Устройство для поверхностно-упрочняющей обработки

 

Сущность изобретения.-устройство для поверхностно-упрочняющей обработки выполнено в виде многошпиндельной головки, установленной на каретке с санями на траверсе , двухстоечного станка. Каждый шпиндель 3 головки снабжен переходником 2 с корпусом 1, включающим деформирующие элементы 8 в виде роликов с кольцевой канавкой 9 и сопрягающиеся по своим образующим и внутренними стенками корпуса 1 и многогранной оправкой 7. По следние снабжены пазами 12, 13. которые служат для ус

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я is В 24 В 39/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

18

И

Щ

17

Л

Фиг. 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909861/27 (22) 11.02,91 (46) 15.02.93, Бюл. ¹ 6 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) А.Ф.Алексеен ко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1049239, кл. В 23 В 39/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1523319, кл. В 24 В 39/02, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОУПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ 3

„„ Ы„„1794634 А1 (57) Сущность изобретения;устройство для поверхностно-уп рочняющей обработки выполнено в виде многошпиндельной головки, установленной на каретке с санями на траверсе, двухстоечного станка, Каждый шпиндель 3 головки снабжен переходником 2 с корпусом 1, включающим деформирующие элементы 8 в виде роликов с кольцевой канавкой 9 и сопрягающиеся по своим образующим и внутренними стенками корпуса 1 и многогранной оправкой 7. Последние снабжены пазами 12 13, которые служат для ус1794634

30

40 тановки пластин — фиксаторов 11 иудерживают элементы 8 от выпадэния из корпуса 1, Оправка 7 установлена соосно плунжеруштоку 15, который одновременно служит нижней опорой пружин 16, 17, снабженных регулируемой опорой — гайкой 18. Между плунжером — штоком и деформирующими элементами 8 размещены подшипниковые шарики 22, находящиеся в плотноупакованИзобретение относится к технологическим операциям обработки деталей поверхностным пластическим деформирован ием, Известно устройство, выполненное в виде инструментального блока и содержащее корпус в виде толстостенного стакана, в перфорациях которого размещены деформирующие элементы в виде роликов ступенчатой формы, одним торцем опирающиеся на упругий промежуточный элемент в виде металлического гофрированного резервуара, заполненного жидкостью,. полость которого соединена с источником колебаний расположенного на шпинделе оппозитно корпусу. К недостатку устройства относится следующее. деформирующие элементы на .. цилиндрической поверхности корпуса в случае обработки плоских поверхностей остаются ненагруженными, в результате колебательная система: резервуар — торцевые упрочнители работают с отставани м (запаздыванием в амплитудно — частотной характеристике по отношению к работе источника колебаний, То есть, нарушается жесткая кинематико-динамическая связь за счет выборки мертвого хода при каждом периоде колебания упругого резервуара относительно стенок корпуса (гарантированный зазор в 1,0 ... 1,5 мм). И наоборот, при обработке цилиндрических внутренних поверхностей незамкнутыми (ненагруженными) остаются деформирующие ролики торцевой части инструмента. Для исключения этих недостатков можно было бы в первом случае боковые ролики замкнуть на сьемную бандажную обойму, а во втором случае, — на закрепляемый торцевый диск, но тогда происходил бы непроизводительный износ сферы роликов, Кроме того. рабочие сферические поверхности роликов торцевой части инструмента расположены между собой на значительном расстоянии, что при обработке особенно плоских поверхностей способствует формированию регулярных 45 упрочненных и неупрочненных зон, при ном объемном взаимном расположении под действием пружин 16,17. при этом СОЖ с добавками ПАВ поступает в зону деформи-. рования через центральный канал оправки

7 и радиальные отверстия в нем и далее через пространственные зоны между промежуточными 22 и деформирующими 8 элементами. 3 з,п.ф — лы, 4 ил. этом сама схема деформационного нагружения преимущественно носит контактно— сдвиговой характер. и в случае увеличения числа оборотов шпинделя с инструментом с целью формирования большей сплошности упрочненных зон, значительно снижается интенсивность наклепа по глубине поверхностного слоя и степени наклепа детали.

Цель иеобретения — расширение технологических возможностей и улучшения качества обработанной поверхности, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для поверхностно — упрочняющей обработки, содержащем шпиндельную головку, каждый шпиндель которой оснащен оппозитно закрепленными на нем источником колебаний и корпусом с переходным фланцем, размещенным в корпусе, деформирующими роликами промежуточными элементами и истоком, кинематически связанным с источником колебаний, и с деформирующими роликами, согласно изобретению каждый из корпусов выполнен сменным и снабжен нажимной гайкой с пилонами и оправкой, аксиально установленной внутри корпуса и выполненной с наружной поверхностью, ответной внутренней поверхности корпуса, шток расположен между корпусом и оправкой и оснащен пружинами и плунжером, установленным с возможностью взаимодействия с промежуточными элементами, при этом нажимная гайка связана с переходным фланцем резьбовым соединением, э упомянутые пилоны расположены на торцевой поверхности нажимной гайки с равным угловым шагом и сопряжены с выполненными.нэ наружной поверхности корпуса пазами.

С целью обработки плоских поверхностей оправка выполнена с призматической наружной поверхностью и оснащена фиксаторами, деформирующие ролики выполнены с кольцевыми проточками и установлены между оправкой и корпусом, при этом ролики сопряжены по образующим цилиндриче1794634

20 устанавливаемой на каретке с санями 5 тра-, версы 6 двухстоечного станка, для случая обработки плоских поверхностей. 25

35

45

50 точника колебаний 23 (электромагнитным 55 вибратором) и гибким шлангом 24 для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости (трансформаторное масло с добавлением поверхностно-активных веществ—

ПАВ) под давлением, поступающей через ских поверхностей друг с другом и соответственно с внутренней и наружной поверхностью корпуса и оправки. Оправка оснащена реэьбовой пробкой с конусной наружной поверхностью, установленной с возможностью взаимодействия с фиксаторами. С целью обработки внутренних цилиндрических поверхностей корпус выполнен в виде стакана с отверстиями в боковых стенках, а деформирующие ролики установлены в упомянутых отверстиях и выполнены с цилиндрическим уступом, На фиг.1 изображена шпиндельная головка, общий вид; на фиг.2 — корпус блока для отделочно-упрочняющей обработки плоских поверхностей; на фиг.3 — сечение . А — А на фиг.3; на фиг.4 — корпус инструмента для отделочно — упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей.

Устройство содержит корпус 1, который посредством переходного фланца 2 крепится к шпинделю 3 шпиндельной головки 4

Внутри корпуса 1 между державкой 7 и корпусом 1 размещены деформирующие элементы 8,выполненные в виде роликов с цилиндрическим уступом (проточкой) 9 и сферическими торцами 10, многоугольные пластины — фиксаторы 11, которые установлены в окнах образованными уступами 9 и пазами 12, 13 соответственно в корпусе 1 и оправке 7. При этом фиксаторы в державке

7 выполнены в виде секций, которые зафиксированы конусным участком. резьбовой пробки 14. Между стенками, корпуса 1 и державкой 7 размещен по скользящей посадке плунжер — шток 15 являющийся нижней опорой пружин 16, 17, а в верхней части — с регулируемой нажимной опорой — гайкой

18, которая посредством, по крайней мере трех пилонов 19, равнорасположенных относительно оси корпуса 1 и проходящих через окна — пазы 20, опираются на торец опоры — гайки 18. С внешней стороны корпуса 1 имеется шкала 21 для контроля силы натяжения пружин 16, 17. Между плунжером — штоком 15 и роликами 8 расположены промежуточные элементы 22 (подшипниковые шарики под натягом пружин 16, 17, диаметром 3/32 — 1/8).

Плунжер-шток 15 в верхней части соединен с подвижной системой (якорем) исвнутренний канал плунжер †што 15 в оставшееся пространство между промежуточными 22 и деформирующими роликами 8.

Головка 4 снабжена по крайней мере двумя шпинделями 3 и установлена на каретке 4 с возможностью фиксированных поворотов в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Инструментальный блок работает следующий образом, В.зависимости от физико-механических свойств, исходной шероховатости и вида обрабатываемой поверхности, а также технических условий на окончательно обра5 ботанную поверхность, устанавливается требуемый корпус 1, с соответствующими деформирующими элементами 8 снабженные заданным радиусом сферы 10.

В случае обработки плоских поверхностей, например направляющих станин металлорежущего оборудования, последние устанавливаются и закрепляются на столе продольно — шлифовального двухстоечного станка, на траверсе которого закреплена многошпиндельная головка 4. После окончания операции шлифования направляющих, по траверсе отводится шлифовальная головка и подводится головка 4 с деформирующими элементами, и в зависимости от ширины направляющих, геометрии поперечного сечения направляющих прямоугольная, (треугольная) производят разворот головки

4 относительно плоскости обработки и ширины охвата поверхности, то есть корпус со шпинделями устанавливают так, чтобы след от блока инструментов перекрывал ширину обрабатываемой поверхности. Осевой подачей подводят деформирующие инструменты к обрабатываемой поверхности на заданную величину натяга пружин 16, 17 протарированной в Н (смотрят по шкале на корпусе 1). Включают подачу СОЖ, электромагнитный вибратор 23 и продольную подачу стола. В результате ударных нагружений плунжера — штока 15 на промежуточные 22 и деформирующие 8 элементы и горизонтальной подачи обрабатываемой поверхности детали производится ее уплотнение и отделка — создается регулярность впадин и выступов (декорирование) топографического рельефа, а добавки поверхностно — активных веществ в СОЖ обеспечивают режим хемосорбции избирательного переноса, что дополнительно увеличивает износостойкость направляющих поверхностей, особенно если они работают с контртелом в виде латунных накладных пластин.

Меняя величину подачи, амплитуду, частоту колебаний подвижной системы вибра1794634 тора 23 осевых колебаний плунжера-штока

15, радиус сферы 10 обеспечивается качест"венное получение показателей топографического рельефа и физико †механическ свойств.

Введение обработки направляющих станин настоящим устройством заменяет малопроизводительную ручную операцию шабрения, Формула изобретения

1, Устройство для поверхностно — упрочняющей обработки, содержащее шпиндельную головку, каждый шпиндель которой оснащен оппозитно закрепленными на нем источником колебаний и корпусом с переходным фланцем, размещенным в корпусе, деформирующими роликами, промежуточными элементами и штоком, кинематически связанным с источником колебаний и с деформирующими роликами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и улучшения качества обработанной поверхности, каждый иэ корпусов выполнен сменным и снабжен нажимной гайкой с пилонами, и оправкой, аксиально установленной в корпусе и выполненной с наружной поверхностью, ответной внутренней поверхности корпуса, . шток расположен между корпусом и оправкой и оснащен пружинами и плунжером, установленным с возможностью взаимодействия с промежуточными элементами, при этом нажимная гайка связана с переходным фланцем резьбовым соединением, а пилоны расположены на торцевой поверхности нажимной гайки с равным угловым

В случае обработки цилиндрических поверхностей и, в частности, блоков цилиндров ДВС, в зависимости от количества отверстий блока на каретке 5 станка ус5 танавливается соответствующее число шпиндельных модулей с подсоединением последних к соответствующим системам энергоснабжения, после чего устанавливаются корпуса с деформирующими злемента10 ми для обработки отверстий и процесс ведут в известной последовательности. шагом и сопряжены с выполненными на наружной поверхности корпуса пазами, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения обработки плоских поверхностей, оправка выполнена с призматической наружной поверхностью и оснащена фиксаторами, деформирующие ролики выполнены с кольцевыми проточками и установлены между оправкой и корпусом, при этом ролики сопряжены по образующим цилиндрических поверхностей друг с другом и соответственно с.внутренней и наружной поверхностями корпуса и оправки.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес si тем, что оправка оснащена резьбовой пробкой с конусной наружной поверхностью, установленной с возможностью взаимодействия с фиксаторами.

4. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения внутренних цилиндрических поверхностей, корпус выполнен в виде стакана с отверстиями в боковых стенках, а деформирующие ролики установлены в упомянутых отверстиях и выполнены с цилиндрическим уступом.

1794 б34

1794634

Фиг. 4

Составитель Н. Кукина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Ревская

Редактор

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

Заказ 391 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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