Устройство для поверхностного упрочнения деталей "шестерня"

Авторы патента:

B24B1/04 - Станки, устройства или способы для шлифования или полирования (шлифование зубчатых колес B23F, винтовой резьбы B23G 1/36, путем электроэрозионной обработки B23H; путем пескоструйной обработки B24C, инструменты для шлифования, полирования и заточки B24D; полирующие составы C09G 1/00; абразивные материалы C09K 3/14; электролитическое травление или полирование C25F 3/00, устройства для шлифования уложенных рельсовых путей E01B 31/17); правка шлифующих поверхностей или придание им требуемого вида; подача шлифовальных, полировальных или притирочных материалов

 

Изобретение относится к обработке деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби. Устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей работает от генератора, подающего ультразвуковые колебания через магнитострикционный преобразователь. На торце волновода образовано асимметричное гнездо для размещения обрабатываемой детали и рабочего инструмента в виде стальных шариков. Шарики, интенсивно перемещаясь внутри гнезда, ударяют по поверхности детали, упрочняя ее. Для повышения производительности и качества обработки стальные шарики плотно упаковывают в гнезде с помощью пуансона и динамометрического ключа с прибором для измерения статического усилия. Обработка детали производится как с помощью дроби, так и с помощью ультразвуковых колебаний, а также в смешанном варианте. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, к обработке поверхностей деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби и может быть использовано как при дробеструйной, так и при ультразвуковой обработке, а также в смешанном виде для упрочнения металлических деталей, в том числе из высокопрочных сталей.

Известно устройство для поверхностного упрочнения деталей по а.с. СССР N 1399081, взятое в качестве прототипа, выполненное в виде корпуса, состоящего из концентратора с камерой на его торце, в которую помещают рабочие тела в виде шариков и деталь, закрепленную на фланце.

Ширина камеры удовлетворяет соотношению h = (0,40-0,60)d, где d - диаметр концентратора, а высота составляет 0,3 изг, где изг - длина волны изгибных колебаний в стенке камеры.

Устройство имеет следующие недостатки: 1. удары шариков носят стохастический случайный характер; 2. отсутствует акустическая развязка на торец волновода с шариками, что ведет к низкому КПД его работы (холостой амплитудный ход), и не возникает стоячая волна колебаний волновода.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и качества обработки поверхностей деталей.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхности деталей, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено асимметричное гнездо для размещения в нем стальных шариков, и технологический фланец, расположенный перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца и предназначенный для установки обрабатываемой детали, снабжено пуансоном, несущим обрабатываемую деталь типа "шестерня" и установленным коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце посредством резьбы с возможностью образования стальными шариками промежуточной плотноупакованной рабочей среды между стенками гнезда, служащего одновременно матрицей, при этом пуансон снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ и прибором для измерения статического усилия на шарики.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства для упрочнения деталей, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - узел для создания плотноупакованной рабочей среды.

Устройство состоит из ступенчатого концентратора 1, на торце которого сквозным пазом с галтелями в основании образовано асимметричное гнездо со стенками 2. Волновод закреплен на трансформаторе упругих колебаний магнитострикционного преобразователя 3, который запитывается от генератора 4 ультразвуковых колебаний. Рабочие тела в виде стальных шариков 5 и деталь 6 "шестерня" помещают в рабочий объем гнезда. Технологический фланец 7 расположен перпендикулярно волноводу на опорных стойках 8, закрепленных вместе с магнитострикционным преобразователем 3 на станине 9 устройства.

На фиг. 2 приведено сечение гнезда концентратора, показывающее взаимное расположение стенок 2 гнезда и стенок 10 технологического фланца.

Ширина камеры h удовлетворяет соотношению h = (0,40-0,60)d, где d - диаметр концентратора.

Высота составляет 0,3 изг, где изг - длина волны изгибных колебаний в стенке гнезда. Радиус галтелей "r" в основании гнезда удовлетворяет соотношению: На фиг. 3 показаны средства, упаковывающие стальные шарики в теле волновода и выполненные в виде динамометрического ключа 11 и пуансона 12.

Обрабатываемая деталь 6 закреплена в пуансоне 12, смонтированном коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце 7 посредством резьбы и контргайки 13 со шлицами под накидной ключ.

На динамометрическом ключе 11 расположен прибор 14 для измерения статического усилия на шарики.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания, сообщаемые волноводу от генератора и магнитострикционного преобразователя, приводят стенки 2 и торцевую поверхность меньшего цилиндра концентратора в колебательное движение, заставляя рабочие тела 5 (стальные шарики диаметром 2,0-3,0 мм) интенсивно перемещаться внутри гнезда. В нашем случае они плотно упакованы с заданным усилием с помощью пуансона 12, динамометрического ключа 11 с прибором 14, показывающим усилие давления шариков на обрабатываемую поверхность. После создания определенного усилия пуансон фиксируют на технологическом фланце контргайкой 13.

Величину усилия шариков выбирают в пределах P 150-160 кг (статическое усилие) для незакаленных сталей и чугунов, P 350-450 для закаленных сталей.

Амплитуда преобразователя на волновод составляет A 100-120 мкм, а частота колебаний f = 50 Гц (на ультразвуковом преобразователе и его выходе).

При создании ультразвуковых колебаний шарики, ударяя по поверхности детали 6, упрочняют ее в асимметричном гнезде, служащем одновременно матрицей пуансона. При этом в его стенке наряду с продольными колебаниями имеют место изгибные колебания, являющиеся следствием наличия поперечных (пуассоновских) деформаций ступенчатого концентратора при распространении в нем продольной ультразвуковой волны.

Формула изобретения

Устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено асимметричное гнездо для размещения в нем стальных шариков и технологический фланец, расположенный перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца и предназначенный для установки обрабатываемой детали, отличающееся тем, что для обработки поверхностей деталей типа "шестерня" оно снабжено пуансоном, несущим обрабатываемую деталь и установленным коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце посредством резьбы с возможностью образования стальными шариками промежуточной плотноупакованной рабочей среды между стенками гнезда, служащего матрицей пуансона, при этом пуансон снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ и прибором для измерения статического усилия на шарики.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидродробеструйной обработки деталей, в частности, на авторемонтных предприятиях

Изобретение относится к обработке изделий дробью и может быть использовано преимущественно для подготовки поверхности стальных деталей к газотермическому напылению, а также для очистки изделий от окалины, их упрочнения и создания коррозионной защиты

Изобретение относится к испытательной технике для определения толщины наклепанного поверхностного слоя металлических деталей и может быть применено в процессах дробеструйного упрочнения

Изобретение относится к области дробеударной отделочно-упрочняющей обработки внутренних поверхностей цилиндров, например блоков или гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, а также компрессоров

Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке деталей поверхностным пластическим деформированием

Изобретение относится к дробеструйной отделочно-упрочняющей технологии цилиндрических поверхностей коленчатых валов, и может быть использовано для обработки распределительных валов, пальцев двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к дробеударной отделочно-упрочняющей технологии цилиндрических поверхностей деталей, в том числе блоков или гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, а также компрессоров
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к колесопрокатному производству

Изобретение относится к обработке изделий дробью и может быть использовано преимущественно для подготовки поверхности стальных деталей к плазменному наполнению, очистки от окалины, упрочнения металлических изделий и создания коррозионной защиты

Изобретение относится к машиностроению и другим областям промышленности и предназначено для очистки, отделки и упрочнения поверхностей крупных деталей сложной формы типа дисков с пазами, звездочек, шестерен и др

Изобретение относится к поверхностной обработке деталей и может найти применение в машиностроении и приборостроении для отделочной и упрочняющей обработки металлических легкодеформируемых деталей малых масс и размеров

Изобретение относится к машино- и приборостроению и может применяться при отделочной обработке деталей в вибрирующих резервуарах со свободным абразивным наполнителем

Изобретение относится к устройствам для виброобъемной обработки деталей, преимущественно деталей турбин

Изобретение относится к устройствам для виброобъемной обработки изделий, преимущественно лопастей турбин

Изобретение относится к вибрационной обработке и может использоваться при виброабразивной обработке деталей

Изобретение относится к вибрационной обработке деталей свободной рабочей средой и может быть использовано в различных отраслях машиностроения в качестве шлифовального станка

Изобретение относится к вибрационной обработке деталей свободной рабочей средой и может быть использовано в различных отраслях промышленности в качестве вибрационного станка

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологическим операциям чистовой обработки деталей типа колец высокоточных подшипников

Изобретение относится к обработке деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби

Наверх