Устройство для упрочнения винтовых поверхностей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для упрочняющей обработки винтовых поверхностей. Цель - расширение технологических возможностей за счет обработки длинномерных деталей. Устройство содержит один или несколько корпусов, укрепленных на платформе, обрабатывающие инструменты , установленные в корпусе в два ряда, охватывающее кольцо и вибровозбудитель . Обрабатывающий инструмент имеет центрирующий и деформирующий участки, расположенные на его внутренней поверхности, а также ударный участок на наружной поверхности. В процессе обработки деталь ввинчивают между центрирующими участками инструмента , а затем сообщают корпусу колебания. При этом охватывающее кольцо, размещенное на корпусе, вращается , взаимодействуя с ударными участками обрабатывающих инструментов , которые деформирующими участками воздействуют на деталь, упрочняя ее. В процессе обработки осуществляется вибрационное перемещение детали относительно корпуса,при этом новые участки винтовой поверхности подвергаются упрочнению. Устройство позволяет обрабатываь длинномерные детали типа ходовых винтов и обеспечивает регулировку величины упрочнения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. С Ј

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК

20192 А1 (19) ((I> (51)5 В ?1 Н 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4401844/31-27 (22) 01.04.88 (46) 15.01.91. Бюп. Р 2 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.M.Áî÷êîí, И.С.Афтаназив, А.M.Кук и В.А.Щигель (53) 621.771.013(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 538794,, кл . В 21 Н 3/06,30.09.75. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧЙЕНИЯ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для упрочняющей обработки винтовых поверхностей. Цель— расширение технологических возможностей за счет обработки длинномерных деталей. Устройство содержит один или несколько корпусов, укрепленных на платформе, обрабатывающие инструменты, установленные н корпусе в дна ряда, охватывающее кольцо и вибровозИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для упрочняющей обработки винтовых поверхностей, например резьбы, ходових винтов и пр.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обработки длинномерных деталей типа ходовых винтов.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.t на фиг.3 — вид Б на фиг.2; на фиг.4 — вариант исполнения устрой2 будитель. Обрабатывающий инструмент имеет центрирующий и деформирующий участки, расположенные на его внутренней поверхности, а также ударный участок на наружной поверхности. В процессе обработки деталь внинчивают между центрирующими участками инструмента, а затем сообщают корпусу колебания. При этом охватывающее кольцо, размещенное на корпусе, вращается, взаимодействуя с ударными участками обрабатывающих инструментов, которые деформирующими участками воздействуют на деталь, упрочняя ее. В процессе обработки осуществляется нибрационное перемещение детали относительно корпуса,при этом новые участки винтовой поверхности подвергаются упрочнению. Устройство позволяет обрабатываь длинномерные детали типа ходовых винтов и обеспечивает регулировку величины упрочнения.

2 зп. Aлы, 4 ил. стна при обработке особо длинных деталей.

Устройство для упрочнения винтових поверхностей содержит подпружиненную, т ° е. установленную на упругих элементах 1 на плите 2 платформу 3.

К платформе 3 присоединен нибровоз- будитель колебаний, состоящий из оси 4, на которой на опорах 5 качения установлена обойма с дебалансом 6.

Через эластичную муфту 7 дебаланс соединен с электродвигателем 8. На .платформе 3 жестко укреплен цилиндри162019? ческий корпус 9 с фланцами 10, между которыми на опорах 11 качения с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости установлено охватывающее кольцо 12. В корпусе 9, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра резьбы упрочняемой резьбовой детали 13 равномерно по его окружности и с осевым смещением друг относительно друга выполнены наклонные пазы 14 угол наклона g которых относительно плоскости платформы равен углу подъема резьбы упрочняемой детали. Осевое смещение t< пазов друг относительно друга равно г.

С = — — ) и где t2 — шаг резьбы обрабатываемой детали 13;

n — количество пазов.

В каждом из пазов корпуса под таким же углом наклона 0(к плоскости платформы установлены в два ряда с 25 возможностью поворота на осях 15 об рабатываюцие инструменты 16, твердость материала которых выше твердости материала обрабатываемой детали. Каждый обрабатывающий инструмент

16 выполнен в виде криволинейного тела и содержит три участка: центрирующий А, деформирующий В и удар" ный С. Центрирующий и деформирующий участки расположены на внутренней поверхности обрабатывающего инструмента, при этом центрирующий участок ограничен окружностью радиуса R, Ударный участок расположен на,наружной поверхности обрабатывающего 40 инструмента и взаимодействует с охватывающим кольцом 12.

Деформирующий и ударный участки ограничены окружностью одного радиусВ R1 ° причем R1 2 Ro oПрофиль

45 центрируюцего А и деформирующего В участков обрабатывающего инструмента 16 выполнен соответствующим профилю резьбы обрабатываемой детали 13, а ширина обрабатывающего инструмен50 та 16 больше величины шага резьбы

t детали 13. В том случае, когда из

Я. условий эксплуатации детали 13 ставится задача упрочнения лишь впадины резьбы угол деформирующего участЭ

55 ка В обрабатывающего инструмента 16 выполнен на 4-6 меньшим угла профио ля резьбы детали. В каждом из наклонных пазов 14 на осях 15 между обрабатываюцими инструментами 16 установлена дистанционная втулка 17. Ее длину, толщину обрабатывающего инструмента и ширину паза выбирают такими, чтобы расстояние с между кромками центрирующих А участков обрабатывающего инструмента 16 соответствовало нескольким шагам t резьбы обрабатываемой детали 13. Диаметр внутренней поверхности охватывающего кольца 12 выполнен равным и = й+ 4Е + 2Е, ов где d — внутренний диаметр упроч-, няемой резьбы;

g = 4А — эксцентриситет охватывающего кольца 12;

А — амплитуда колебаний платформы 3.

Величина эксцентриситета Е обусловлена верхней границей диапазона вибрационного поддержания вращения охватываюцего кольца 12 под действием колебаний-платформы 3. Корпус 9 в зоне установки на нем охватывающего кольца 12 выполнен цилиндрическим с наружным диаметром П„, удовлетворяюцим неравенство

"к cd+ 4 . что обеспечивает контактирование охватывающего кольца 12 с ударными участками С инструмента 16 при его обкатке по наружной поверхности корпуса 9. На кронштейне 18 с возможностью регулирования осевого положения относительно корпуса 9 установлен концевой переключатель 19, связанный электрической цепью с системой управления электродвигателя 8.

Упрочнение винтовых поверхностей осуществляют следующнм образом.

Подлежащую упрочнению деталь 13 устанавливают вкручиванием в центрируюцие участки А обрабатывающих инструментов 16. Включением электродвигателя 8 через эластичную муфту 7 сообщают вращение от вала электродвигателя дебалансу 6. При вращении дебаланса 6 возникают круговые колебания платформы 3 н закрепленного на ней корпуса 9. Под действием этих колебаний установленное иа корпусе 9- на опорах качения охватывающее кольцо 12 вовлекается в режим вибрационного вращения. Набегая при своем вращении

25

5 162019 на выступающие за пределы цилиндрического корпуса 9 ударные участки С, охватывающее кольцо 12 взаимодействует с ними, поворачивая обрабатывающий инструмент 16 вокруг оси 15 до контакта их деформирующих участков В с обрабатываемой деталью 13.

Средняя за период величина усилия взаимодействия охватывающего кольца

12 с обрабатываемой деталью 13 прямо пропорциональна его массе, эксцентриситету и квадрату круговой частоты колебаний платформы 3. Поскольку твердость материала обрабатывающего инструмента 16 превышает твердость материала обрабатываемой резьбовой поверхности детали 13, материал ее в местах контакта пластически деформируется и упрочняется. Так как обрабатывающий инструмент установлен равномерно в два ряда через несколько витков резьбы детали, то этим обеспечивается ее надежное центрирование и исключается смятие витков. В ходе упрочнения имеет место эффект вибрационного поддержания вращения детали 13 относительно корпуса 9. При

2 6 тель 8 привода, удапяют упрочненную деталь 13, на ее место устанавливают очередную подлежащую обработке, изменяют направление вращения вала электродвигателя 8 и цикл обработки повторяют в описанном порядке °

Упрочнение особо длинномерных резьбовых деталей типа ходовых винтов (фиг.4) осуществляют с использованием устройства, содержащего установленную на упругих элементах 1 на плите

2 платформу 3, к которой присоединены вибронозбудигели круговых колебаний.

Количество и корпусов 9 выбирают в . зависимости от длины и жесткости обрабатываемой детали 13. Чем длиннее и менее жесткая обрабатываемая деталь, тем больше устанавливают корпусов 9.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обрабатывать длинномерные детали типа ходовых винтов и обеспечивает регулировку величины упрочнеиия за счет изменения частоты колебаний, а также массы и эксцентриситета охватывающего кольца °

Формула изобретения

50 этом наличие резьбы, взаимодействующей с центрирующими участками А,приводит к ввинчиванию или вывинчиванию детали 13 в корпусе 9 в зависимости от направления колебаний платформы 3.

В процессе винтового движения все новые участки обрабатываемой поверхности подвергаются ударному контактированию с деформирующими участками

В, чем обеспечивается равномерность упрочнения всей резьбовой поверхности обрабатываемой детали 13. После того, как обрабатываемая деталь 13 на всю подлежащую упрочнению длину ввинтится в корпус 9 своим торцом, она воздействует на концевой переключатепь 19, подающий сигнал на схему управления электродвигателем 8, которая обесточивает электродвигатель и .после остановки включает в противоположном направлении. При этом изменяются на противоположные: направление вращения вибровозбудителя с дебалансом 6, колебания платформы 3 и вращение охватывающего кольца 12.

Происходит вывинчивание детали из корпуса 9, сопровождающееся повторным упрочнением ее резьбовой поверхности. После почти полного вывинчивания обрабатываемой детали 13 из корпуса 9 останавливают электродвигаУстройство для упрочнения винтовых поверхностей, содержащее плиту, корпус, в котором на осях свободно расположены обрабатывающие инструменты, установленное с возможностью взаимодействия с последними и перемеще-, HHR охватывающее кольцо и внбровозбудитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обработки длннномерных деталей, оно снабжено установленной на плите с возможностью колебаний подпружиненной платформой, причем корпус закреплен на упомянутой платформе, оси с обрабатывающими инструментами расположены параллельно оси корпуса, а инструменты на них размещены в два ряда.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый из обрабатывающих инструментов выполнен в виде криволинейного тела с деформирующим, ударным и круглым центрирующим участками, при этом ударный участок расположен на наружной поверхности обрабатывающего инструмента с возможностью взаимодействия с охваты"вающим кольцом, а центрирующий н де- формирующий участки расположены на его внутренней поверхности.

1620192

3. Устройство по п.2, о т л и» ме соосно укреплены несколько корпуч а ю щ е е с я тем, что на платфор1

1620! 92

1620192

Составитель С,Чукаева

Редактор И.Середа Техред 31.Сердюкова Корректор Н.Король

Заказ 420б Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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