Способ калибровки поверхности изделий

 

Изобретение может быть использовано для обработки поверхности изделия и изменения прочностных свойств по всему объему при получении повышенного класса точности и чистоты поверхности. Перед деформированием осуществляют нагрев инструмента (либо заготовки), осуществляют соединение заготовки и инструмента, Деформирование осуществляют путем охлаждения инструмента (либо заготовки), объем которого при охлаждении уменьшается , деформируя с малыми степенями заготовку . Предлагаемый способ позволяет получить окончательный размер высокой точности, чистоту поверхности и геометрическую форму детали.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 21 0 3/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882757/27 (22) 19,11.90 (46) 15.03,93, Бюл. N. 10 (75) Б. П. Таланов (56) Навроцкий Г. А. Холодная объемная штамповка. Справочник. М.: Машиностроение, 1973, с. 84-85. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение может быть использовано для обработки поверхности изделия и изменения прочностных свойств по всему объеИзобретение относится к способам обработки поверхности изделия и изменения прочностных свойств по всему его объему, при получении повышения класса точности и чистоты поверхности.

Изобретение позволяет также исправить геометрическую форму (нецилиндричность, непрямолинейность), когда искажение формы находится в пределах допуска и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для получения высокоточных иэделий.

Целью изобретения является повышение прочностных характеристик практически по всему объему материала изделия, снижение стоимости обработки.

Поставленная цель достигается тем, что усилие деформации прикладывают и снимают путем изменения разности температур между инструментом и иэделием.

В общем случае зто калибровка охватываемой или охватывающей поверхности лю„„Я2 „„1801659 Al му при получении повышенного класса точности и чистоты поверхности. Перед деформированием осуществляют нагрев инструмента (либо заготовки), осуществляют соединение заготовки и инструмента, Деформирование осуществляют путем охлаждения инструмента (либо заготовки), объем которого при охлаждении уменьшается, деформируя с малыми степенями заготовку, Предлагаемый способ позволяет получить окончательный размер высокой точности, чистоту поверхности и геометрическую форму детали. бой сложной формы, например, шлицевые поверхности, рифленые и зубчатые поверхности и многие другие.

Предлагаемый способ может быть пояснен на примере калибровки вала.

Для калибровки вала он изготавливается с большим размером, чем требуемый, низкого квалитета и чистоты, т.е. заготовку получают на обычном станочном или прессовом оборудовании.

Для получения высокого класса точности из данной заготовки, высокого класса чистоты инструмент изготавливают нужного класса точности и чистоты в виде втулки.

Материал втулки желательно испольэовать с более высокими прочностными свойствами, чем материал заготовки.

Однако это требование не является обязательным. Аналогичный результат может быть получен при толщине стенки втулки намного больше диаметра вала, допустим в

2-3 раза.

1801659

Вал вставляется свободно во втулку.

Это обеспечивается допусками на втулке и валу.

Втулку охлаждают, а вал нагревают.

Нагрев может быть осуществлен токами высокой частоты с плоским индуктором, а охлаждение путем подачи хладагента или его паров в полость втулки вокруг охватывающей ее поверхности.

Из-за тепловых деформаций сопрягаемая поверхности вала и втулки входят в контакт, возникают напряжения соизмеримые с предельными нагрузками для материала.

По всему объему вала происходят процессы дефомации кристаллической решетки аналогичные тем, которые возникают при ковке.

Поверхность вала приобретает класс чистоты, который полностью соответствует классу обработки внутренней поверхности втулки, т.к,.микронеровности снимаются, Силовые взаимодействие. контактирующих поверхностей приводит к тому, что после остывания вала и нагрева втулки— инструмента размер вала уменьшается, а втулки — увеличивается.

Рассмотрим худший случай, когда материал втулки-инструмента и вала-заготовки имеет одинаковые или близкие прочностные характеристики, В этом случае деформация будет примерно одинакова и размеры после разьединения заготовки и инструмента изменяется также одинаково, Однако при последующем и многократном использовании втулки-инструмента ее изменение размера будет много меньше, т.к. за счет многократного упрочнения ее прочностные свойства резко возрастут.

° Операция начального упрочнения может быть проведена заранее на одной детали-заготовке, Последующие операции калибровки поддаются точному расчету.

Для этого замеряют размер заготовки и по расчетной или полученной путем технологических проб таблице определяют необходимые температуры вала-заготовки и втулки-инструмента. В большинстве случаев достаточно будет только нагрева вала, Температура нагрева не должна быть выше критической, которая приводит к изменению кристаллической решетки, фазовым превращениям и изменению физико-механических свойств, По мере износа инструмента-втулки температуру нагрева вала-заготовки повышают. Под износом понимается увеличение калибровочного размера., Еще больше упрощается задача расчета окончательного размера, если материал инструмента имеет прочностные характеристики намного выше материала иэделия-заготовки (вала), например материал вала— алюминий, а материал втулки — высокопрочная сталь. Кстати говоря, на алюминии практически невозможно получить высокий класс чистоты, т.к, он не поддается финишным с использованием абразивного инструмента операциям, а таких материалов много, 10 В описанном случае можно вообще не учитывать абсолютный размер обрабатываемой детали-вала, т.к. схема деформации приобретает совсем другой характер: практически абсолютно жесткий инструмент

15 (втулка) и мягкая заготовка (вал), которая при любом отклонении размера будет деформирована до заданного размера.

Возможны любые другие варианты получения разности температуры между инструментом-втулкой и. заготовкой-валом.

Например нагреть втулку, свободно вставить вал. При охлаждении сопряженных деталей получим вышеописанный процесс.

Для разъединения втулки и вала опять нагревают втулку и свободно извлекают вал.

Для быстрого нагрева втулки может быть использован индикатор с установкой ТВЧ.

Калибровка вэлэ с массой 20 кг займет

5 — 10 мин, т.е. время несоизмеримое с суЗ0 перфишиными операциями, причем указанное время в основном пойдет на достижение разности температур, т.к. сама калибровка не требует выдержки и займет

10+15 с.

Аналогично используется способ,при обработке втулки, когда инструментом является вал.

Как правило, высокий класс точности и чистоты вала и втулки требуется для сопря40 женных плунжерных.пар, например для насосов, когда основным критерием является зазор сопряжения, а сам размер в пределах допуска не играет роли. Такие пары получают путем трудоемкой притирки, а предлага45 емый способ позволяет получить такие пары просто с минимальной трудоемкостью и с заданным зазором, допустим, в несколько микрон, Причем, такая калибровка не зависит от степени износа инструмента (вала для калибровки втулки и втулки для калибровки вала). Способ также, позволяет вообще устранить брак, т.к. всегда варьированием разности температуры можно получить необходимый размер ответной. детали, Т.е.

55 для описанного случая после проведения технологической пробы можно составить соответствующие таблицы для абсолютных размеров вала и втулки, которые должны в дальнейшем использоваться совместно и образовывать плунжерную пару.

1801659

Составитель Б. Таланов

Техред М. Моргентал Корректор.А. Обручар

Редактор B. Трубченко

Заказ 814 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Способ может быть использован на малых предприятиях, т.к. не требует дорогостоящего оборудования и высокой квалификации.

Формула изобретения

Способ калибров :и поверхности изделий, при котором к заготовке инструментом прикладывают усилие деформации и осуществляют калибровку, после чего усилие снимают, отл ич а ю щи и е я тем, что. с целью повышения качества обработки за счет повышения прочностных характеристик и сни5 жения затрат на обработку, усилие деформации прикладывают и снимают путем изменения разности температур между инструментом и изделием.