Способ обработки деталей поверхностным пластическим деформированием

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ, при котором пластическое деформирование осуществляют инструментом с одновременным пропусканием через зону контакта инструмента с деталью переменного электрического тока и сообщают инструменту и детали относительное перемещение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества за счет обеспечения возможности получения равномерной глубины упрочненного слоя, величину усилия пластического деформирования изменяют в течение одного полупериода прохождения электрического тока, при этом величину максимального значения усилия пластического деформирова ния выбирают равной величине усилия пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока, а значение текущей величины усилия пластического деформирования определяют по формуле Рр Po-(), где Рр -текущее значение усилия пластического деформирования за полупериод прохождения переменного электрического тока через зону контакта инструмента с деталью; РО - максимальное значение усилия i пластического деформирования, равное усилию пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока; k - коэффициент, характеризующий относительное уменьшение прочностных свойств при нагреве металла при t 1000°С (К 0,8- 0,9; & - значение плотности тока; бд - амплитудное значение плотности СП тока. Од со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3469072/25-27 (22) 09.07.82 (46) 23.05.85. Бюл. № 19 (72) В. Г. Желтов, Г. В. Маловечко, А. Н. Малов, С. Н. Паршев и А. В. Попов (71) Волгоградский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.923.77 (088.8) (56) Аскинази Б. М. Упрочнение и восстановление деталей электрохимической обработкой. Л., «Машиностроение», 1977, с. 5. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ, при котором пластическое деформирование осуществляют инструментом с одновременным пропусканием через зону контакта инструмента с деталью переменного электрического тока и сообщают инструменту и детали относительное перемещение, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения качества за счет обеспечения возможности получения равномерной глубины упрочненного слоя, величину усилия пластического деформирования изменяют в течение одного полупериода прохождения электрического,.SUÄÄ 1156900 А

4©D В 24 В 39 00 тока, при этом величину максимального значения усилия пластического деформирования выбирают равной величине усилия пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока, а значение текущей величины усилия пластического деформирования определяют по формуле

Рр = Рр (1 — 1 — .— ), 8

А где Рр — текущее значение усилия пластического деформирования за полупериод прохождения переменного электрического тока через зону контакта инструмента с деталью;

Рр — максимальное значение усилия пластического деформирования, @ равное усилию пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока; — коэффициент, характеризующий относительное уменьшение прочностных свойств при нагреве металла при t = 1000 С (k = 0,8—

0,9;

>ив

8 — значение плотности тока; пай

6A — амплитудное значение плотности (д тока.

1156900

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при упрочняюще-чистовой обработке поверхностей деталей с целью повышения их износостойкости и усталостной прочности.

Цел ь изобретения — повыш ение качества за счет обеспечения возможности получения равномерной глубины упрочненного слоя.

На фиг. 1 представлена электромеханическая схема устройства, реализующего способ;. на фиг. 2 и 3 — графики изменения усилия взаимодействия деформирующего инструмента с обрабатываемой поверхностью; на фиг. 4 — графики изменения микротвердости поверхности упрочнений по известному и предлагаемому способам.

Устройство, реализующее способ, состоящий из корпуса 1, несущего соленоид 2, в котором помещен шток 3 с деформирующим инструментом 4, поджимаемым к обрабатываемой детали 5 пружиной 6. Соленоид 2 через выпрямитель подключен к сети переменного тока. Деформирующий инструмент

4 и обрабатываемая деталь 5 подключены к сети переменного тока через обмотку трансформатора, напряжение выпрямленного тока, поступающего на обмотку соленоида, контролируется вольтметром.

Способ реализуется следующим образом.

Расчетным или экспериментальным путем определяют максимальное значение усилия пластического деформирования, которое принимают равным усилию пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока.

Затем выбирают текущее значение величины изменяющегося усилия пластического деформирования1 используя формулу

Р = P (1 — К вЂ” ), О А где Pp — текущее значение усилия пластического деформирования за полупериод прохождения переменного электрического тока через зону контакта инструмента с деталью;

Po — максимальное значение усилия пластического деформирования, равное усилию пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока; — коэффициент, характеризующий относительное уменьшение прочностных свойств при нагревании металла для температур порядка 1000 С (k = 0,8 — 0,9);

8 — значение плотности тока; — амплитудное значение плотности

А тока, определяют минимальное усилие пластического деформирования, принимая О =- фА, и рассчитывают необходимое усил с -;a соленоиде 2 Pc = Є— Рр

Далее инструмент 4 поджимают к обрабатываемой детали 5 с усилием деформирования Р„=- Р, развиваемого пружиной

6. Затем через вону контакта инструмента с деталью пропускают переменный электрический ток, после чего инструменту и детали задают относительное перемещение. При этом усилие деформирования изменяют в течение одного полупреиода прохождения электрического тока, задавая ему значения, равные Рр, что осуществляется следующим образом.

В тот момент, когда сила тока 3 = О, на деформирующий инструмент действует только постоянная нагрузка Р . С ростом силы тока от Лянь до Л „,в обмотке соленоида 2 возникает электрический ток, создающий втягивающее усилие Р направленное противоположно усилию Р . В ре20 зультате этого на деформирующий инструмент действует результирующее усилие, равное Pp — — Є— Р . В момент прохождения J e. через зону контакта к деформирующему инструменту прикладывается уси25 Jtnå P„ = P„— Pñìàêñ . B следующую четверть периода сила тока изменяется от

Лмакдо Зя н, соответственно ей изменяется результирующее усилие на деформирующем инструменте от Рр до Рр мака., равное

Р (Р = О при J = О). Этот процесс повторяется периодически (графики 1 и 2).

У: ловием непрерывного контакта деформирующего инструмента 4 с обрабатываемой поверхностью является Р ; Р,.

В тот момент, когда сила тока 3 = О, т. е. нагрев детали и деформирующего ин35 струмента минимальный и осуществляется за счет конвенции из ранее нагретых участков, усилие в зоне контакта создается только за счет пружины 6 и является максимальным. В момент времени, когда через зону контакта протекает 3pagcH достигается (em@(температура нагрева), через обмотку соленоида 2 протекает выпрямленный ток, создающий усилие на штоке, стремящееся втянуть шток 3 внутрь соленоида 2. Это усилие меньше усилия, создаваемого пружиной 6, в ре45 .зультате чего происходит уменьшение результирующего усилия в зоне контакта деформирующего инструмента и детали. Максимальные значения температуры нагрева зоны контакта, а следовательно, и минимальные значения предела текучести материала детали соответствуют минимальному усилию в зоне контакта. В результате формируется поверхностно упрочненный слой одинаковой толщины.

Пример. Проводят упрочняющую обра-. ботку втулки (материал — сталь 45, HB

220, R 20 мкм) инструментом в виде свободно врагцающегося ролика с наружным диаметром 36 мм, рабочим профилем, сос1156900

4 фиг. 7 тоящим из цилиндрической ленточки шириной 0,5 мм и заходных конусов с углом 4".

Максимальное усилие обкатки составляет

500 Н. Минимальное усилие по приведенной формуле для расчета Рр составляет

100 Н. Усилие, развиваемое соленоидом, составляет 400 Н. Обработка проводится при следующих режимах: 3 600 А, скорость детали V 55 мM//мMиHнH, подача S 0,25 мм/об, в один проход. Согласно результатам измерения микротвердости по глубине поверхностного слоя глубина пластического деформирования материала составляет 150 мкм и изменяется не более чем на 20 мкм, в то время как обработка по известному способу дает отклонение в 1,5 раза.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить качество дбработки, получив упрочненный слой равномерной глубины.

1156900

ll5690O

L,гчм

500

D0 200

100

2ХО

Соста витель Ю. Ку рба то в

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3244/15 Тираж 769 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4