Устройство для формирования металлического покрытия на наружной поверхности детали

 

Сущность устройства поясняется описанием его работы. На осях 9. 11 зубчатых колес 7, 8 закрепляют деталь 1 и копир 4. С помощью двигателя через шестерню 6 приводят во вращение зубчатые колеса 7, 8. В камере 21 создают избыточное давление Р0, под действием которого поршень 20 перемещается вертикально вниз вместе с направляющими стойками 18, 19 и жестко прикрепленной к ним С-образной планкой 13 и роликами 14, 15. Ролик14 обкатывает поверхность копира 4, а ролик 15 деформирует нагретое до 1050°С покрытие 2, предварительно нанесенное на деталь 1, формируя покрытие требуемого размера. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 22 F 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17

l5

2У

i 6 2

10 6 Е /7 (21) 4865093/02 (22) 10.09.90 (46) 23.10.92. Бюл, М 39 (71) Белорусский политехнический институт (72) B.À.Êàðïóøèí, В.Ф.Горошко, В.Г,Войтов и П,Н.Теренько (56) Авторское свидетельство СССР

Q 11443355440077, кл. В 22 F 7/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА НАРУЖНОЙ ПО В Е РХН ОСТИ ДЕТАЛ И (57) Сущность устройства поясняется описанием его работы. На осях 9. 11 зубчатых

2б

2)

Ж

16

Я... Ы,, 1770093 А1 колес 7, 8 закрепляют деталь 1 и копир 4. С помощью двигателя через шестерню 6 приводят во вращение зубчатые колеса 7, 8. В камере 21 создают избыточное давление Р0, под действием которого поршень 20 перемещается вертикально вниз вместе с направляющими стойками 18, 19 и жестко прикрепленной к ним С-образной планкой

13 и роликами 14, 15. Ролик14 обкатывает поверхность копира 4, а ролик 15 деформирует нагретое до 1050 С покрытие 2, предварительно нанесенное на деталь 1, формируя покрытие требуемого размера. 1 ил.

1770093

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для формирования металлических покрытий на наружной поверхности деталей сложной формы, например, дисковых кулачков.

Известно устройства для формирования металлического покрытия.на наружной цилиндрической поверхности, включающее нагреватель и уплотняющие элементы, корпус, упоры и грузы (авт.св. М 1297993, кл. В

22 F 7/04,3 /00,1987). В известном устройстве уплотняющие элементы выполнены в виде рычагов, тяг, осей и роликов, последние установлены на рычагах с возможностью контактирования с порошком, а упоры установлены в корпусе с воэможностью взаимодействия с тягами.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности нанесения с его помощью металлических покрытий на детали, имеющие сложные наружные поверхности.

Известно также устройство для формирования металлического покрытия на наружной поверхности детали, выбранное авторами в качестве прототипа {авт.св.

СССР М 1435407, кл. В 22 F 7/04, 1988).

Известное устройство содержит источник нагрева, устройство для создания дополнительного давления на порошковое покрытие и привод перемещения, выполненный в виде реверсивного двигателя с червякам, двух горизонтальных осей, одна из которых подпружинена, скобы, установленные на осях с возможностью углового поворота и червячного колеса, жестко прикрепленного к скобе с возможностью взаимодействия с червяком. устройство для создания дополнительного давления на покрытие выполнено в виде прямоугольной пластины, установленной с возможностью вертикального перемещения, графитовой плиты, размещенной на пластине и разреэных биметаллических элементов, размещенных на скобе под пластиной.

Недостатками известного технического решения, выбранного авторами в качестве прототипа, являются: — отсутствие возможности формирования металлического покрытия на детали сложной формы, например, плоские кулачки; — недостаточно высокое качество наносимого покрытия вследствие отсутствия возможности регулирования усилия давления в широком диапазоне íà упрочняемую поверхность. Максимальное усилие создается биметаллическими элементами, которые, нагреваясь до высокой температуры, теряют упругие свойства;

40 .шестерни, кинематически связанной с рас45

5

35 — отсутствие возможности нанесения металлических покрытий на детали различных диаметров; — невысокая точность наносимого металлического покрытия, которая зависит от степени расширения биметаллических элементов, следовательно, стабильности температуры нагрева.

Целью изобретения является повышение качества и расширение функциональных возможностей за счет формирования покрытий на деталях сложной формы и различных типоразмеров, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для формирования металлического покрытия на наружной поверхности детали, содержащем источник нагрева, привод вращения детали и средство для создания дополнительного давления, привод вращения выполнен в виде центрально установленной на оси двигателя шестерни, кинематически связанной с расположенными по обе стороны зубчатыми колесами, на оси которых жестко прикреплена деталь, а на оси другого — копир, форма и размеры которого соответствуют форме и размерам детали с нанесенным покрытием, средство для создания дополнительного давления выполнено в виде горизонтальной С-образной скобы с установленными на ней с возможностью вращения цилиндрическими роликами с копиром и упрочняемой деталью и жестко связанной посредством двух параллельных направляющих стоек с поршнем, установленным с возможностью вертикального перемещения.

Выполнение привода вращения в виде центрально установленной на оси двигателя положенными по обе стороны зубчатыми колесами, на оси которых жестко прикреплена деталь, на оси другого — копир, форма и размеры которого соответствуют форме и размерам детали с нанесенным покрытием, обеспечивает возможность формирования покрытия на детали сложной формы, например, плоском кулачке, благодаря имеющему место синхронному вращению кулачка и копира, которое определяется первоначальной установкой кулачка и копира на шпанках для угловой ориентации указанных деталей и равенством делительных диаметров зубчатых колес, расположенных соосно копиру и детали. Кроме того, в представленном устройстве обеспечивается возможность упрачнения наружных поверхностей практически любой формы плоских кулачков. Достаточно изменить форму копира, чтобы упрочнять деталь другой конфигура1770093

55 ции, Точность детали с покрытием соответствует точности изготовленного копира.

Выполнение средства для создания дополнительного давления в виде горизонтальной С-образной скобы с установленными на ней с воэможностью вращения цилиндрическими роликами, контактирующими с копиром и упрочняемой деталью и жестко связанной посредством двух параллельных стоек с поршнем, установленным с возможностью вертикального перемещения, обеспечивает возможность получения наносимого покрытия повышенного качества благодаря регулированию усилия давления в широком диапазоне путем изменения давления Ро в камере, что обеспечивает получение покрытий с заданными физико-механическими свойствами.

Благодаря вертикальному перемещению Собразной скобы обеспечивается возможность формирования металлических покрытий на кулачках различных типоразмеров и формы.

Расположение цилиндрических роликов узла создания дополнительного давления симметрично, по обе стороны от параллельных стоек, обеспечивает возможность повышения точности формирования покрытия за счет высокой жесткости узла создания дополнительного давления, а также высокой точности вертикального перемещения С-образной скобы и роликов узла для создания дополнительного давления.

На чертеже показан общий вид устройства для формирования металлического покрытия на наружной поверхности детали сложной формы (плоских кулаков), где позицией 1 обозначена упрочняемая деталь с нанесенным на нее покрытием 2, позицией

3 — источник нагрева. Привод вращения детали 1 и копирэ 4 выполнен в виде центральной, установленной на оси 5 двигателя (не показан) шестерни 6, кинематически связанной по обе стороны колесами? и 8. На оси 9 зубчатого колеса 7 прикреплен с помощью шпонки 10 копир, а на оси 11 — с помощью шпонки 12 — упрочняемая деталь 1.

Средство для создания дополнительного давления выполнено в виде горизонтальной C-образной планки 13 с установленными на ней с возможностью вращения цилиндрическими роликами 14, 15 на осях 16, 17 контактирующими с копиром 4 и деталью 1 и жестко связанной посредством двух параллельных направляющих стоек 18 и 19 с поршнем 20, установленным с возможностью вертикального перемещения в камере 21; уплотнением 22 поршень 20 герметиэирован в камере

21.

Камера 21 скреплена с вертикальными стойками 24, 25 болтами 26, 27. Стойки 24.

25 скреплены на основании 28. Источник нагрева (индуктор ТВЧ 3) изолирован от металлической стойки электроизолирующим материалом (текстолитом), деталь 29.

Устройство для формирования металлического покрытия работает следующим образом.

На оси 9 и 11 устанавливают с использованием соответствующих шпонок 10 и 12 копир 4 и деталь 1 с предварительно нанесенным покрытием 2, Включают двигатель (не показан), который вращает ось и сидящую на оси шестерню 6, от которой в одну и ту же сторону вращаются зубчатые колеса

7 и 8. Угловые скорости шестерни (во ) и зубчатых колес(со, о ) обозначены на чертеже 1.

В камеру 21 подают избыточное давление Ро. вследствие чего поршень 20 перемещается вертикально вниз вместе с направляющими стойками 18, 19, жестко прикрепленной к ним С-образной планкой

13 и роликами 14, 15, Ролик 14 касается наружной поверхности копира 4, а ролик 15 деформирует нагретое до 15500 С покрытие

2, предварительно нанесенное на деталь 1, образуя в соответствующей точке требуемый размер.

В результате вращения детали 1 и синхронного вращения с ней кулачка 4 де аль 1 окатывается многократно деформирующим роликом 15 по всей наружной поверхности кулачка (детали 1), После окончания процесса формирования металлического покрытия 2 на поверхности детали 1 двигатель отключают, снимают дополнительное давление в камере 21 и отключают источник нагрева 3, После охлаждения детали до температуры

40...50 последнюю снимают с устройства, Пример реализации:

Температура нагрева детали tg = 1050 С

Частота =-ращения кулачка и копира и =- 20 об/мин

Усилие дополнительного давления, создаваемое с помощью пневмокамеры, Рдо . =

=10 кгс

Параметры кулачка у у = 450, р д, = 15; р;—

= 45О;

Радиус основной окружности кулачка R = 50 мм;

Диаметр роли;,а d = 15 мм, ширина кулачка

В =25 мм;

Время введения процесса t = 1,5 мин;

Материал покрытия — сплав СНН, детали— сталь 45.

1770093

Составитель А.Думчев

Техред M.Мор гентал

Корректор H.Кешеля

Редактор T.ØàãoBa

Заказ Зб99 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Применение предлагаемого технического решения обеспечивает возможность получения высококачественных металлических покрытий на наружной поверхности деталей (кулачков), прочность сцепления 5 материала покрытия с материалом детали достигает I2-14 кг/мм, пористость не Bblr. ше 5 j. Точность геометрии упрочненного кулачка — 6...7 кв.

Устройство является простым в конст- 10 руктивном исполнении, надежным 8 работе.

Формула изобретения

1. Устройство для формирования металлического покрытия на наружной поверхности детали, содержащее источник нагрева, 15 привод вращения детали, средство для создания дополнительного давления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и расширения функциональных возможностей за счет формирования покрытий 20 на деталях сложной формы и различных типоразмеров, привод вращения выполнен в виде установленной на оси двигателя шестерни, кинематически соединенной с расположенными по обе стороны зубчатыми колесами с осью одного колеса, выполненной с возможностью жесткого закрепления на ней детали, и осью второго колеса — с возможностью закрепления копира, соответствующего детали по форме и конечным размерам, а средство для создания дополнительного давления выполнено в виде горизонтальной С-образной скобы с установленными на ней с возможностью вращения и контактирования с копиром и деталью цилиндрическими роликами, жестко соединенной посредством двух параллельных направляющих стоек с поршнем, установленным с воэможностью вертикального перемещения.

2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что цилиндрические ролики расположены симметрично по обе стороны от параллельных стоек.