Способ упрочняюще-чистовой обра-ботки и устройство для его осу-ществления

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

l оц841936

Ф

< i л

« „„,,б=.—;.: (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1204.79 (21) 2751565/25-08 (51)М. Кл.з

В 24 В 39/00 с присоединением заявки ¹

Государствеииый комитет

СССР

flo делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300681. Бюллетень 89 24

Дата опубликования описания 3006.81 (53) УДК 621. 923. .77(088.8) (72) Автор изобретения

И.П. Филонов

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЯЩЕ-ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

1 . Изобретение относится к металлообработке, в частности к способам и устройствам для окончательной обра:,ботки внутренних поверхностей враще.ния методом пластического дейормирования.

Известен способ упрочняюще-чистовой обработки деталей деФормирующими элеглентами воздействием сжатого возду- 0 ха, при котором детали сообщают вращение вокруг оси симметрии обрабатываемой поверхности и возвратно-поступательное перемещение (1).

Известно устройство для осуществления способа упрочняюще-чистовой обра- 1з ботки деталей, содержащее корпус, в котором выполнена кольцевая камера для размещения дейормирующих элементов, находящихся под воздействием сжатого воздуха, подводимого в зону кольцевой канавки через осевой канал и тангенциальные сопла (2$.

При обработке известным способом не обеспечивается требуемая величина пластического дефорглирования. дав- 2 ление сжатого воздуха, используемого в производственных условиях, не поз,воляет обрабатывать детали с твердостью большей НКС 30-40, так как усилие деформирования невелико. 30

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет создания допблйительных одинаково направленных инерционных сил.

Поставленная цель достигается тем, что деталям и деформирующим элементам сообщают дополнительное вращение вокруг оси, параллельной оси симметрии обрабатываемОй поверхности, в направлении, совпадающем с направлением вращения деФормирующих элементов.

При этом устройство снабжено пустотелым валогл и двумя дисками, установленными на нем с возможностью поворота, при этом диск, несущий корпус с деформирующими элементами, выполнен с камерой для подвода сжатого воздуха, а другой снабжен стаканами, несущими введенные„в них элементы крепления обрабатываеглой детали, установленные с возможностью поворота, при этом один из элементов крепления деталей кинематически связан с введенной в устройство шестерней, размещенной на диске со стаканами и соосно закрепленной на нем, причем диск со стаканами установлен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно другого диска.

841936

На фиг. 1 дана схема способа обработки, на фиг. 2 — устройство, разрез, на фиг. 3 — сечение A-A на фиг. 2, на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 2.

В предлагаемом Способе обработки (фиг. 1) деформирующие элементы 1, вращаясь под действием сжатого воздуха со скоростьюсО„, -вращаются вместе с обрабатываемой деталью со скоростью 43g вокруг оси, параллельной >си симметрии обрабатываемой поверхности, в одинаковом направлении. Обрабатываемая деталь при этом имеет также осевое возвратно-поступательное перемецение и вращение вокруг своей оси симметрии со cKopocTbD Ш г в сторону, противоположную направлению вращения деформирующих элементов.

При равномерном относительном и переносном вращениях деформирующие элементы имеют ускорение

w=w +й +й 20 . u г к

С достаточной степенью точности можно считать, что

w бw R где ч — суммарное ускорение, дей- 25 ствующее на шарик, угловая скорость вращения детали относительно центра О, R — радиус обрабатываемой поверхности. 30

На обрабатываемую поверхность действуют силы

Ш F6 + +Fk откуда с достаточной степенью точности

35 гпах где F „ — вектор наибольшей силы деформации, Р— вектор силы от"центробежного ускорения, 40

Г - вектор силы от центростремительного ускорения, à — вектор силы от ускорения

Кориолиса.

Вращение обрабатываемой детали вок- 5 руг собственной оси со cKopocTbDИ

4 обеспечивает изменение точки приложения максимальной силы и способству ет равномерному силовому воздействию на всю круговую обрабатываемую поверхность. Осевое перемещение обес 30 печивает обработйу по длине всей обрабатываемой внутренней поверхности вращения.

Устройство для осуществления предлагаемого способа, содержит деформирующие элементы 1 (шарики, ролики), обкатывапщиеся по обрабатываемой внутренней поверхности детали 2 в результате воздействия на них. потока сжатого воздуха, поступающего в 60 камеру, образованную торцами двух шайб 3 и 4 и внутренней поверхностью обрабатываемой детали. Цайбы установлены на резьбовой части трубы 5 с тангенциальными соплами и зафиксиро- 65 ваны на ней в осевом направлении с помощью втулки 6 с соосными тангенциальными соплами и гаек 7 и 8. Обрабатываемая деталь 2 крепится в гильзе 9 стаканами 10 и 11, что обеспечивает поворот вокруг ее оси симметрии. Стаканы 10 и 11 установлены в подшипниках 12 и 13, которые размещены в неподвижном стакане 14 и стакане 15, имеющем возможность осевого перемещения со шпонкой 16 и гайкой

17., воздействующей на стакан через пружину 18. Труба 5 с одной стороны имеет заглушку 19, второй резьбовой конец оснащен гайкой 20, обеспечиваюцей крепление ее к диску 21, вращающемуся вместе с полым шлицевым валом 22 со шпонкой 23 и гайкой 24.

Крышка 25 крепится к диску 21 болтами 26. Иежду обращенными друг к другу торцами диска и крышки образована полость 27, герметичность которой обеспечивается подкладкой 28. Диск

29 вместе с закрепленными на его торце гильзами 9 с помощь э болтов 30 имеет эозмо>хность осевого перемещения вдоль полого шлицеэого вала и вращается вместе с ним. К диску 29 прикреплена шлицеэая втулка 31.

Устройство снаб>кено приводом подачи, содержащим неподви>хный гидроцилиндр 32 и шток 33, связанный с диском 29, вилки 34, закрепленные на штоке с помощью шпонок 35, стопорных колец 36 и распорной втулки 37, и приводом врацения обрабатываемых деталей вокруг собственной оси, который включает в себя невращающуюся шестерню 38 с внутренним зацеплением, входяцую в зацепление с шестернями 39, выполненными за одно целое со стаканами 11. Перемещение шестерен 39 вместе с шестерней 38 обеспечивается за счет крепления последней к штоку 33 с помощью стопорных колец 40.

Устройство работает следующим образом, При подаче с>хатого воздуха через полый шлицевой вал 22 полость 27 и соосные тангенциальные сопла в резьбовой части трубы 5 и втулке 6 в каме-. ре, образованной торцами шайб 3 и 4 и внутренней обрабатываемой поверхностью детали 2, создается вихревой поток. Деформирующие элемейты 1, вра-! (щаясь равномерно в вихревом потоке вокруг оси симметрии обрабатываемой поверхности, воздействуют на нее центробежной силой, равной произведению массы шарика на нормальное (центростремительное) ускорение в относительном движении. При вращении полого шлицевого вала 22 диски 21, 25 и 29 вращаются вместе с закрепленными на них трубами 5 и гильзами 9 с установленными на них обрабатываемыми деталями 2 вокруг оси, параллельной оси вращения деформирующих элементов.

Таким образом, дефор>лирующие элемен84193б ты участвуют в двух двйжениях отно- ния штока (реверсирование) при измесительном и переносном. Относитель- нении подачи масла в полости а и б ное перемещение их происходит вокруг гидроцилиндра 32. оси симметрии обрабатываемой поверх- После обработки подача сжатого ности, переносное - вокруг oem, парал- воздуха.и вращение полого вала 22 лельной первой и отстояцей от нее на 5 прекращаются. Подача масла в понекотором расстоянии. В этом случае, лость а гидроцилиндра 32 обеспечивапри совпадении их направленйй враще- ет ускоренное перемещение его штока ния,,на обрабатываемую поверхность 33 с диском 29, гильзами 9 и обракроме центробе>кной сила F в относи- . батываемыми деталями 2 слева напрае тельном движении действуют еще две во до полного выхода труб 5 из внут10 силы инерции„ возникаищие в результа- ренней зоны гильзы 9. После остановте наличия двух ускорений деформирую- ки (прекращения подачи масла в полость цих эле>лентов: нормального (центро- а гидроцилиндра 32) отворачиваются стремительного) ускорения - сила F„ гайки 17, вынимаются пружины 18, в переносном движении и поворотного стаканы 15 (с закрепленными на их ускорения (ускорения Кориолиса) — си- 1з поверхности шпонками 16) с подшипha Г„ . Однонаправленность относитель- никами качения 13 и установленными ного и переносного вращений определя- в них стаканами 10. После чего вынияет направление ускорения Кориолиса маются обрабатываемые детали 2. На таким образом, что вектор его всегда их место устанавлйваются новые об-. направлен к центру обрабатываемых 20 рабатываемые детали 2, затем подшип-! деталей. Таким образом в предлагае- никовые узлы со стаканами 10, 15 и

-мом устройстве на обрабатываемые по- установленными в -них подшипниками 13 верхности действуют три силы"инерции и пружинй 18, завинчиваются гайки

F, F„ и Г . Центростремительная си- 17. Подается масло в полость б гидла инерции F„ в переносном движении, р роцилиндра 32 для ввода деформируюнаправленная к оси вращения полого щих элементов 1 в обрабатываете девала 22, оказывает переменное силовое тали, подается сжатый воздух в повоздействие на отдельные точки"обра- лый шлицевой вал 22 н при вращении батываемых поверхностей. Выравнива- вала 22 и осевой подаче происходит ние суммарного силового воздействия обработка новой партии деталей. на отдельные точки обрабатываеМых по- В связи с тем, что сила воздейверхностей происходит при обкатыва- ствия со стороны деформирующих элении шестерен 39, выполненных за одно ментов на обрабатываемую поверхность целое со стаканами 11, в которых yc- . увеличивается в несколько раз !в тановлены обрабатываемые детали 2, б раз), можно производить абраСотку по неподвижной шестерне 38. При этом закаленнух и труднообрабат;знаемых де35 обрабатываемые детали 2 вращаются талей предлагаемым способом в цахотакже вокруг своей оси симметрии в вых условиях без увеличения давления сторону, противополо>кную направлению сжатого воздуха. Увеличение усилия вращения деформируищих элементов .1 в зоне контакта деформифующих элемен.относительно той же оси, что обеспе- 40 тов с обрабатываемой поверхности чивает так>хе увеличение частоты их способствует также увеличению с-,епевоздействия на обрабатываемую поверх- . ни пластической деформации, что в изность ° вестном спОсобе и известным устройПри увеличении давления в полости ством не обеспечивается. б гидроцилиндра 32 диск 29, охватывае-4 мый вилками 34, соединенными с поршнем 33, перемещается справа налево. Формула изобретения

Вместе с диском 29 перемещаются в этом >ке направлении и обрабатываемые 1. Способ упрочняюще-чистЬвой обдетали, установленные в гильзах 9, работки деталей деформирующими элеприкрепленных к торцу диска болтами ментами, восприиимающими воздействие

30, относительно неподвижных в осе- рабочего агента, при котором детали вом направлении деформирующих элемен- сообщают вращение вокруг оси симтов 1. В процессе осевого перемещения метрии обрабатываемой поверхности и обрабатываемых деталей 2 относитель- возвратно-поступательное перемещение ное осевое положение шестерен 38 зз отличающийся тем, что, с и 39 не нарушается. Иестерня 38 пере- целью интенсификации процесса эа счет мещается вместе со штоком 33 благо- создания дополнительных одинаково даря креплению ее к штоку с по кощью направленных инерционных сил, детастопорных колец 40. При перемещении лям и деформирующим элементам сообобрабатываемых деталей 2 в осевом g0 щают дополнительное вращение вокруг направлении на требуемую величину оси, параллельной оси сймметрии обраподача масла в полость б гицроцилинд- батываемой поверхности, в направлера 32 прекращается. При необходимос- нии, совпадающем с направлением врати двухпроходной обработки происхо- щен детали и деформирующих элемеидит изменение направления перемеще- тов.

841936

2. Устройство для упрочняюще-чистовой обработки деталей, содержащее корпус, в котором выполнена кольцевая камера для размещения деформйруйщих элементов, находящихся под воздействием рабочего агента, нодводимого в зону кольцевой канавки через осевой канал и тангенциальные сопла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено размещенными на корпусе с возможностью поворота двумя дисками, в которых выполнены дополни- тельные отверстия для установки введенного в устройство полого вала, расположенного с возможностью вращения и преднаэначейного для дополнительного подвода рабочего агента, при этом на корпусе размещены с возможностью поворота введенные в устройство стаканы с элементами крепления обрабатываемой детали, при этом один из элементов кинематически связан с введенной в устройство шестерней, закрепленной на одном из дисков, 5 установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно другого диска.

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе

1. Ящерицин П.И. и др. Пневмоцентробежная обработка нежестких деталей поверхностным пластическим деформированием. Сб. "Доклады Академии Наук БССР", т. ХХ1, 9 11, 1977, с. 1004-1007 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 512043, кл. В 24 В 39/02, 1976.