Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей

 

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к упрочняюще-чистовой обработке поверхностей методом поверхностного пластического деформирования, и может быть использовано в различных областях машиностроения. Устройство содержит корпус, шаговый привод, блок управления в виде задатчика сигналов и деформирующий ролик. С шаговым приводом связан ползун, который установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Вилка устройства смонтирована в ползуне с возможностью вращения и предназначена для установки деформирующего ролика. Зубчатая передача с рейкой установлена с возможностью продольного перемещения между двух пружин, при этом вилка кинематически связана с рейкой зубчатой передачи, а пружины установлены с возможностью регулировки усилия воздействия. Такая конструкция устройства позволяет формировать регулярный микрорельеф переменной плотности по амплитуде с переменным шагом, а также варьировать этими параметрами в процессе обработки детали, что позволяет повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию и значительно повысить качество обработки. 1 ил.

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к упрочняюще-чистовой обработке поверхностей методом поверхностного пластического деформирования, и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Известно устройство для чистовой обработки поверхностей, содержащее вилкообразную державку с закрепленной в ней с возможностью вращения оправкой и деформирующий ролик, установленный на оправке под углом к ее оси, и для периодического смещения зоны контакта его рабочей поверхности с поверхностью детали, устройство снабжено установленной на оправке с возможностью покачивания зубчатым колесом, закрепленным на державке перпендикулярно оси оправки упором для периодического контакта с зубчатым сектором, при этом деформирующий ролик выполнен с зубчатым венцом внутреннего зацепления и установлен на оправке с возможностью вращения, а зубчатый сектор подпружинен относительно деформирующего ролика.

Признаки, совпадающие: деформирующий ролик имеет возможность периодического смещения зоны контакта его рабочей поверхности с поверхностью детали.

(См. авторское свидетельство 1386433324, В 39/04, бюл. 13, 1988 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что устройство создает малые нагрузки и нет возможности сформировать регулярный микрорельеф в виде кольцевых канавок пересекающихся волн заданной амплитуды и его изменения в процессе работы.

Известен инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий корпус, подпружиненную вилку, в которой размещен в подшипниковых опорах вал с установленным на нем деформирующим роликом со ступицей и рабочим участком, а при накатывании профильных канавок за счет равномерного распределения усилий деформирования деформирующий ролик установлен в вилке с зазором с возможностью перемещения по валу, а инструмент снабжен уравновешивающим элементом, выполненным в виде двух пружин, расположенных на валу с каждой стороны между ступицами и боковыми поверхностями вилки, причем зазор - не более половины ширины рабочего участка деформирующего ролика.

Признаки, совпадающие: содержит корпус, установленный в подшипниковых опорах деформирующий ролик, уравновешивающий элемент, и деформирующий ролик установлен с возможностью перемещения по валу.

(См. авторское свидетельство 1532279, В 24 В 39/04, бюл. 48, 1989 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что устройство создает малые нагрузки и нет возможности сформировать регулярный микрорельеф в виде кольцевых канавок пересекающихся волн заданной амплитуды.

За прототип принято известное устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, содержащее корпус, в сепараторе которого установлены деформирующие элементы, опирающиеся на нажимной корпус, механизм его подачи и привод. Устройство снабжено установленным на механизме подачи и связанным с приводом механизмом определения поверхностной пористости детали, выполненным в виде охватывающего деталь кожуха с отверстиями, механизмами вращения сепаратора, коррекции подачи и блоком автоматического управления, при этом привод выполнен в виде шагового двигателя с валом, механизм вращения сепаратора выполнен в виде втулки, установленной на корпусе и кинематически связанной с валом двигателя, причем сепаратор расположен на упомянутой втулке, а механизм коррекции подачи выполнен в виде регулировочного привода с винтом, передаточным механизмом и гайкой, при этом последняя связана с корпусом, а он установлен с возможностью осевого перемещения относительно механизма подачи, дополнительно блок автоматического управления выполнен в виде блоков преобразования и сравнения с усилиями и задатчика сигналов.

Признаки, совпадающие: наличие деформирующего элемента и механизма его подачи, привод выполнен в виде шагового двигателя, наличие блока управления.

(См. авторское свидетельство 1286393, В 24 В 39/04, бюл. 4, 1987 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что устройство при большой сложности конструкции не позволяет сформировать регулярный микрорельеф в виде кольцевых канавок пересекающихся волн заданной амплитуды и его изменения в процессе работы.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, позволяющего формировать регулярный микрорельеф переменной плотности по амплитуде с переменным шагом, а также с возможностью варьировать этими параметрами в процессе обработки детали, что позволяет повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию, а также значительно повысить качество поверхности обработанного материала.

Технический результат заключается в том, что устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, содержащее корпус, шаговый привод, блок управления в виде задатчика сигналов и деформирующий ролик, снабжено ползуном, связанным с шаговым приводом и установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения, вилкой, смонтированной в ползуне с возможностью вращения и предназначенной для установки деформирующего ролика, и зубчатой передачей с рейкой, установленной с возможностью продольного перемещения между двумя пружинами, при этом вилка кинематически связана с рейкой зубчатой передачи, а пружины установлены с возможностью регулировки усилия их воздействия. Это дает ролику возможность совершать колебательные перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, с периодическим смещением зоны контакта рабочей поверхности с поверхностью детали, а за счет упругих элементов дополнительно имеет возможность совершать возвратно-поступательные перемещения, параллельные его основному в сторону воздействия привода, что дополнительно дает возможность создавать микровибрации.

Предлагаемое устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования поясняется чертежом.

Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования содержит корпус 1, шаговый привод 2, блок управления 8 в виде задатчика сигналов, деформирующий ролик 3, который установлен в вилке 4, смонтированной с возможностью вращения в ползуне 5, который связан с шаговым приводом 2 и совершает возвратно-поступательные перемещения, при этом вилка 4 кинематически связана с рейкой 6 зубчатой передачи, имеющей возможность продольного перемещения и установленной между двумя пружинами 7 с регулировкой усилия их воздействия.

Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, представленное на чертеже, работает следующим образом.

Устройство монтируется, например, на токарном станке, которым задаются подача и усилие воздействия на деталь. Посредством блока управления 8 в виде задатчика сигналов задается частота и амплитуда перемещения шагового привода линейного перемещения 2, связанного с ползуном 5, который совершает возвратно-поступательные перемещения. Установленная на ползуне 5 вилка 4, кинематически связанная с рейкой 6 зубчатой передачи, поворачивается в сторону воздействия привода, и ролик 3 совершает колебательные перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, при этом происходит периодическое смещение зоны контакта рабочей поверхности ролика 3 с поверхностью детали. Вследствие возможности возвратно-поступательных перемещений рейки 6, под воздействием двух пружин 7, имеющих регулировку усилия воздействия, ролик 3 еще совершает и дополнительные колебательные перемещения относительно оси детали, параллельные его основным, что влечет дополнительно еще и микровибрации.

Таким образом, осуществляется изменение амплитуды нанесения волны и ее шага, а также имеется возможность наносить регулярный микрорельеф переменной плотности как по амплитуде, так и по шагу, задавая и изменяя его параметры в процессе обработки с дополнительным воздействием вибрации.

Это позволяет повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию как за счет наносимого регулярного микрорельефа, так и созданием направленной текстуры материала поверхностного слоя обрабатываемой детали.

Формула изобретения

Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, содержащее корпус, шаговый привод, блок управления в виде задатчика сигналов и деформирующий ролик, отличающееся тем, что оно снабжено ползуном, связанным с шаговым приводом и установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения, вилкой, смонтированной в ползуне с возможностью вращения и предназначенной для установки деформирующего ролика, и зубчатой передачей с рейкой, установленной с возможностью продольного перемещения между двумя пружинами, при этом вилка кинематически связана с рейкой зубчатой передачи, а пружины установлены с возможностью регулировки усилия воздействия.

РИСУНКИ

Рисунок 1