Дорн


 


Владельцы патента RU 2533507:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ (RU)

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к дорнованию поверхностей отверстий деталей. Дорн содержит корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей: вращательно-поступательной и поступательно-возвратной. На поступательно-возвратной части штока жестко закреплены деформирующее поступательно-возвратное кольцо и опорная шайба и подвижно установлены деформирующее поступательное кольцо и пластинчатая Z-образная пружина. В пазу корпуса установлен с возможностью перемещения ограничивающий вращательное движение поступательно-возвратной части штока штифт. Вращательно-поступательная и поступательно-возвратная части штока соединены посредством зубчатых полумуфт с наклонными участками и участками, параллельными оси штока. Пластинчатая Z-образная пружина и деформирующее поступательное кольцо размещены между опорной шайбой и деформирующим поступательно-возвратным кольцом. В результате повышается эффективность дорнования. 1 ил.

 

Решение относится к технологии машиностроения, в частности к дорнованию внутренних поверхностей отверстий деталей из сталей и сплавов со статико-возвратно-поступательным нагружением деформирующего сборного инструмента.

Известно гидроударное устройство для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием (патент РФ №2090342, 6 В24В 39/02, В23D 43/02. опубл. 20.07.96), содержащее корпус, деформирующий и поддерживающий инструменты, гидроцилиндры статического нагружения, цилиндр с поршнем-бойком, гидропневмоаккумулятор давления, соединенный с штоковой полостью цилиндра, распределитель, смонтированный с возможностью вращения, с рядом напорных и сливных окон, смещенных относительно друг друга, причем деформирующий инструмент смонтирован на установленном в корпусе волноводе, масса и габаритные размеры которого связаны с аналогичными параметрами поршня-бойка следующими соотношениями: d1 d2, 1<L1/L2<10, 1<m1/m2<10, где d1, L1, m1 - соответственно диаметр, длина и масса поршня-бойка, d2, L2, m2 - диаметр длина и масса волновода, а вращающийся распределитель соединен с поршневой полостью цилиндра, который выполнен с сообщающейся штоковой полостью тормозной камерой, а поршень-боек с тормозной шейкой, диаметр которой меньше диаметрального размера тормозной камеры. Устройство снабжено дополнительным гидропневмоаккумулятором, сообщенным с поршневой полостью цилиндра, а распределитель выполнен в виде концентрично установленных в корпусе неподвижной гильзы и ротора с турбиной, размещенной в выполненной в корпусе распределителя камере, сообщающейся с поршневой полостью цилиндра, гидропневмоаккумулятором и сливной магистралью.

Повышение качества обработанной поверхности осуществляют за счет поверхностно-пластической деформации деформирующим инструментом, смонтированным в корпусе волновода в виде прямой и отражающей ударных волн при непрерывном контакте инструмента, что ухудшает условия смазывания.

В качестве прототипа принят сборный дорн, предназначенный для реализации способа статико-импульсного дорнования (патент РФ №2336986, B24B 39/02, опубл. 27.10.2008). Дорн содержит корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей: вращательно-поступательной и поступательно-возвратной, на которой жестко закреплено деформирующее поступательно-возвратное кольцо и подвижно установлены деформирующее поступательное кольцо и пластинчатая Z-образная пружина, а в пазу корпуса установлен ограничивающий вращательное движение поступательно-возвратной части штока штифт. Прикладывают периодическую импульсную нагрузку к дорну путем воздействия бойка на волновод, которые выполнены в виде стержней одинакового диаметра, при этом обеспечивают распределение натяга при обработке поверхности между неподвижной и подвижной частями поровну, а общую силу комплекта пружин РПР (Н) принимают равной: (РСТИМ)>РПРСТ, где РСТ - статическая нагрузка, Н; РИМ - периодическая импульсная нагрузка, Н.

Недостатком дорна по прототипу является постоянный контакт рабочих частей с деформируемой поверхностью, что вызывает выдавливание смазывающей жидкости, а работа пружины может происходить при дорновании только в момент поверхностного пластического контакта, что может отрицательно влиять на качество обработанной поверхности, особенно при обработке длинномерных внутренних цилиндрических поверхностей.

Задачей предлагаемого решения является повышение эффективности обработки длинномерных внутренних цилиндрических поверхностей.

Технический результат - улучшение условий смазывания за счет прерывистости контакта перемещения жестко закрепленного деформирующего поступательно-возвратного кольца и свободно установленных деформирующего поступательного кольца и пластинчатой Z-образной пружины.

Этот технический результат достигается тем, что в дорне, содержащем корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей: вращательно-поступательной и поступательно-возвратной, на которой жестко закреплено деформирующее поступательно-возвратное кольцо и подвижно установлены деформирующее поступательное кольцо и пластинчатая Z-образная пружина, а в пазу корпуса установлен с возможностью перемещения ограничивающий вращательное движение поступательно-возвратной части штока штифт, вращательно-поступательная и поступательно-возвратная части штока соединены посредством зубчатых полумуфт с наклонными участками и участками, параллельными оси штока, а пластинчатая Z-образная пружина размещена между поступательной частью дорна и опорной шайбой на штоке.

Периодичность в контактировании при поступательно-возвратном перемещении деформирующего поступательно-возвратного кольца дорна позволяет уменьшить интенсивность адгезионных явлений, приводящих к схватыванию поверхностей изделия и инструмента, особенно при протягивании деталей из нержавеющих, жаропрочных, высоколегированных сталей и сплавов, которые склонны к интенсивному схватыванию, а также применить смазку с более низкими экранирующими свойствами, позволяющую увеличить толщину слоя текстуры и степень деформации металла, в котором увеличиваются остаточные напряжения сжатия на поверхности и в поверхностном слое детали.

На чертеже показан предлагаемый дорн.

В корпусе 1 установлен шток 2, который состоит из двух частей: поступательно-возвратной части 3 с поступательно-возвратной полумуфтой 4 и вращательно-поступательной части 5 с вращательно-поступательной полумуфтой 6, которые сопряжены между собой по зубчатой поверхности, включающей наклонные участки 7 и участки 8, параллельные оси штока 2.

Чтобы поступательно-возвратная полумуфта 4 не проворачивалась в радиальном направлении, на ней установлен штифт 9, который другим концом входит в продольный паз 10 корпуса 1. Вращательно-поступательная часть 5 штока 2 сопрягается по резьбовой поверхности с резьбовым отверстием в крышке 11, которая установлена в корпусе 1.

На поступательно-возвратной части 3 штока 2 жестко закреплены деформирующее поступательно-возвратное кольцо 12 и опорная шайба 13, между которыми по скользящей посадке установлены деформирующее поступательное кольцо 14 и пластинчатая Z-образная пружина 15. Корпус 1 и обрабатываемая деталь 16 жестко закреплены.

Обработку внутренних поверхностей осуществляют следующим образом.

Вращательно-поступательной части 5 штока 2 сообщают рабочее движение по резьбовой поверхности в крышке 11. Вращательно-поступательная полумуфта 6 контактирует по наклонным участкам 7 с поступательно-возвратной полумуфтой 4, сообщая ей поступательное движение, причем, чтобы полумуфта 4 не проворачивалась в радиальном направлении, на ней установлен штифт 9, который другим концом входит в продольный паз 10 корпуса 1. Длина продольного паза 10 позволяет штифту 9 свободно перемещаться в неподвижно закрепленном корпусе 1.

В момент соприкосновения полумуфт 4 и 6 по наклонным участкам 7 в контакт с обрабатываемой поверхностью детали 16 входит деформирующее поступательно-возвратное кольцо 12, которое осуществляет поверхностно-пластическую деформацию, в процессе которой движение штока 2 замедляется, а жестко закрепленная на нем опорная шайба 13 передает усилие на пластинчатую Z-образную пружину 15, по окончании перемещения которой в работу вступает деформирующее поступательное кольцо 14 дорна.

При дальнейшем перемещении вращательно-поступательной части 5 штока по резьбе в крышке 11 полумуфты 6 и 4, достигнув высоты зуба, выходят из контакта по наклонным участкам 7. После соприкосновения полумуфт 4 и 6 вершинами зубьев действие осевого усилия, инициирующего поверхностно-пластическую деформацию деформирующим поступательно-возвратным кольцом 12, прекращается, его поступательное движение резко (скачком) переходит в возвратное перемещение.

При возвратном перемещении пластинчатая Z-образная пружина 15 разжимается и, опираясь в деформирующее поступательное кольцо 14 и опорную шайбу 13, выводит из контакта с обрабатываемой поверхностью деформирующее поступательно-возвратное кольцо 12, что позволяет беспрепятственно проникнуть смазывающей жидкости в зону поверхностно-пластической деформации.

Угол наклона заборного конуса (4-5°) деформирующего поступательно-возвратного кольца 12 дорна соответствует углу между участками 8, параллельными оси штока 2, и наклонными участками 7 сопрягаемых полумуфт 4 и 6, в процессе зацепления которых по наклонным участкам 7 создается усилие, которое передается на поступательно-возвратное кольцо 12 дорна, т.е. копируется контактное давление.

Высота зуба h полумуфт 4 и 6 рассчитывается по формуле:

h>(2i/z)+Δ12

где i - шаг резьбы; z - количество зубьев в муфте; Δ1 - гарантийный зазор между полумуфтами (0,2-0,3 мм); Δ2 - износ зубьев муфты (0,2-0,3 мм).

Экранирующее свойство смазки при деформирующем протягивании (при его отсутствии процесс неосуществим) предотвращает схватывание, т.е. непосредственный контакт поверхностей металлов инструмента и обрабатываемой поверхности, причем при использовании смазок с высокими экранирующими свойствами (твердые смазки), совершенно исключающих контакт, сдвиговые деформации локализуются в слое смазки, не распространяясь на поверхностные слои металла. При применении смазки с высокими экранирующими свойствами в поверхностном слое отверстия не образуется текстура, нет дополнительной деформации, твердость на поверхности обработанного отверстия повышается незначительно, шероховатость практически не изменяется, причем большая часть такой смазки удаляется с обрабатываемой поверхности в начале процесса деформирующими элементами.

При применении смазки с низкими экранирующими свойствами (например, сульфафрезол), которые позволяют ей в процессе возвратного перемещения поступательно-возвратного кольца 12 дорна затекать по наклонной плоскости заборной части дорна, образуется значительный слой текстуры с очень высокой степенью дополнительной деформации и высокой твердостью, создаются остаточные напряжения сжатия на поверхности и в толщине стенок детали, можно получить характеристику шероховатости обработанной поверхности Ra=0,05-0,10 мкм при исходной Ra=4-6 мкм.

В результате данной обработки формируется упрочненный поверхностный слой с остаточными напряжениями сжатия σост=300÷800 МПа и шероховатостью поверхности Ra=0,05÷0,10 мкм.

Данное конструктивное решение за счет возможности реализации поступательно-возвратного перемещения обрабатывающего инструмента позволяет исключить вероятность разрыва сплошности смазочного слоя в зоне контакта инструмента с деталью, снизить коэффициент трения, работу трения и энергетические затраты на процесс смазки и за счет этого улучшить шероховатость обработанной поверхности, повысить эффект ее выглаживания.

Применение данного технического решения улучшает условия смазывания за счет поступательно-возвратного перемещения жестко закрепленного деформирующего поступательно-возвратного кольца и свободно установленных деформирующего поступательного кольца и пластинчатой Z-образной пружины.

Дорн, содержащий корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей, вращательно-поступательной и поступательно-возвратной, на которой жестко закреплено деформирующее поступательно-возвратное кольцо и подвижно установлены деформирующее поступательное кольцо и пластинчатая Z-образная пружина, а в пазу корпуса установлен с возможностью перемещения ограничивающий вращательное движение поступательно-возвратной части штока штифт, отличающийся тем, что вращательно-поступательная и поступательно-возвратная части штока соединены посредством зубчатых полумуфт с наклонными участками и участками, параллельными оси штока, на поступательно-возвратной части штока жестко закреплена опорная шайба, а пластинчатая Z-образная пружина и деформирующее поступательное кольцо размещены между опорной шайбой и деформирующим поступательно-возвратным кольцом.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к финишной обработке внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей. Осуществляют однократное хонингование внутренней поверхности гильзы и затем производят ее пневмовибродинамическую обработку.

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к инструментам для накатывания внутренних резьб. Метчик содержит резьбу и режущие элементы с режущими кромками.
Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к финишной обработке внутренних поверхностей заготовок гильз двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к упрочнению внутренних поверхностей деталей. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для поверхностного упрочнения внутренних поверхностей деталей. .

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для дорнования внутренних поверхностей отверстий заготовок. .

Дорн // 2483859
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для обработки отверстий. .

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к раскатыванию внутренней дорожки наружного кольца шарикоподшипника. .

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к деформирующим устройствам. .

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к обработке отверстий деталей. .

Изобретение относится к раскатке дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника. Раскатка содержит оправку с деформирующими элементами, выполненными в виде шариков, и опорный фланец. Оправка выполнена полой с центральным продольным отверстием и с возможностью приложения к ней периодической импульсной нагрузки с помощью гидроцилиндра. В центральном продольном отверстии оправки расположен шток гидроцилиндра статической нагрузки. Деформирующие элементы выполнены с диаметром не более диаметра тела качения упорного подшипника, для которого изготовляется кольцо, в количестве не более числа тел качения указанного упорного подшипника и установлены в глухих отверстиях, равномерно расположенных на торце оправки, с превышением над плоскостью торца оправки не менее глубины раскатываемой дорожки. Опорный фланец установлен с возможностью вращения относительно продольной оси оправки с помощью подшипника скольжения в неподвижном основании и выполнен с возможностью закрепления заготовки и сообщения ей вращательного движения с помощью штока гидроцилиндра статической нагрузки, имеющего винтовые шлицы, которые расположены в шлицевом отверстии опорного фланца. Между торцом оправки и опорным фланцем установлена винтовая цилиндрическая пружина сжатия. В результате расширяются технологические возможности, увеличивается глубина упрочненного слоя и снижается высота микронеровностей обрабатываемой поверхности. 9 ил., 1 пр.

Изобретение относится к упрочнению внутренней поверхности полых осесимметричных заготовок. Устройство содержит опору и два или более деформирующих элемента в виде конических роликов, прилегающих к опоре и удерживаемых от выпадения сепаратором. По меньшей мере один ролик выполнен с кольцевым выступом. Опора выполнена составной, состоящей из оси с коническим опорным выступом, поддерживающим сторону роликов с большим диаметром, и конического опорного кольца, поддерживающего конец роликов с меньшим диаметром. Коническое опорное кольцо установлено с возможностью вращения относительно оси. В результате упрощается конструкция устройства и увеличивается ресурс работы устройства. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к устройствам для электромеханического упрочнения внутренних цилиндрических поверхностей. Инструмент содержит вал, два рабочих ролика, фланец, распорные втулки, шайбу, кронштейн, рычаги, призму, шток, пружину, вилки, токоподводящие оси и разжимные тяги. К торцу фланца прикреплены распорные втулки и жестко прикреплен вал. К торцам распорных втулок прикреплена шайба, с внешнего торца которой установлен кронштейн. С кронштейном шарнирно соединены рычаги. Шток одним концом соединен с шайбой, а к другому концу штока жестко прикреплена призма. На шток установлена пружина, а призма шарнирно соединена с рычагами посредством разжимных тяг. С внешних сторон рычагов установлены вилки, а рабочие ролики установлены в вилках со смещением на ширину их контактного участка посредством токоподводящих осей. В результате обеспечивается соосность державки относительно обрабатываемого отверстия. 1 ил.

Изобретение относится к поверхностному пластическому деформированию внутренней поверхности детали. Осуществляют раскатку детали посредством установленного на подшипниках в резцедержателе станка центробежного раскатника. Раскатник содержит диск с хвостовиком и расположенные на периферии диска подпружиненные шарики. Деталь принудительно вращают с обеспечением самовращения центробежного раскатника посредством фрикционной связи между упомянутыми подпружиненными шариками и обрабатываемой поверхностью детали. В результате увеличиваются твердость поверхности детали и ее износостойкость. 3 ил.

Изобретение относится к электромеханическому упрочнению отверстий втулок. Установка содержит станину, привод поворота, механизм подъема, шпильки, инструмент для электромеханического упрочнения отверстий втулок, фиксирующее устройство и шарнирную муфту. Привод поворота состоит из шагового двигателя, программируемого блока управления шаговым двигателем и импульсного источника питания. Станина состоит из верхнего основания, нижнего основания, стоек и нижних опор. Верхнее основание закреплено с верхних торцов стоек. Нижнее основание с нижними опорами закреплено на нижних торцах стоек. Шпильки установлены на верхнем основании. Механизм подъема закреплен на нижнем торце верхнего основания при помощи болтов, которые ввернуты в шпильки. Инструмент для электромеханического упрочнения отверстий втулок установлен в патроне механизма подъема. Фиксирующее устройство закреплено на нижнем основании станины. Шаговый двигатель соединен с верхними торцами шпилек. Программируемый блок управления шаговым двигателем и импульсный источник питания закреплены на верхнем основании станины. Шарнирная муфта соединяет вал механизма подъема и вал шагового двигателя. В результате обеспечивается возможность плавного регулирования скорости перемещения инструмента для электромеханического упрочнения отверстий втулок. 4 ил.

Изобретение относится к электромеханическому дорнованию гладких цилиндрических отверстий деталей. Инструмент содержит толкатель, оправку, токоизоляционную втулку, изолирующую втулку, калибрующий зуб и направляющую гайку. Толкатель имеет в верхней части резьбу и ввернут в токоизоляционную втулку. Токоизоляционная втулка запрессована во фланец, который соединен четырьмя болтами с фланцем конуса Морзе. Между упомянутыми фланцами установлен тензометрический датчик веса. В результате повышается долговечность инструмента. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для выглаживания отверстий в деталях. Устройство содержит корпус с пазами, ножку, оправку, алмазный выглаживающий инструмент, пару центральных и две пары концевых рычагов, установленных в корпусе, стержни, расположенные в пазах корпуса, ползуны и штанги, на которых установлены инерционные грузы. Ползуны выполнены с возможностью перемещения по упомянутым стержням и соединяют между собой центральные и концевые рычаги. Между ползунами установлены пружины сжатия. Концы стержней соединены пружинами растяжения. Концевые рычаги соединены посредством осей со штангами. В корпусе установлена крышка. На крышке закреплена ножка. Оправка выполнена с отверстием, в котором закреплен алмазный выглаживающий инструмент. В результате расширяются функциональные возможности. 5 ил.
Изобретение относится к обработке внутренней поверхности втулки. Осуществляют электроконтактный нагрев и дорнование внутренней поверхности втулки посредством дуплексного инструмента в виде контактно-разогревающего инструмента и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента. За дуплексным инструментом располагают войлочную втулку, пропитанную антифрикционным составом. Используют контактно-разогревающий инструмент, выполненный фасонным с одной рабочей и тремя установочными поверхностями. В результате повышается твердость и глубина упрочненной внутренней поверхности втулки, улучшается отвод тепла из зоны контакта дуплексного инструмента и обрабатываемой поверхности.
Изобретение относится к упрочнению отверстий деталей. Осуществляют перемещение дорна вдоль оси отверстия и формируют на поверхности отверстия упрочненные кольцевые участки с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия. Перемещают дорн относительно обрабатываемого отверстия детали от нижней части отверстия к верхней с натягом и обеспечивают науглероживание и охлаждение закаливаемых кольцевых участков. В результате повышается износостойкость детали.

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Выполняют бурты у торцев цилиндров. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра с натягом, равным не менее 5% от его диаметра. Осуществляют осевое пластическое растяжение цилиндра с деформациями 1…2,5%. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра с натягом, равным до 1% от его диаметра. В результате повышается точность отверстий в цилиндрах, а также создаются сжимающие остаточные напряжения в цилиндрах. 2 ил.
Наверх