Устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхности деталей

 

Устройство предназначено для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей. На торце волновода ультразвукового преобразователя выполнено осесимметричное гнездо с размещенными в нем стальными шариками. Перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца установлена технологическая плита. В технологической плите посредством резьбы размещен пуансон-державка с обрабатываемой деталью. Стальные шарики образуют плотноупакованную рабочую среду. Динамометрический ключ установлен для создания усилия на пуансон и рабочую среду. За счет использования комбинированного процесса обработки дробью и ультразвукового процесса достигается высокое качество обработки поверхности и повышение производительности. 3 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как при дробеструйной, так и при ультразвуковой, а также смешанном виде обработки деталей, в том числе из высокопрочных сталей, более конкретно к обработке поверхностей деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби.

Задача изобретения - повышение производительности и качества обработки поверхностей деталей.

Известно устройство для поверхностного упрочнения деталей (a.c. СССР N 1399081), взятое в качестве прототипа, выполненное в виде корпуса, состоящего из концентратора 1, на торце которого стенками образована камера, в которую помещают рабочие тела 5 и деталь 6, закрепленную на фланце 7. Ширина камеры удовлетворяет соотношению h = (0,40 - 0,60)d, где d - диаметр концентратора, а высота составляет 0,3изг, где изг - длина волны изгибных колебаний в стенке 2 камеры. Ультразвуковые колебания, сообщаемые волноводу, приводят стенки 2 и торцевую поверхность концентратора 1 в колебательное движение, при этом в стенках наряду с продольными колебаниями имеют место изгибные колебания.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства упрочнения деталей; на фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1.

Устройство состоит из ступенчатого концентратора 1, на торце которого сквозным пазом с галтелями в основании образована камера со стенками 2. Волновод закреплен на трансформаторе упругих колебаний магнитострикционного преобразователя 3, который запитывается от генератора 4 ультразвуковых колебаний, рабочие тела 5 и деталь 6, закрепленную на технологическом фланце 7, помещают в рабочий объем внутри камеры. Технологический фланец 7 располагается на опорных станках 8, закрепленных вместе с магнитострикционным преобразователем 3 на станине 9 установки.

На фиг. 2 приведено сечение рабочей камеры устройства, показывающее взаимное расположение стенок 2 и стенок 10 технологического фланца.

Ширина камеры удовлетворяет соотношению h = (0,40-0,60)d, где d - диаметр концентратора.

Высота составляет 0,3изг, где изг - длина волны изгибных колебаний в стенке камеры. Радиус галтелей "Ч" в основании камеры удовлетворяет соотношению Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания, сообщаемые волноводу от генератора 4 и магнитострикционного преобразователя 3, приводят стенки 2 и торцевую поверхность меньшего цилиндра концентратора 1 в колебательное движение, заставляя тем самым рабочие тела 5 (стальные шарики) интенсивно перемещаться внутри камеры, и, ударяя по поверхности детали 6, закрепленной на фланце 7, упрочнять ее. При этом в стенках 2 наряду с продольными колебаниями имеют место изгибные колебания, являющиеся следствием наличия поперечных (пуассоновских) деформаций ступенчатого концентратора 1 при распространении в нем продольной ультразвуковой волны.

На фиг. 3 - 12 показана схема устройства для поверхностного упрочнения шаровой опоры передней подвески и других деталей, которое состоит из динамометрического ключа 11, прибора 12 (манометра), показывающего усилие давления шариков на обрабатываемую поверхность детали 6 при затяжке. На фиг. 3 - 12 изображены: 13 - пуансон для передачи давления на шарики, выполняя работу оправки для крепления обрабатываемой детали 6; 14 - контргайка для фиксации пуансона (и давления на шарики); 7 - технологический фланец; 6 - обрабатываемая деталь; 5 - стальные шарики 2,2 - 3,0 мм;
15 - гнездо-матрица в теле волновода 1.

Устройство, показанное на фиг. 1 - 12, работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания, сообщаемые волноводу от генератора 4 и магнитострикционного преобразователя 3, приводят стенки и торцевую поверхность меньшего цилиндра концентратора 1 в колебательное движение, заставляя тем самым рабочие тела 5 (стальные шарики) интенсивно перемещаться внутри камеры, в нашем случае они плотно упакованы с заданным усилием P, кгс (H) динамометрическим ключом 11 с прибором, показывающим усилие давления шариков на обрабатываемую поверхность, затем закрепив контргайкой к технологическому фланцу 7 и ударяя по поверхности обрабатываемой детали 6, закрепленной в пуансоне 13. При этом в стенках 2 наряду с продольными колебаниями имеют место изгибные колебания, являющиеся следствием наличия поперечных деформаций ступенчатого концентратора 1, при распространении в нем продольной ультразвуковой волны.

Недостатками является то, что удары носят стохастический (случайный) характер; нет (отсутствует) акустической развязки на торец волновода с шариками, что ведет в низкому КПД его работы (холостой амплитудный ход) и не возникает "стоячей" волны колебаний волновода.

Характеристики:
* Усилие на обрабатываемую поверхность промежуточным звеном плотноупакованных шариков создается в пределах 150 - 160 кг (статическое усилие) для незакаленных сталей и чугунов, P 350-450 кг для закаленных сталей.

Амплитуда (А) преобразователя на волновод 100 - 120 мкм.

s - смещение (динамическое) торца
- волновода, мкм
* - частота (f) колебаний: f = 50 Гц (на УЗГ)
* Мощность (N) УЗ генератора
N = 3,5 кВт, ТИП УЗГ-3,5.


Формула изобретения

1. Устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхности деталей, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено осесимметричное гнездо с размещенными в нем стальными шариками, образующими рабочую среду, и технологическую плиту, установленную перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца с возможностью закрепления в ней обрабатываемой детали, отличающееся тем, что устройство снабжено пуансоном-державкой для закрепления обрабатываемой детали, установленным в технологической плите посредством резьбы коаксиально волноводу с гнездом таким образом, что стальные шарики образуют плотноупакованную рабочую среду между стенками пуансона, поверхностью детали и стенками гнезда, служащего одновременно матрицей пуансона.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пуансон-державка снабжен контргайкой и шлицами под накидной динамометрический ключ, а также прибором для контроля статического усилия на рабочую среду.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено динамометрическим ключом для создания усилия на пуансон и соответственно на рабочую среду и манометром для определения усилия.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве стальных шариков используют дробь.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке деталей поверхностным пластическим деформированием

Изобретение относится к дробеструйной отделочно-упрочняющей технологии цилиндрических поверхностей коленчатых валов, и может быть использовано для обработки распределительных валов, пальцев двигателей внутреннего сгорания
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к колесопрокатному производству

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при изготовлении как металлообрабатывающего инструмента (стального и твердосплавного) в инструментальном производстве, так и изделий основного производства

Изобретение относится к поверхностному пластическому деформированию металлов и может быть использовано в машиностроении при упрочнении деталей дробью

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для упрочнения многократно перетачиваемого инструмента

Изобретение относится к устройствам для упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием, в частности дробью с использованием ультразвука

Изобретение относится к деформационной обработке стали, конкретно к пластическому поверхностному деформированию изделий с помощью, ультразвука

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу безабразивной ультразвуковой обработки поверхностей сложного профиля, и может быть использовано в автомобильной, тракторной промышленности, приборостроении и других областях науки и техники для повышения качества поверхности (конус, цилиндр, сфера, бурты)

Изобретение относится к упрочнению поверхности деталей, в частности поверхностно-пластическим деформированием, с использованием энергии ультразвуковых колебаний

Изобретение относится к глубинному периферийному шлифованию материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке материалов абразивным инструментом, и может быть использовано на машиностроительных и других предприятиях, где необходима эффективная чистовая, отделочная обработка заготовок из различных металлов, предрасположенных к дефектообразованию

Изобретение относится к абразивной обработке и позволяет совместить процесс очистки и правки круга, с процессом шлифования для повышения эффективности шлифования и улучшения качества обрабатываемой поверхности

Изобретение относится к абразивной обработке и позволяет совместить процесс очистки и правки круга, с процессом шлифования для повышения эффективности шлифования и улучшения качества обрабатываемой поверхности

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке материалов резанием, и может быть использовано на машиностроительных предприятиях для эффективной чистовой обработки заготовок из различных металлов, предрасположенных к дефектообразованию

Изобретение относится к полировочным композициям и способам удаления царапин и других дефектов с разнообразных пластиковых поверхностей с целью улучшения их прозрачности и оптического качества

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при одновременной обработке дна и стенок пазов

Изобретение относится к технологии обработки поверхности геолого-минералогических аншлифов в лабораторной практике, а также к технологии шлифовки и огранки поделочного и ювелирного камня

Изобретение относится к технологическим процессам повышения эксплуатационных свойств деталей путем поверхностной деформации

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как при дробеструйной, так и при ультразвуковой, а также смешанном виде обработки деталей, в том числе из высокопрочных сталей, более конкретно к обработке поверхностей деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби

Наверх