Устройство для пластического упрочнения плоской поверхности детали скользящим цилиндром

С целью повышения качества поверхности, износостойкости и усталостной прочности плоских поверхностей металлических деталей пластическим деформированием поверхностного слоя скользящим цилиндром предлагается устройство, состоящее из разъемного корпуса, пакета тарельчатых пружин сжатых до заданной силы прижима инструмента с цилиндрической рабочей поверхностью к поверхности обрабатываемой детали, силового винта для начального смещения инструмента относительно поверхности детали, направляющих для перемещения детали толкателем и перемещения инструмента по нормали к поверхности детали при выходе поверхностного пластического деформирования на стационарный режим. По сравнению с известными устройствами поверхностного пластического деформирования обкаткой роликами и вдавливанием сферических инденторов предлагаемое устройство позволяет повысить чистоту обрабатываемых плоских поверхностей деталей, износостойкость и усталостную прочность за счет пластического деформирования поверхностного слоя по всей ширине детали без изменения ее толщины. Величина упрочнения регулируется силой сжатия тарельчатых пружин и начальным смещением инструмента относительно поверхности детали с помощью силового винта.

Изготовлен опытный образец устройства с помощью которого экспериментально получен эффект поверхностного упрочнения и стационарный режим пластического деформирования без изменения толщины детали из углеродистой стали с начальным пределом текучести 700 МПа скользящим инструментом из закаленной инструментальной стали У8.

Полезная модель относится к упрочнению деталей машин поверхностным пластическим деформированием для повышения качества поверхности, износостойкости и усталостной прочности детали. Цель изобретения - повышение чистоты поверхности, износостойкости и усталостной прочности металлических деталей с плоскими поверхностями за счет пластического упрочнения поверхностного слоя скользящим цилиндром без изменения толщины детали. Для этого обрабатываемая деталь проталкивается через устройство, в котором цилиндр, изготовленный из материала с высокой твердостью, прижимается к поверхности детали пакетом тарельчатых пружин с заданной силой, при которой около цилиндра образуется стационарная пластическая область и происходит пластическое упрочнение поверхностного слоя детали. 4 илл.

Известны устройства поверхностного пластического деформирования металлических деталей вращающимися роликами или вдавливанием сферических индеторов, в которых пластическая деформация локализуется в малой зоне около инструмента. При этом качество поверхности и неравномерность распределения деформаций по поверхности обрабатываемой детали зависят от технологических режимов поверхностного пластического деформирования (Школьник Л.М., Шахов В.И. Технология и приспособления для упрочнения и отделки. М.: Машиностроение, 1964). В отличие от известных устройств, в предлагаемом устройстве пластическая деформация происходит по всей ширине поверхности детали скользящим цилиндром с заданной силой прижима, что повышает качество поверхности и позволяет регулировать толщину и уровень упрочнения поверхностного слоя.

На фиг.1 показан главный вид предлагаемого устройства с вертикальным проталкиванием обрабатываемой детали; на фиг.2 - вид по А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2. Устройство для пластического деформирования плоской поверхности детали скользящим цилиндром содержит корпус, состоящий из пластин 1 и 2, соединенных со стойками 3 болтами 4; пакет тарельчатых пружин 6, сжатый до заданной силы болтами 7 между пластинами 2 и 5; силовой винт 8, связанный резьбовым соединением с пластиной 5; опорный диск 9; инструмент 10; направляющие 11, прикрепленные к пластине 1 болтами 12; обрабатываемую деталь 13 и толкатель 14.

Устройство работает следующим образом. Перед началом проталкивания на переднем конце обрабатываемой детали 13 выполняется пластическое вдавливание инструмента по нормали к обрабатываемой поверхности или фрезеруется узкая заходная часть. Деталь 13 устанавливается в направляющие 11 и прижимается к пластине 1 вращением винта 8 до контакта с инструментом 10 по поверхности пластического отпечатка или заходной части. В начальном положении линия контакта инструмента 10 находится ниже поверхности детали 13 на заданную глубину. При проталкивании детали 13 толкателем 14 сначала происходит выход цилиндрической поверхности инструмента 10 на поверхность детали 13 за счет сжатия пружин 6 и перемещения инструмента в пазах направляющих 11. Затем наступает стационарная стадия пластического скольжения инструмента по поверхности детали без изменения ее толщины при постоянной силе проталкивания детали 13 и силе прижима инструмента пружинами 6. Стационарная стадия процесса при сохранении толщины детали и эффект поверхностного пластического упрочнения получены экспериментально при обработке поверхности детали из углеродистой стали с начальным пределом текучести 700 МПа инструментом из закаленной инструментальной стали У8 с применением описанного устройства.

Изменение жесткости пакета пружин 6, силы сжатия этого пакета до обработки детали 13, начального положения инструмента 10 относительно поверхности детали 13, чистоты поверхности инструмента и смазки позволяют изменять величину пластической деформации, толщину пластического слоя, упрочнение и качество поверхности обрабатываемой детали.

Устройство для пластического упрочнения плоской поверхности детали скользящим цилиндром, содержащее разъемный корпус, пакет тарельчатых пружин, инструмент с цилиндрической рабочей поверхностью, силовой винт, направляющие для проталкиваемой детали и инструмента и толкатель, отличающееся тем, что, с целью повышения качества поверхности, износостойкости и усталостной прочности пластическим деформированием поверхностного слоя детали без изменения ее толщины, применяется скользящий цилиндрический инструмент, прижимаемый по всей ширине к поверхности детали пакетом тарельчатых пружин с заданной силой, регулируемой предварительным сжатием пакета пружин и начальным смещением инструмента относительно поверхности детали силовым винтом с последующим выходом процесса пластического деформирования на стационарный режим за счет перемещения инструмента в пазах направляющих по нормали к поверхности детали при ее проталкивании толкателем.