Устройство для вибрационной обработки поверхностей

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием или резанием с образованием на них регулярного микрорельефа. Задача полезной модели - создание устройства для вибрационной обработки, позволяющего получать на обрабатываемой поверхности регулярный микрорельеф в виде дискретных углублений поверхностным пластическим деформированием или резанием. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящем из основания 1, на котором установлены привод возвратно-качательного движения, состоящий из толкателя 6, кулачка 7, и электродвигателя 8, и корпус 2 с размещенной в нем державкой 3 с инструментом 4, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью, державка 3 имеет Г-образную часть с инструментом 4, который смещен относительно оси качания державки, при этом величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента 4 и определена с соответствии с выражением: , где r - радиус качания державки 3, h - максимальная глубина канавки микрорельефа на поверхности детали. В результате инструмент 4 соприкасается с обрабатываемой деталью по времени меньше периода возвратно-качательных движений державки 3 от привода, образуя на ней дискретные микролунки в виде прерывистых синусоидальных канавок. 3 илл.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием или резанием с образованием на них регулярного микрорельефа.

Известно устройство - виброголовка, содержащая основание, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и корпус с размещенными в нем державкой с инструментом и силовым механизмом, предназначенным для регулирования величины усилия вдавливания шара в обрабатываемую поверхность [1]. Недостатком известного устройства является значительная масса качающейся части головки и люфты в узле качания, что приводит к снижению качества обработки.

Известно также устройство для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием [2]. Это устройство выполнено в виде основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и жестко закрепленный корпус с размещенным в нем державкой с инструментом - алмазным наконечником и силовым механизмом. Привод возвратно-качательного движения кинематически связан с передней частью державки, при этом на последней выполнен участок в виде плоской пружины с малой поперечной жесткостью, предназначенный для обеспечения степени свободы в направлении вибрирования. Это позволяет получать на обрабатываемой поверхности детали регулярный микрорельеф в виде системы непрерывных синусоидальных канавок. Недостатком данного устройства является невозможность создания на обрабатываемой поверхности

детали регулярного микрорельефа в виде системы дискретных некасающихся друг друга микровпадин (лунок), позволяющего улучшать эксплуатационные свойства поверхности.

Задача полезной модели - создание устройства для вибрационной обработки, позволяющего получать на обрабатываемой поверхности регулярный микрорельеф в виде дискретных углублений поверхностным пластическим деформированием или резанием.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящем из основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и корпус с размещенной в нем державкой с инструментом, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью. Державка имеет Г-образную часть с инструментом, который смещен относительно оси качания державки. Величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента d и определена в соответствии с выражением: , где r - радиус качания державки, h - максимальная глубина канавки на поверхности детали.

В каждый период возвратно-качательного движения державки инструмент некоторое время не соприкасается с обрабатываемой поверхностью, за счет чего на ней образуются дискретные микролунки в виде прерывистых синусоидальных канавок.

На фиг.1 показано устройство для вибрационной обработки поверхности пластическим деформированием или резанием; на фиг.2 - схема формирования микролунки; на фиг.3 - поверхность детали с микрорельефом, получаемым устройством - прототипом (а) и предлагаемым устройством (б).

Устройство для вибрационной обработки (фиг.1) содержит основание 1 с закрепленным на нем корпусом 2, несущим Г-образную державку 3 с инструментом - алмазным наконечником или резцом 4, смещенным

относительно оси качения державки, при этом величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения державки 3 от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента d и определяется из выражения: , где r - радиус качания державки, h - максимальная глубина канавки на поверхности детали, направляющие 5, толкатель 6, кулачок 7, и электродвигатель 8. Инструмент с державкой 3 поджимается механизмом 9, состоящим из пружины 10, сила натяжения которой регулируется винтом 11 и гайкой 12. Державка 3 может быть изготовлена из пружинной стали, а переходный участок 13, соединяющий ее вибрирующую часть с неподвижной частью, выполнен в виде плоской пружины, за счет которой происходит вибрация не всей державки, а только ее части с инструментом 4. Зазоры между кулачком 7 и вибрирующей Г-образной частью державки 3 выбираются винтом 14. После регулировки зазоров винтом 14 на толкатель 6 и вибрирующую часть державки 3 напрессовывается амортизатор, которым служит резиновая втулка 15. Цанга 16 с гайкой 17 служит для установки индикатора 18, измеритель которого касается штока 19, и устанавливает момент соприкосновения инструмента с обрабатываемой деталью и глубину микронеровностей.

Устройство работает следующим образом. Инструмент 4, закрепленный в вибрирующей Г-образной части державки 3, подводится к поверхности обрабатываемой детали до соприкосновения и поджимается через винт 11 и гайку 12 пружиной 10. Момент соприкосновения инструмента 4 с поверхностью обрабатываемой детали и требуемая глубина регулярного микрорельефа в виде дискретных микролунок определяются индикатором 18, который установлен с помощью цанги 16, гайки 17 в корпусе 2 и через шток 19 соединен с державкой 3. При вращении кулачка 7 от электродвигателя 8 через толкатель 6, который установлен в направляющих 5, вызывается возвратно-качательное движение вибрирующей части державки 3 за счет деформации участка с малой поперечной жесткостью. Величина амплитуды осцилляции

инструмента может изменяться в пределах 0,5-2,5 мм, в зависимости от конкретных условий обработки, за счет изменения величины эксцентриситета кулачка 7.

Фиг.2 поясняет механизм формирования микролунок. Так как инструмент 4, закрепленный на Г-образной части державки 3, смещен на величину L от оси качания переходного участка 13 державки, колеблющейся относительно точки О, при этом величина смещения больше амплитуды А возвратно-качательного движения державки 3 от привода не менее чем на ширину d режущей части инструмента 4, то время соприкосновения режущей части инструмента 4 с поверхностью обрабатываемой деталью в правом и левом положениях за период осцилляции будет различным, что и приводит к разрыву формируемой синусоидальной канавки и образованию микролунок. Установка инструмента на требуемую глубину микролунки h осуществляется в крайнем правом положении осцилляции державки. В случае когда величина смещения меньше амплитуды возвратно-качательного движения державки 3 также будет происходить разрыв синусоидальной канавки и образование микролунок.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет получить на поверхностях деталей, например, металлического контртела (штока или цилиндра), работающего в паре с резиновым элементом гидроуплотнительного узла, новый регулярный микрорельеф в виде дискретных микроуглублений, (фиг.3б), улучшающий такие их эксплуатационные свойства как гидроплотность и износостойкость за счет устранения каналов сквозных утечек смазки, а также образования множества гидродинамических клиньев, при которых режим трения приближается к гидродинамическому.

Источники информации.

1. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. Л., "Машиностроение", 1972. - С.46.

2. А.с СССР №996177. Устройство для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием./Я.И.Барац, А.Э.Кашелянский, В.В.Ларюшин и Р.К.Шапошник, опубл. 15.02.83, бюл. №6.

Устройство для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящее из основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и корпус с размещенной в нем державкой с инструментом, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью, отличающееся тем, что державка имеет Г-образную часть с инструментом, который смещен относительно оси качания державки, при этом величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента и определена в соответствии с выражением , где r - радиус качания державки, h - максимальная глубина канавки на поверхности детали.