины пластической деформации), Чтобы не выйти за пределы оптимальных значений рабочего хода, величина Н принимается равной 0,15 — 0,25 мм.

Использование предложенного инструмента для упрочнения внутренних цилиндрических поверхностей позволит повысить производительность процесса упрочнения на 25 и улучшить качество обрабатываемой поверхности.

По предварительному расчету ожидаемая экономическая эффективность заявленного технического решения на одном предприятии отрасли составит около 8 тыс. руб. в год, Формула изобрет ения

1. Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей, выполненный в виде оправки с охватываемой поверхностью с симметричными скосами и вкладыша с буртиком и с ответной охватывающей поверхностью, образующего с оправкой клиновую пару, о тлича ю шийся ТВМ, ÷òo, ñ öåëüþ noâûøåния производительности и качества обработки, вкладыш выполнен в виде цанговой втулки с по меньшей мере двумя лепестками, оснащенными концевыми участками для взаимодействия с оправкой, при этом наружные кромки концевых участков выполнены с наклоном к оси инструмента, угол которого определяется из соотношений

Н+ Н+>

О б а = arcsin: — arcsin +

1776548 где d — наружный диаметр у основания концевых участков, мм;

R — расстояние от основания лепестка до точки сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участка соответствующего лепестка, мм;

1 — длина наружной кромки концевого участка, мм; а- угол между осью инструмента и прямой, соединяющей основание лепестка с точкой сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участка лепестка, град;

Н вЂ” величина рабочего хода концевого

5 участка лепестка, мм;

r — расстояние от наружной кромки концевого участка у его основания до основания соответствующего ему лепестка, мм;

j3— - угол наклона наружной кромки кон10 цевого участка-лепестка к оси инструмента.

2. Инструмент поп.1,отл ича ю щийс я тем, что охватываемая поверхность оправки выполнена конусной.

1776548

Составитель А.Рейдман

Техред М.Моргентал

Корректор М.Андрушенко

Редактор

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

Заказ 4094 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ,113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5