Способ обработки нежестких валов
Использование: обработка металлов давлением, в частности, обработка поверхностным пластическим деформированием нежестких валов. Сущность изобретения: при обработке правку и поверхностное пластическое деформирование осуществляют одновременно с постоянным усилием деформирующего инструмента. Нежесткий вал перед обработкой упруго деформируют за счет изгибающих моментов, приложенных к его концам, в направлении, обратном исходному прогибу, на величину, приведенную в материалах описания. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке поверхностным пластическим деформированием нежестких валов.
Известен способ обработки нежестких валов, при котором правку и поверхностное пластическое деформирование осуществляют с переменным усилием по заданному закону, который синхронизируют с угловым расположением точек максимального прогиба вала. Недостатком известного способа является сложность его реализации, поскольку способ предусматривает использование системы автоматического управления с большим количеством элементов, суммарная надежность которых низка и соответственно не оправдывает себя в производственных условиях вследствие снижения точности обработки. Известен способ обработки валов, при котором правку и поверхностное пластическое деформирование осуществляют с постоянным усилием деформирующего инструмента вдоль образующей вала. Недостатком данного способа является невозможность исправления малых исходных прогибов валов, что обычно имеет место в практике, поскольку степень деформации вогнутой и выпуклой сторон вала практически одинакова. Целью изобретения является повышение точности и качества обработки за счет перераспределения остаточных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки нежестких валов, при котором правку и поверхностное пластическое деформирование осуществляют с постоянным усилием деформирующего инструмента вдоль образующей вала, нежесткий вал перед обработкой упруго деформируют за счет изгибающих моментов, приложенных к концам детали, в направлении обратном прогибу на величину fперег= fисх , где fперег - величина перегиба вала отсчитанная от линии центров; fисх - величина исходного прогиба вала перед обработкой; L - длина вала; l - длина обрабатываемого участка, располагаемая симметрично относительно середины вала; r - радиус обрабатываемого вала; a - глубина залегания остаточных напряжений от отработки поверхностным пластическим деформированием. На чертеже представлена схема обработки поверхностным пластическим деформированием, реализующая способ. Способ осуществляется следующим образом. Измеряют исходный прогиб вала 1 fисх и по нему по формуле (1) рассчитывают величину перегиба вала fперег, отсчитываемую от линии центров. Затем деталь 1 устанавливают в переднем 2 и заднем 3 центрах станка, после чего фиксируют зажимными механизмами 4 и 5 соответственно передней и задней бабок. К внутренним подвижным кольцам 6, расположенным в плоскостях, перпендикулярных к оси центров 2, 3, прикладывают не менее чем в трех разных точках продольные усилия Р1, Р2, Р3 со стороны наружных подвижных колец 7, выставленных также, как и внутренние кольца 6. Так как величины сил Р1, Р2, Р3 разные по величине и направлению возникает управляемый изгибающий момент Мизг в плоскости изгиба вала 1, упруго деформирующий деталь 1 в направлении, обратном исходному прогибу вала 1 на величину перегиба fперег, отсчитываемую от линии центров 2, 3. К детали 1 подводят закрепленное в резцедержателе станка деформирующее устройство. Устанавливают давление в цилиндре 8. При этом инструмент 9 и опорный элемент 10 посредством рычагов 11 поджимаются к обрабатываемой детали 1 с величиной рабочего усилия, формирующего при обработке в поверхностном слое детали 1 остаточные напряжения на глубину a. Включают привод главного движения и вращение передают посредством поводка подвижным кольцам 6 и 7, а инструменту 9 сообщают продольное движение подачи. Таким образом обрабатывают участок вала длиной l, симметрично расположенного относительно середины вала. Вследствие перераспределения напряжений при освобождении детали происходит исправление исходной деформации нежесткого вала. П р и м е р. По предлагаемому способу проводилась обработка нежесткого вала из стали 12Х18Н10Т радиусом r = 20 мм и длиной L = 2200 мм. Вал имел исходный прогиб fисх = 1,2 мм. Назначили режимы обработки, для которых предварительно была определена глубина залегания остаточных напряжений. Так у обкатанного вала шаром диаметром 10 мм с усилием Р = 1000 Н, подачей S = 0,1 мм/об и скоростью обкатывания v = 30 м/мин глубина залегания остаточных напряжений составила a = 2 мм. По формуле (1) для обрабатываемого участка вала длиной l = 1600 мм определили величину перегиба fперег = 3,25 мм. Вал установили в центрах токарного станка и изогнули в противоположную сторону исходному прогибу на величину fперег = 3,25, отсчитанную от линии центров. Обработали участок вала длиной l = 1600 мм, симметрично расположенного относительно середины вала (L/2), на указанных режимах. После завершения обработки и освобождения детали величина прогиба вала составила f = 0,014 мм. Предлагаемый способ позволяет обеспечить процесс упрочнения обрабатываемой поверхности и исправлять деформацию нежестких валов от предыдущей технологической операции. Это обеспечит уменьшение числа бракованных деталей, а также сократит затраты на исправление брака, вызванного запредельной величиной отклонения прямолинейности оси вала.Формула изобретения
СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ВАЛОВ, при котором правку и поверхностное пластическое деформирование осуществляют с постоянным усилием посредством деформирующего инструмента, перемещаемого вдоль образующей вала, отличающийся тем, что вал перед обработкой упруго деформируют за счет изгибающих моментов, приложенных к его концам, в направлении, обратном исходному прогибу, на величину fперег=fисх,где fпеpег - величина перегиба вала, отсчитанная от линии центров, мм;
fисх - величина исходного прогиба вала перед обработкой, мм;
L - длина вала, мм;
l - длина обрабатываемого участка, расположенная симметрично относительно середины вала, мм;
r - радиус обрабатываемого вала, мм;
a - глубина залегания технологических остаточных напряжений от обработки поверхностным пластическим деформированием, мм.
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Инструмент для выглаживания // 2014985
Изобретение относится к машиностроению, в частности к инструментам для поверхностного пластического деформирова- ния, например для выглаживания
Изобретение относится к поверхностному пластическому деформированию и может быть использовано для упрочняющей обработки поверхностей деталей машин
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для обработки деталей методом поверхностной пластической деформации
Вальцовочный инструмент // 2004408
Устройство для правки и упрочнения вала // 1834791
Устройство для упрочнения деталей // 1821345
Устройство для правки и упрочнения вала // 2020012
Способ правки детали // 2019332
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к правке деталей из хрупких материалов, например, к правке чугунных коленчатых валов
Способ правки вала // 2002534
Способ калибровки поверхности изделий // 2000157
Устройство для правки и упрочнения вала // 1834791
Способ калибровки поверхности изделий // 1801659
Способ правки коленчатых валов // 1786141
Способ правки изделий // 1761354
Способ правки длинномерных изделий // 2104108
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии правки упругопластическим изгибом, и может быть использовано при изготовлении гидроцилиндров, корпусов и плунжеров глубинных штанговых насосов и других высокоточных длинномерных изделий