Инструмент для поверхностного пластического деформирования

 

(51) 5 В24В39 62

ОПИС)ЩИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 4941900/27 (22) 03.06.91 .(46) 30.1193 Бюл. Na 43-44 (l6) Довгалев Александр Михайлович (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО

ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ (5У) Использование: обработка металлов давлением, поверхностное упрочнение мапожестких полых изделий. Сущность изобретенитс инструмент содержит корпус, кольцевую камеру, образованнуо разъемными по оси, перпендикулярной продольной оси инструмента, щечками Щечни выполнены из двух частей соответственно из магнитного и немагнитного материала Инструмент содержит также (is} ÂRÖ (u} 2003456 Ñ1 ротор, истоаик магнитного поля, привод вращения и поступательного перемещения ротора. Ротор выполнен. составным из трех частей, одна из которых обржценная к державке, выполнена из немагнйтного, материала, в другая — концевая также выполнена составной с плоскостью разъема по продольной оси инструмента, при этом. одна половина этой части выполнена из немагнитного материала, а другая - N3 магнитного, Источник магнитного поля в виде кольцевого магнита установлен во фпанце изнемагнитного материала, закрепленного в корпусе, эксцентрично относительно оси вращения рото- ра. 3 ил.

2003456

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к упрочняю. щей обработке отверстий маложестких . деталей машин.

Известен инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий установленный в державке корпус, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы. установленные в кольцевой камере с воэможностью 10 осуществления пространственных колебательных перемещений, ротор, источник магнитного поля, привод вращательного и поступательного перемещения ротора, . Недостатком известного инструмента является недостаточно высокое качество обрабатываемой поверхности, обусловленное низкой динамической силой воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность; 20

Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности..

Это достигается за счет тога, что инструмент снабжен закрепленным в корпусе фланцем из немагнитного материала, щечки 25 выполнены составными из магнитной и немагнитной частей с плоскостью разъема по оси симметрии,, перпендикулярной продольной оси ротора, а ротор выполнен составным из трех частей, одна из которых, 30 обращенная к державке, выполнена из магнитного материала, а другая — концевая часть ротора также выполнена составной с плоскостью разъема-по продольной оси инструмента, при этом одна половина упомя- 35 нутой части выполнена из немагнитного материала, а другая — иэ магнитного, источ.ник магнитного поля выполнен в виде кольцевого магнита, размещенного в отверстии фланца с зазором относительно магнитной 40 части ротора, эксцентрично оси вращения ротора, а привод вращения и поступательного пер-";мещения последнего выполнен в виде муфты и электродвигателя.

На фиг. 1изображен инструмент,,общий 45 вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 —. сечение Б-Б на фиг, 1. . Инструмент содержит корпус 1, щечки

2, 3, образующие кольцевую камеру 4, деформирующие элементы.5, размещенные в 50 . кольцевой камере с возможностью осуществления, пространственных колебательных перемещений и изготовленные из магнитного материала. Инструмент содержит ротор инструмента, выполненный сборным из 55 двух частей 6, 7, одна из котррых (часть 6) из немагнитного материала, а другая часть 7 (концевая часть ротора) — составной.

Концевая часть 7 ротора и щечки состоят из магнитной 8 и немагнитной 9 частей (см. фиг. 2), разделенных между собой плоскостью 10 симметрии. Инструмент имеет фланец 11 из немагнитного материала, закрепленный на корпусе,1, источник магнитного поля в виде кольцевого магнита 12, запрессованного в отверстие 13 фланца 11 и установленного с зазором на магнитной части ротора 7, муфту 14, электродвигатель 15.

Щечки вмонтированы на концевом (противоположном фланцу 11) участке 7 магнитной части ротора. Кольцевой магнит 12 установлен в отверстии 13 фланца 11, эксцентрично оси 16. вращения ротора.

Деталь 17 устанавливают в патроне, а корпус 1 — в державке 18 станка. Плоскость симметрии кольцевой камеры 4 совмещают с плоскостью торца детали 17. Магнитный поток (силовые линии магнитного поля, условно изображенные на чертеже тонкими линиями) замыкается на концевую часть 7 ротора, имеющую магнитный участок 8 (см. фиг. 1, 2), При этом магнитный поток от магнита 12 (вследствие того, что концевая часть ротора и щечек состоят из магнитной

8 и немагнитной 9 частей, разделенных плоскостью симметрии 10 между собой) замыкается на магнитный участок 8 ротора, асимметрично относительно оси симметрии ротора, Ротору инструмента (посредством электродвигателя 15 и муфты 14) сообщают вращение и перемещают инструмент вдоль обрабатываемой поверхности..

Под действием магнитного поля деформирующие элементы 5 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 4, получая периодически прир:"щение энергии (при расположении деформирующих элементов 5 напротив магнитного участка.8), В связи с этим увеличивается и сила динамического воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность, что повышает характеристики упрочнения поверхностного слоя детали. По мере вращения ротора, так как магнит 12 установлен эксцентрично оси вращения, периодически изменяется и величина зазора между отверстием магнита и магнитным участком 8 концевой части 7 ротора. В связи с этим периодически изменяется плотность (количество) магнитных линий, проходящих через магнитный участок 8 концевой части 7 ротора, а следовательно, увеличивается динамика воздействия магнитного поля на деформирующие элементы 5, В свою очередь динамика воздействия дефармирующих элементов на обрабатываемую поверхность детали 17 также возрастает, Это приводит к повышению характеристик упрочнения поверхностного слоя детали. Качественные характеристики обработанной поверхности повышаются.

2003456

В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку отверстия втулок Малого диаметра на станке 16К20

Ф1. Материал обрабатываемых деталей

Л62, диаметр обрабатываемых отверстий 530 мм; длина обработки 50 мм. В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 2-10 мм из ШХ15 (HRCs 62), В качестве источников магнитного поля использовали кольцевой магнит размерами (О х d х Н - 80 х 20 х 40). Материал магнита

SmCGs. Магнитная индукция в области кольцевой камеры составляла 0,2-0,5 Тл.

Магнитная часть ротора из стали 3, а немагнитная часть ротора — из титанового сплава.

Зазор между поверхностью ротора и отверстием кольцевого магнита составлял от 30 мкм до 5 мм, Величина эксцентриситета кольцевого магнита к оси вращения ротора составляла 1-5 мм.

Режимы обработки: скорость вращения ротора 0,5-5 м/с; осевая подача инструменФормула изобретения

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ, содержащий установленный в де ржавке корпус, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью осушествления пространственных колебательных перемещений, ротор, источник магнитного поля, привод вращательного и поступательного перемещения ротора; отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности за счет увеличения характери- стик упрочнения поверхностного слоя, он снабжен закрепленным в корпусе фланцем из немагнитного материала, щечки выполнены составными из магнитной и немагта 100-600 мм; охлаждение — масло индустриальное, Обработка инструментом-прототипом обеспечивала; шероховатость поверхности

5 R> - 0,63-0,32 мкм; глубину упрочнения 0,2 мм; остаточные напряжения сжатия 40 — 120

МПа; степень деформации металла 10 — 15 .

Обработка описанным инструментом обеспечивала; снижение шероховатости по10 верхности до R> = 0,32 — 0,16 мкм; глубину упрочнения 0,35 мм; увеличение напряжений сжатия до 200-400 МПа; увеличение степени деформации металла до 25 — 30 .

Ойисанный инструмент обеспечивает

15 повышение качества обработанной поверхности, так как позволяет снизить шероховатость поверхности до R> = 0,32 — 0;16 мкм и увеличить характеристики упрочнения поверхностного слоя детали, 20 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 906679, кл, В 24 В 39/02, 1982. нитной частей с плоскостью разъема по

25 оси симметрии, перпендикулярной к продольной оси ротора, а ротор выполнен составным из трех частей. одна из которых, обращенная к державке, выполнена из магнитного материал, а другая - концевая

30 часть ротора - также выполнена составной с плоскостью разъема по продольной оси инструмента, при этом одна половина упомянутой части выполнена из немагнитного материала, а другая - из магнитного, ис35точник магнитного поля выполнен в виде кольцевого магнита, размещенного в отверстии фланца с зазором относительно магнитной части ротора, эксцентрично оси вращения ротора, а привод врзщения и по40 ступательного перемещения последнего .выполнен в виде муфты и электродвигителя.

2003456

Фиг:.3

Фиг.2

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

Редактор Л. Народная

Заказ 3297

Составитель В. Шаброва

Техред М,Моргентал Корректор Н. Кешеля

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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