Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием

 

Изобретение относится к обработке металлов и других материалов, в частности к способу упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием, и может быть использовано в машиностроении при обработке деталей криволинейного профиля. Цель изобретения - повышение качества упрочнения за счет получения однородного микрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и равномерного распределения его на поверхности детали. Инструменту сообщают ультразвуковые колебания с изменяющейся амплитудой и перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности. Деталь вращают, образуя на ней регулярный микрорельеф. Амплитуду колебаний изменяют ступенчато по заданной зависимости. Интервал времени также определяется математической зависимостью. Равномерность и однородность микрорельефа обеспечивается изменением частоты модулирующей функции в зависимости от радиуса вдоль всей поверхности детали. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 24 В 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2йР(х)

Ы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3900501/23-27 (22) 23, 05. 85 (46) 23. 11.89. Бюп. № 43 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) B.М. Бондаренко, В.П. Литвак, B,Т. Куликов и В.Ф. Балакин (53) 621.923 ° 77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1263510, кл . В 24 В 39/00, 1985. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛ:Й ПОВЕРХНОСТНЫИ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к обработке металлов и других материалов, в частности к способу упрочнения .деталей поверхностным пластическим деформированием, и м.б. использовано в машиностроении при обработке

Изобретение относится к области обработки металлов и других материалов и может быть использовано в машиностроении при обработке деталей криволинейного профиля.

Цель изобретения — повышение качества за счет получения однородного микрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и равномерного распределения на поверхности детали.

На фиг. 1 представлена деталь, выполненная известным способом; на фиг. 2 — деталь с микрорельефом по предлагаемому способу; на фиг. 3 эпюры модуляции ультразвуковых колебанийй.

„„5U„„1523316 А1 деталей криволинейного профиля. Цель изобретения — повышение качества упрочнения за счет получения однородного микрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и равномерного распределения его на поверхности детали. Инструменту сообщают ультразвуковые колебания с изменяющейся амплитудой и перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности. Деталь вращают, образуя на ней регулярный микрорельеф. Амплитуду колебаний изменяют ступенчато по заданной зависимости. Интервал времени также определяется математической зависимостью. Равномерность и однородность микрорельефа обеспечивается изменением частоты модулирующей функции в зависимости от радиуса вдоль всей поверхности детали. 3 ил.

Обрабатываемая деталь закрепляется в приспособлении. При перемещении и вращении детали инструмент прижимается к ней с определенным статическим усилием, зависящим от твердости материала изделия и начинает двигаться относительно обрабатываемой поверхности . Инструменту одновременно сообщают ультразвуковые колебания высокой частоты, которые модулируют по амплитуде прямоугольной ступенчатой функцией

1523316 шении

А К

А, К с интервалом времени

1 1

t и 2T(R(x) 25 где А,, А — амплитуды колебаний;

К и К, — глубины изменения ампли1 1 туд;

n — угловая скорость вращения детали;

1 — параметр микрорельефа;

R(x) — расстояние от оси вращения детали до точки контакта с инструментом; х — координата точки контак35 та.

За весь цикл обработки частота и амплитуда УЗК колебаний . сохраняются, меняется только частота результиру— ющего колебания, получаемого за счет суперпозиции УЗК ч колебаний, задаваемых в виде ступенчатой модулирующей функции. На всех радиусах R(x) (диаметра) результирующее колебание по форме, амплитуде остается одинаковым, т.е ° амплитуда колебаний реализуется равной А„,, = К„А, и равной А „„=

= K А и определяется только глучз. биной модуляции и ничем больше, форма определяется величинами K,= 1 и

К = 0-0,25. К вЂ” выбирается в каж50 дом конкретном случае обработки.

При этом на разных радиусах R(x) обрабатываемой поверхности изменяется только количество циклов колебаний инструмента, необходимое для образования единичного микрорельефа, которое определяется из следующего соотношения

Скорость вращения детали выбирается такой, чтобы частота ультразвуковых колебаний значительно превышала частоту модуляции.

Инструмент при вращении описывает по ее поверхности спираль (винтовую линию с шагом, равным подаче), а за счет модуляции ультразвуковых колебаний вдоль спирали равномерно располагаются элементы микрорельефа. Равномерность и однородность микрорельефа обеспечивается изменением частоты модулирующей функции в зависимости ,от радиуса вдоль всей .. верхности де- 15

1 тали. Амплитуду ультразвуковых колебаний изменяют ступенчато в соотноf

) У где 1 — параметр микрорельефа;

f — частота УЗК;

ы — частота модулирующей функции;

n — угловая скорость вращения детали.

На больших радиусах их больше, на меньших — меньше.

Количество цикло колебаний N для образования единичного микрорельефа всегда достаточно, так как радиус детали R(x) значительно больше параметра микрорельефа.

Пример . Микрорельеф наносили на деталь, имеющую твердость HRc 5458. Ролики имели следующие размеры

R Ä = 40 мм, R „„= 35 мм, скорость вращения ролика 60 об/мин, подача

S = 0,43 MM/îá. Параметр микрорельефа 1 = 0,5 мм. Частота продольных ультразвуковых колебаний инструмента

18,3 кГц, амплитуда варьировалась в пределах 0,10 мкм. Частота модуляции изменялась в пределах 490-530 Гц.

Глубина модуляции ступенчатой прямоугольной функции бралась в двух крайних случаях

1) К=1, К=-0;

2) К— ; 1, К = 0,25.

В первом случае получился микрорельеф с локальными изолированными друг от друга впадинами, расположенными на поверхности ролика по спирали.

Во втором случае впадины взаимодействуют друг с другом посредством впадин вдвое меньшей ширины. Способ позволяет увеличить стойкость на

10-20Х.

Формула изобретения

Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием, при котором инструменту сообщают ультразвуковые колебания с изменяющейся амплитудой и перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности, а детали — вращение с образованием на ней регулярного микрорельефа,отличающийся тем, что, с целью повышения качества за счет получения однородного микрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и его равномерного расп1523316

К =0-0, 25

К(х) ределения на поверхности детали, амплитуду ультразвуковых колебаний изменяют ступенчато в соотношении

Az К

А, К, с интервалом времени где A „и А — амплитуды колебаний;

К,=1 и глубины изменения амплитуд; угловая скорость вращения детали; параметр микрорельефа; расстояние от оси вращения детали до точки контакта с инструментом; координата точки контакта ° фиг. 1

1523316

Составитель С. Чукаева редактор В. Бугренкрва Техред М.Ходанич

Корректор 3, Лончакова.Заказ 6993/13 Тираж 662 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

II tt

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