Устройство для ультразвукового упрочнения деталей типа тел вращения на станках с чпу

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ультразвукового упрочнения деталей типа тел вращения на станках с ЧПУ. Устройство содержит корпус, акустическую систему, состоящую из преобразователя, соединенного с волноводом, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука. Акустическая система соосно закреплена во внутреннем гнезде полого поршень-штока, имеющего две опорные наружные цилиндрические поверхности, большего и меньшего диаметров. Опорная поверхность поршень-штока большего диаметра сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, а опорная поверхность поршень-штока меньшего диаметра - с внутренней цилиндрической поверхностью направляющей втулки. Направляющая втулка установлена в корпусе и предназначена для настройки усилия обработки с помощью установленного в корпусе датчика давления путем регулировки длины замкнутой гидравлической полости, образованной рабочим торцом поршень-штока, торцом направляющей втулки, внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и наружной поверхностью поршень-штока, имеющего меньший диаметр. На опорной поверхности поршень-штока меньшего диаметра установлена пружина сжатия, один торец которой соприкасается с рабочим торцом поршень-штока, а другой - с торцом направляющей втулки. Жесткость упомянутой пружины сжатия k выбирается из соотношения k < p S Δ , где p - давление в замкнутой гидравлической полости, S - площадь рабочего торца поршень-штока, Δ - смещение поршень-штока под действием усилия со стороны обрабатываемой поверхности детали. В результате обеспечивается стабильность обработки партии деталей на станке с ЧПУ. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной отделочно-упрочняющей обработки деталей типа тел вращения на токарных станках с числовым программным управлением (ЧПУ) с наложением на инструмент энергии ультразвуковых колебаний.

Известно устройство (RU патент №2477210) для автоматизированной ультразвуковой упрочняющей обработки, содержащее корпус, акустическую систему, состоящую из преобразователя, соединенного с волноводом, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука, представляющий собой наконечник для упрочняющей обработки, направляющую втулку и гайку, отличающееся тем, что акустическая система с помощью гайки соосно закреплена во внутреннем гнезде полого поршня-штока, выполненного с двумя опорными наружными цилиндрическими поверхностями большего и меньшего диаметров, и рабочим торцом, образованным перепадом упомянутых опорных поверхностей, причем одна из опорных поверхностей большего диаметра сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, а другая, меньшего диаметра, - с внутренней цилиндрической поверхностью направляющей втулки, установленной в корпусе и выполненной с возможностью ввинчивания в него и служащей для обеспечения дополнительной опоры для поршень-штока, поднастройки усилия обработки и регулировки длины гидравлической полости, образованной рабочим торцом поршень-штока, торцом направляющей втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, при этом гидравлическая полость заполненна маслом, давление в которой контролируется с помощью установленного в корпусе электронного датчика, преобразующего значения давления в выходной аналоговый сигнал тока или напряжения, используемый для визуализации значений давления в режиме реального времени, и для управления процессом обработки, например, с помощью системы ЧПУ.

Согласно описанию устройство, установленное в револьверной головке станка с ЧПУ, на быстром ходу подводится к обрабатываемой поверхности на расстоянии 0,2 …0,5 мм от нее. Для связи систем координат детали и инструмента в ручном режиме головка подводится к детали до касания рабочим инструментом обрабатываемой поверхности, и создается предварительный натяг за счет внедрения инструмента в поверхность на глубину заведомо меньшей рабочей глубины внедрения, при этом значения координат заносятся в систему ЧПУ станка. Для создания требуемого давления в гидравлической полости ввинчивают направляющую втулку в корпусе. Недостатком известного устройства является то, что после обработки поршень-шток при отводе устройства не возвращается полностью в исходное положение, соответствующее моменту касания инструмента обрабатываемой поверхности. В результате текущее положение поршень-штока с инструментом не соответствует записанным значениям исходных координат в системе ЧПУ и обработка следующей детали осуществляется с меньшим относительного оптимального усилием, что не обеспечивает стабильность обработки партии деталей.

Предлагаемое устройство является усовершенствованным аналогом известного устройства и направлено на устранение отмеченного недостатка. С этой целью устройство снабжено пружиной сжатия, установленной на меньшем диаметре полого поршень-штока таким образом, что указанная пружина одним своим торцом соприкасается с рабочим торцом поршень-штока, а другим - с торцом направляющей втулки, при этом жесткость пружины выбирается из соотношения:

где k - жесткость пружины сжатия, p - давление в рабочей полости, s - площадь рабочего торца поршень-штока, Δ - смещение поршень-штока под действием усилия со стороны обрабатываемой поверхности. Указанная пружина предназначена для возврата поршень-штока в исходное положение.

Предлагаемое устройство изображено на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, акустическую систему, состоящую из преобразователя 2, соединенного с волноводом 3, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука 4, представляющий собой наконечник для упрочняющей обработки. Акустическая система с помощью гайки 5 закреплена во внутреннем гнезде полого поршень-штока 6 с двумя опорными наружными цилиндрическими поверхностями, большего и меньшего диаметров, на которых установлены гидравлические уплотнения 7. На меньшем диаметре полого поршень-штока установлена пружина сжатия 8, один торец которой соприкасается с рабочим торцом поршень-штока, а другой - с торцом направляющей втулки 9. Одна из опорных поверхностей поршень-штока большего диаметра сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1, а другая, меньшего диаметра, - с внутренней цилиндрической поверхностью направляющей втулки 9, установленной в корпусе и выполненной с возможностью ввинчивания в него. На наружной цилиндрической поверхности направляющей втулки имеется гидравлическое уплотнение 10. Направляющая втулка, кроме дополнительной опоры для поршень-штока, служит для настройки усилия обработки путем регулировки длины замкнутой гидравлической полости, образованной рабочим торцом поршень-штока, торцом направляющей втулки, внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и наружной поверхностью поршень-штока, имеющего меньший диаметр. Гидравлическая полость заполнена маслом, давление в которой контролируется с помощью установленного в корпусе электронного датчика 11.

Устройство работает следующим образом. Устройство, установленное в револьверной головке токарного станка с ЧПУ на быстром ходу, подводится к обрабатываемой поверхности на расстоянии 0,2 …0,5 мм от нее. Далее, для связи систем координат детали и инструмента в ручном режиме головка подводится к детали до касания рабочим инструментом обрабатываемой поверхности и создается предварительный натяг путем внедрения инструмента в деталь на величину, заведомо меньшую глубины внедрения инструмента, отвечающей требуемому давлению в гидравлической полости головки, необходимому для обработки, при этом значения координат, устанавливающих связь системы координат детали и инструмента заносятся в соответствующую таблицу коррекции системы ЧПУ. Далее, путем ввинчивания направляющей втулки в корпусе устанавливается требуемое давление в гидравлической полости с помощью датчика, выходной аналоговый сигнал которого используется для визуализации значений давления в режиме реального времени. После обработки поверхности устройство по управляющей программе отводится от обработанной поверхности, а поршень-шток с установленной в нем акустической системой и рабочим инструментом с помощью пружины сжатия возвращается в исходное положение, соответствующее записанным координатам в систему ЧПУ.

Устройство для ультразвукового упрочнения деталей типа тел вращения на станках с ЧПУ, содержащее корпус, акустическую систему, состоящую из преобразователя, соединенного с волноводом, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука, представляющий собой наконечник для упрочняющей обработки, при этом акустическая система соосно закреплена во внутреннем гнезде полого поршень-штока, имеющего две опорные наружные цилиндрические поверхности, большего и меньшего диаметров, на которых установлены гидравлические уплотнения, причем опорная поверхность поршень-штока большего диаметра сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, а опорная поверхность поршень-штока меньшего диаметра - с внутренней цилиндрической поверхностью направляющей втулки, установленной в корпусе, выполненной с возможностью ввинчивания в него и предназначенной для настройки усилия обработки с помощью установленного в корпусе датчика давления путем регулировки длины замкнутой гидравлической полости, образованной рабочим торцом поршень-штока, торцом направляющей втулки, внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и наружной поверхностью поршень-штока, имеющего меньший диаметр, отличающееся тем, что на опорной поверхности поршень-штока меньшего диаметра установлена пружина сжатия, предназначенная для возврата поршень-штока в исходное положение, один торец которой соприкасается с рабочим торцом поршень-штока, а другой - с торцом направляющей втулки, и при этом жесткость упомянутой пружины сжатия k выбирается из соотношения
k < p S Δ ,
где p - давление в замкнутой гидравлической полости, S - площадь рабочего торца поршень-штока, Δ - смещение поршень-штока под действием усилия со стороны обрабатываемой поверхности детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при поверхностном пластическом деформировании маложестких заготовок с криволинейными поверхностями.

Изобретение относится к упрочнению металлических деталей машин поверхностным пластическим деформированием. Осуществляют зажатие детали снизу и сверху по ее краям посредством установленных в раме вращающихся прижимных валов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при поверхностном пластическом деформировании цилиндрических и торцовых поверхностей. Осуществляют обработку вращающейся заготовки сферическим деформирующим элементом более высокой твердости по сравнению с твердостью материала обрабатываемой заготовки.

Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке деталей методами поверхностного пластического деформирования. Осуществляют внедрение деформирующего элемента в обрабатываемую поверхность и его перемещение по обрабатываемой поверхности.

Изобретение относится к ультразвуковым инструментам для деформационной обработки. Инструмент содержит корпус с ручкой и направляющими скольжения, в которых установлен с возможностью осевого возвратно-поступательного движения стакан с фланцем и насадкой.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для формирования плосковершинного микрорельефа деталей трибосопряжений со смазочными микровпадинами.

Изобретение относится к области упрочняюще-чистовой обработки деталей. Пропускают импульсы электрического тока плотностью энергии импульсов 700-3000 Дж/мм2 в месте контакта деформирующего инструмента с деталью и осуществляют давление деформирующего инструмента на поверхность детали, обеспечивающее пластическую деформацию и упрочнение поверхностного слоя.

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к раскатке дорожек качения колец подшипников качения. Используют раскатку в виде полой оправки с деформирующими элементами в виде шариков, установленными в отверстия, равномерно расположенные на торце полой оправки.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство для накатывания на станках содержит накатную головку с закрепленным посредством оси роликом, соединенную с державкой, выполненной в виде бруска, одна сторона которой имеет паз, а другая сторона выполнена с возможностью закрепления в резцедержателе станка.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении деталей. Покрывают заготовку смесью глицерина со шламом от абразивной обработки.

Изобретение относится к устройствам для пластического деформирования кромок двутавров. Устройство содержит обминающие ролики, имеющие галтель для пластического деформирования каждой кромки двутавра и выполненные из материала с твердостью выше, чем материал заготовки двутавра. По меньшей мере один упомянутый обминающий ролик имеет коническую форму и его ось расположена под углом к плоскости полки двутавра так, что при пластическом деформировании кромок одной полки двутавра обминающие ролики не мешали движению второй полки двутавра. В результате кромки двутавра выполняются со скругленным гладким краем, а также обеспечивается их упрочнение. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке щеточными машинами. Последняя содержит вращающийся от привода держатель щетки, кольцевую щетку, имеющую фланец с направленной наружу щетиной, и стопорное устройство, погруженное во вращающийся фланец со щетиной. Стопорное устройство выполнено в виде шлифовального круга с возможностью обеспечения дополнительно к функции останова щетины также функции шлифования щетины. Различие между этими функциями устанавливается в соответствии с направлением вращения кольцевой щетки и/или в соответствии с положением стопорного устройства по отношению к фланцу со щетиной. В результате упрощается конструкция щеточной машины. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке цилиндрических поверхностей деталей выглаживанием. Осуществляют вращательное движение детали и продольное перемещение алмазного выглаживающего инструмента. Выглаживающему инструменту сообщают одновременно возвратно-качательное движение в основной кинематической плоскости обработки и вращательное движение вокруг своей оси. В результате расширяются технологические возможности и повышается износостойкость выглаживающего инструмента. 2 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при финишной обработке поверхностей прецизионных деталей. Способ включает предварительную обработку заготовки с обеспечением макрогеометрии ее поверхности и последующее формирование на ней маслоудерживающего рельефа, который формируют на станке с ЧПУ путем нанесения сферической фрезой взаимно перпендикулярных канавок с параметрами, обеспечивающими получение толщины смазочной пленки не менее 5 мкм, приходящейся на единицу площади обрабатываемой поверхности. Обеспечивается получение оптимальной равномерной маслоудерживающей поверхности на всей плоскости детали.

Изобретение относится к упрочняющей обработке деталей. Обеспечивают пропускание в месте контакта деформирующего инструмента с деталью импульсов электрического тока. Осуществляют давление деформирующего инструмента на поверхность детали и воздействие на деформирующий инструмент ультразвуковых колебаний. В месте контакта деформирующего инструмента с деталью пропускают электрический ток с плотностью i<i min, где i min - плотность электрического тока, при которой в материале детали происходят фазовые превращения, приводящие к образованию упрочненного поверхностного слоя с высокодисперсным мартенситом - белым слоем. Ультразвуковые колебания совершают с амплитудой а=p a/2πρ·ν·c, где р а - акустическое давление, создающее пластическую деформацию на заданную глубину поверхностного слоя; ρ - плотность обрабатываемого материала; ν - частота ультразвуковых колебаний; с - скорость распространения ультразвуковых волн в обрабатываемом материале. В результате повышается контактная выносливость и долговечность деталей. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к упрочнению металлических втулок. Осуществляют фиксацию торцов полой заготовки. Вращают полую заготовку. Нагревают внутреннюю поверхность полой заготовки до температуры, не достигающей температуры рекристаллизации материала заготовки. Осуществляют обкатку ее наружной поверхности путем возвратно-поступательного осевого перемещения роликовой матрицы. Используют роликовую матрицу, состоящую из одного или более роликов, один из которых имеет участок большего диаметра. В результате обеспечивается увеличение глубины упрочненной зоны заготовки. 1 ил., 1 пр.
Наверх