Способ накатывания кольцевых торцовых поверхностей
Изобретение относится к металлообработке . Его применение позволяет повысить качество накатывания кольцевых торцовых поверхностей. Способ осуществляют многороликовым инструментом с коническими деформирующими роликами, к которым через опорный элемент с выпуклой криволинейной рабочей поверхностью прикладывают в точках, расположенных по окружности, усилие накатывания. Диаметр D окружности точек приложения усилия накатывания выбирают превышающим средний диаметр обрабатываемой поверхности и величину его определяют из зависимости Рнб -D/D- -Онм vdi - h / Vd2 - h , где DH6 - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности; DHM - наименьший диаметр обрабатываемой поверхности; di - диаметр сечения ролика , контактирующего с наименьшим диаметром обрабатываемой поверхности; J2 - диаметр сечения ролика, контактирующего с наибольшим диаметром обрабатываемой поверхности; h - глбина вдавливания роликов. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 B 24 В 39/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4665188/27 (22) 23.03.89 (46) 07.03.91. Бюл. М 9 (75) Л.М.Натапов, М.Д.Медведев и Л,П.Шацман (53) 621,923.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
hL 249231, кл. В 24 В 39/02, 1967. (54) СПОСОБ НАКАТЫВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ
ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к металлообработке. Его применение позволяет повысить качество накатывания кольцевых торцовых поверхностей, Способ осуществляют многороликовым инструментом с коническими деформирующими роликами, к которым через опорный элемент с выпуклой криволинейИзобретение относится к металлообработке и может быть использовано при накатывании кольцевых торцовых поверхностей.
Цель изобретения — повышение качества обработки эа счет равномерного внедрения роликов.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого способа накатывания кольцевой торцовой поверхности; на фиг,2 — схема пластического деформирования; на фиг.3— вид А на фиг.2, Сущность способа заключается в следующем.
Обрабатываемую заготовку 1, кольцевую торцовую поверхность которой требуется накатать, неподвижно закрепляют на столе станка. К коническим деформирующим роликам 2, размещенным в сепараторе
3, через опорный элемент 4 с выпуклой кри Ж » 1632752 А1 ной рабочей поверхностью прикладывают в точках, расположенных по окружности, усилие накатывания, Диаметр D окружности точек приложения усилия накатывания выбирают превышающим средний диаметр обрабатываемой поверхности и величину его опре еляют иэ зависимости D„e — D/D—
-D, = di — h г dZ — и, где D,e — иаийолаший диаметр обрабатываемой поверхности;
Dgp — наименьший. диаметр обрабатываемой поверхности; dl — диаметр сечения ролика, контактирующего с наименьшим диаметром обрабатываемой поверхности;
dz — диаметр сечения ролика, контактирующего с наибольшим диаметром обрабатываемой поверхности; h — глбина вдавливания роликов. 3 ил. волинейной рабочей поверхностью прикладывают в точках, расположенных по окружности диаметром D, усилие накатывания F, () имеющее вертикальную составляющую Р. (Д
Указанные точки, расположенные на окружности диаметром D, являются точками взаимодействия конических поверхностей роликов с выпуклой криволинейной рабочей поверхностью опорного элемента. При этом опорному элементу 4 сообщают также вращательное движение. В результате конические деформирующие ролики, самоустанавливаясь по обрабатываемой кольцевой .торцовой поверхности, накатывают ее с глубиной вдавливания h, причем сечение ролика диаметром б1 контактирует с наименьшим диаметром DHM обрабатываемой поверхности, а сечение ролика диаметром dz контактирует с наибольшим
1632752 диаметром DHб обрабатываемой поверхност и.
Для обеспечения одинаковых условий деформирования вдоль пятна контакта роликов с обрабатываемой поверхностью, а 5 следовательно, и одинакового качества обработанной поверхности по ее ширине, диаметр Ь окружности точек приложения усилия накатывания выполняют превышающим
0нб + 0нм . 10 средний диаметр (равный ) обрабатываемой поверхности и величину его определяют из зависимости гнб D «Ж-d — и — d
Из схем пластического деформирования для любого отдельно взятого ролика (фиг,2 и 3) следует, что проекции (хорды) Li 20 и L2 площади контакта ролика с обрабатываемой поверхностью cooTBBTGTBBHHo в его сечениях с диаметрами d1 и d2 не равны между собой, и L«L2. Из геометрических соображений (параметр h является общей 25 стрелой соответствующих сегментов):
I 1= г dl ь:ь и L2= 2 d2h — h
2 (2).
Р1 vd1-ь
Р2 62 d (4). 40
Таким образом, для обеспечения одинаковых условий деформирования вертикальное усилие накатывания Р, действующее на ролик через опорный элемент, должно распределяться по ширине обрабатываемой поверхности неравномерно, в частности, составляющая усилия Pl, действующая в сечении ролика с диаметром dl, должна быть 50 меньше составляющей усилия Р2, действующей в сечении ролика с диаметром d2. В связи с этим точка приложения усилия накатывания, лежащая на окружности диаметром t3, должна быть смещена от середины в 55 сторону большого диаметра d2 ролика, т.е. - нб + - нм
Э >
Из известного в механике закона равновесия рычага.
Как известно, проекция площади контакта. прямо пропорциональна приложенному усилию накатывания, т.е, имеет место 35
L1 Ð1 соотношение — =— (3) -2 Р2
Подставляя (1) и (2) в (3), получим
Р1 а 0нб — 0 (5.)
Р2 b 0 0нм
Подставляя выражение (4) в выражение (5), получим зависимость
D„d D di и (6).
D — D- и -Т
Следует отметить, что входящие в выражения (1) и (2) параметры dl и d2 несколько отличаются от соответствующих диаметров сечений ролика, однако при глубине вдавливания К соизмеримой с шероховатостью Rz предварительно обработанной поверхности (т.е. при величинах h не превышающих нескольких сотых долей миллиметра) указанной погрешностью ввиду ее незначительности целесообразно пренебречь. По этой же причине зависимость (6) приобретает вид
0нб — 0 Ч
0нм I О2
Предлагаемый способ был опробован при накатывании торца фланца кулака шарнира полуоси переднего моста автомобиля
ЗИЛ-131. Материал детали сталь 45, твердость НВ = 156 — 197. Поверхность обкатывания — кольцо:Энб= 85 мм; OHM= 50 мм.
Шероховатость поверхности после обточки соответствовала 5 классу (R --20 мкм), отклонение от плоскостности до 0,1 мм, Накатывание производилось на вертикально-сверлильном станке мод.2А150 трехроликовой накаткой с параметрами роликов:dl=7 мм, d2=12 мм, При этом диаметр рабочего пояска нажимного элемента, передающего нагрузку на ролики, составлял
70 мм. Режимы накатывания: частота вращения инструмента 195 об/мин, охлаждающая жидкость — эмульсия, усилие накатывания Р=900-1200 кг, время накатывания 6 — 10 с. В результате обработки обеспечивалось стабильное повышение класса шероховатости по всей поверхности до 7-8 класса (Ra 0,6 — 0,4 мкм).
Предлагаемый способ обеспечивает повышение качества упрочняющей обработки кольцевых торцовых поверхностей многороликовым инструментом за счет оптимизации условий деформирования по всей ширине обрабатываемой поверхности.
Формула изобретения
Способ накатывания кольцевых торцовых поверхностей вращающимся многороликовым инструментом с коническими деформирующими роликами, согласно которому к обрабатываемой поверхности при1б32752 кладывают усилие накатывания посредством роликов, на которые воздействуют опорным элементом с криволинейной поверхностью в точках, расположенных на окружности, отличающийся тем, что, с 5 целью повышения качества обработки за счет равномерного внедрения роликов, диаметр D окружности точек приложения усилия накатывания определяют из выражения
Díб — D d> — Ь
D 0нн 7Q h где DHь — наибольший диаметр кольцевой обрабатываемой поверхности;
D> — наименьший диаметр кольцевой обрабатываемой поверхности;
d> — диаметр сечения ролика, контактирующего с наименьшим диаметром обрабатываемой поверхности;
U2 — диаметр. сечения. ролика, контактирующего с наибольшим диаметром обрабатываемой поверхности;
h — глубина внедрения роликов.
1632752
Фиг. 2
Bye дg
Составитель Г.Смирнов
Редактор В.Бугренкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор B,Ãèðíÿê
Заказ 585 Тираж 451 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, )К-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
