Устройство для поверхностной термомеханической обработки изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик

<1969?60

« Ъ ф

)-(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 28. 05. 80 (2i ) 2931848/22-02 (51) М. Кп. с присоединением заявки ¹â€”

С 21 D 8/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3(11082. Бюллетень ¹ 40 (53) УДК 621. 787:621..785.6, (088.8) Дата опубликования описания 30.10.82. (72} Авторы изобретения

В.А.Савинов, О.И. Шаврин, Н. П,Щетинин, Б. М1 ков

E.Ï.Èæáîëäèí и Н.К.Остроумцу, 1

it Л ТF. Г НС

Ижевский механический институт (71) Заявитель (54) CTPOACTBO ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к уйрочнению изделий поверхностной термомеханической обработкой и может быть примене-. но в машиностроении, а также в тех отраслях промышленности, где для увеличения срока службы изделий (или уменьшения веса, конструкции) за счет повышения контактно-усталостной прочности, износостойкости и усталостной прочности проводят поверхностное упррочнение рабочих поверхностей изделий.

Известно устройство для термомеханической поверхностной обработки иэделий, содержащее последовательно расположенные вдоль оси упрочняемого изделия индуктор, накатывающий орган, выполненный в виде накатных роликов и спрейер. Устройство выполнено в виде скобы, в которой укреплены гидроцллиндры с накатными роликами, на одном из которых укреплены индуктор и спрейер, что позволяет обрабатывать изделия переменного сечения (1).

Известно устройство для поверхностной термомеханической обработки металлов и сплавов, содержащее последовательно расположенные в одной плоскости, перпендикулярной осн вращения упрочняемого иэделия, индуктор, накатывающий орган и спрейер. В этом устройстве накатывающий орган выполнен в внде накатных роликов, число которых может быть различным, но ролики должны располагаться симметрично относительно оси обрабатываемого изделия во избежание деформаций иэделия в процессе упрочнения, При . этом индуктор расположен между роликами и жестко закреплен (2).

Однако известное устройство невозможно использовать для качественной обработки деталей с фасонной поверхностью.

Пель изобретения — повышение качества иэделий с фасонной поверхностью.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для термомеханической обработки изделий, содержащее индуктор, накатывающий орган, выполненный в виде роликов, снабжено синхронизирующим валом с копирами индуктора и накатывающего органа, а также системами рычагов, при этом один конец каждой системы соединен с индуктором и накатывающим органом соответственно, а другой взаимодей1ствует с копирамн нндуктора и нака30 тывающего органа. Кроме того, копир

969760 накатывающего органа расположен в одной гпоскости с накатывающим органом.

На фиг.l представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — вид по стрелке А 5 на фиг.l.

Устройство состоит из индуктора

1, жестко закрепленного на двуплечем рычаге 2, на другом плече которого расположен контактный ролик 3. Нака- )Q тывающий орган состоит из накатного ролика 4, встроенного в виброударный механизм 5. Виброударный механизм соединен с помощью шарнира 6, рычагов 7 H 8 и тяги 9 с пружиной 10.

Синхрониэирующий вал 11 с расположенными на нем копиром 12 индуктора и копиром 13 накатывающего органа установлен параллельно обрабатываемому иэделию 14 (например, кулачковом валу) с расположенными на нем вдоль оси несколькими обрабатываемыми поверхностями и связан с обрабатываемь м изделием посредством зубчатой пары 15 с передаточным отношением равным 1,1. Количество копиров индуктора и накатывающего органа соответствует числу обрабатываемых поверхностей изделия (например, кулачков кулачкового вала) .

Обрабатываемое изделие установлено в стойках 16 и 17, а синхронизирующнй вал закреплен в стойках 18 и 19 .

Стойки 16-19 закреплены на каретке 20 поступательного перемещения. Накатывающий орг<-н установлен в корпусе 21, 35 который закреплен на станице 22.

Спрейер 23 установлен непосредственно под накатным роликом 4.

Устройство работает следующим образом. 4О

Обрабатываемое изделие 14 (например, кулачковый вал) устанавливается в стойках 16 и 17 так, что обрабатываемаяя по верхн ост ь (н апример, кулачок) находится в зоне упрочнения, pg и приводится во вращение. При этом вращение через зубчатую пару 15 передается синхронизирующему валу 11.

Нагрев обрабатываемой поверхности до температуры аустенизации производится индуктором l, который, взаимодейст вуя с копир ом 1 2 инду к т ор а по средством контактного ролика Э и двуплечего рычага 2, осуществляет радиальное перемещение, нагревая поверхность на требуемую глубину по периметру иэделия в зависимости от профиля копира нагрева. После этого начинается процесс обкатки нагретой поверхности путем включения накатывающего органа. При этом накатной . 60 ролик 4 от виброударного механизма

5 деформирует нагретую поверхность на требуемую глубину, перемещаясь при этом вместе с виброударным механизмом от копира 13 нактывающего органа в радиальном направлении относительно корпуса 21. По окончании процесса обкатки производят рвгулироемое охлаждение обработанной поверхности в спрейерв 23. После этого .включается поступательное перемещение каретки 20 и в зону упрочнения подается следующая поверхность изделия.

Пикл упрочнения повторяется.

Выполнение индуктора взаимодействующим с копиром нагрева посредством контактного ролика и двуплечего рычага обеспечивает постоянство зазора между индуктором и обрабатываемой поверхностью в процессе копирования.

Геометрические параметры индуктора могут быть различными, но должны обеспечивать равномерность и требуемую глубину нагрева.

Выполнение накатывающего органа в виде одного накатного ролика позволяет расширить типаж обрабатываемых изделий ввиду легкости настройки на требуемый размер обрабатываемой поверхности путем радиального перемещения с последующим закреплением накатывающего органа. Кроме того, уменьшается охлаждающее воздействие накатывающего органа на обкатываемую поверхность вследствие уменьшения площади контакта с обрабатываемым иэделием.

Наличие виброударного механизма позволяет интенсивно прорабатывать слой металла изделия, подлежащего упрочнению, в несколько раз увеличивая глубину и степень деформации этого слоя. Варьируя частоту Ударов и энергию единичного удара, можно деформировать нагретый слой Е различной степенью и на различную глубину по периметру иэделия, пропорциональную радиусу обрабатываемой поверхности в зависимости от глубины нагрева. Кроме того, импульсный характер виброударного воздействия накатного ролика в процессе накатки снижает изгибающие нагрузки на обрабатываемое изделие, что позволяет выполнить накатывающий орган в виде одного ролика при одностороннем воздействии на изделие. Виброударный механизм может быть выполнен механическим, пневматическим, гидравлическим или электрическим.

Расположение копира накатки в одной плоскости с индуктором и накатывающим органом исключает влияние нежесткости системы копир накаткирычажно тяговая система — накатывающий орган на точность копирования.

Профиль копира накатки определяется контуром обрабатываемого иэделия, что обеспечивает постоянство силового воздействия накатного ролика на обрабатываемую поверхность.

Устройство может быть установлено стационарно с отдельным приводом или

969760 смонтировано на базе токарного стан" ка.

Предлагаемое устройство позволит .реализовать на рабочих поверхностях изделий любую схему поверхностной термомеханической обработки (высоко- 5 и низкотемпературную, с иэотермическими превращениями аустенита и т. д.).

Устройство применимо для поверх- . ностного упрочнения изделий различной конфигурации и расположения рабочих поверхностей, особенно больших размеров, KBK длинномерных, так и ограниченной длины цилиндрических изделий типа колец, валов .,коленчатых и кулачк эвых валов.При этом эффектив-1 ность упрочнения от применения предлагаемого устройства увеличивается с увеличением размеров поверхностей и сложности изделий, повьыая их ресурс работоспособности при одновременном снижении трудоемкости изготовления.

Формула изобретения

1. Устройство для поверхностной термомеханической обработки изделий, Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 преимущественно с фасонной поверх- ностью, содержащее индуктор, накатывающий орган, выполненный в виде роликов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества иэделий, оно снабжено синхрониэирующим валом с копирами индуктора и накаты" вающего органа, а также системами рычагов, при этом один конец каждой системы соединен с индуктором и накатывающим органом соответственно, а другой взаимодействует с копирами индуктора и накатывающего органа.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е в с s тTеeMм, что копир накатывающего органа расположен в одн,эй плоскости с накатывающим органом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

9 377337, кл. С 21 D 1/10, С 21 D 8/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР ,Р 310941, кл. С 21 D 8/00, С 21 D 1/42, 1970.