УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ШАРОВАЯ ОПОРА" Российский патент 1999 года по МПК B24B31/06 B24B1/04 B24C1/10 

Описание патента на изобретение RU2137584C1

Изобретение относится к области машиностроения, к обработке поверхностей деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби и может быть использовано как при дробеструйной, так и при ультразвуковой обработке, а также в смешанном виде для упрочнения металлических деталей, в том числе из высокопрочных сталей.

Известно устройство для поверхностного упрочнения деталей по а.с. СССР N 1399081, взятое в качестве прототипа, выполненное в виде корпуса, состоящего из концентратора с камерой на его торце, в которую помещают рабочие тела в виде шариков и деталь, закрепленную на фланце.

Ширина камеры удовлетворяет соотношению h = (0,40 - 0,60) d, где d - диаметр концентратора, а высота составляет 0,3 λизг, где λизг - дина волны изгибных колебаний в стенке камеры.

Устройство имеет следующие недостатки:
1. удары шариков носят стохастический случайный характер;
2. отсутствует акустическая развязка на торец волновода с шариками, что ведет к низкому КПД его работы (холостой амплитудный ход), и не возникает стоячая волна колебаний волновода.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и качества обработки поверхностей деталей.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено асимметричное гнездо для размещения в нем стальных шариков, и технологический фланец, расположенный перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца и предназначенный для установки обрабатываемой детали, снабжено пуансоном, несущим обрабатываемую деталь типа "шаровая опора" и установленным коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце посредством резьбы с возможностью образования стальными шариками промежуточной плотноупакованной рабочей среды между стенками гнезда, служащего одновременно матрицей, при этом пуансон снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ и прибором для измерения статического усилия на шарики.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства для упрочнения деталей, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - узел для создания плотноупакованной рабочей среды.

Устройство работает из ступенчатого концентратора 1, на торце которого сквозным пазом с гантелями в основании образовано асимметричное гнездо со стенками 2. Волновод закреплен на трансформаторе упругих колебаний магнитострикционного преобразователя 3, который запитывается от генератора 4 ультразвуковых колебаний. Рабочие тела в виде стальных шариков 5 и деталь 6 "шаровая опора" помещают в рабочий объем гнезда. Технологический фланец 7 расположен перпендикулярно волноводу на опорных стойках 8, закрепленных вместе с магнитострикционным преобразователем 3 и на станине 9 устройства.

На фиг. 2 приведено сечение гнезда концентратора, показывающее взаимное расположение стенок 2 гнезда и стенок 10 технологического фланца.

Ширина камеры h удовлетворяет соотношению h = (0,40 - 0,60) d, где d - диаметр концентратора.

Высота составляет 0,3 λизг, где λизг - длина волны изгибных колебаний в стенке гнезда. Радиус галтелей "r" в основании гнезда удовлетворяет соотношению:
На фиг. 3 показаны средства, упаковывающие стальные шарики в теле волновода и выполненные в виде динамометрического ключа 11 и пуансона 12.

Обрабатываемая деталь 6 закреплена в пуансоне 12, смонтированном коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце 7 посредством резьбы и контргайки 13 со шлицами под накидной ключ.

На динамометрическом ключе 11 расположен прибор 14 для измерения статического усилия на шарики.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания, сообщаемые волноводу от генератора и магнитострикционного преобразователя, приводят стенки 2 и торцевую поверхность меньшего цилиндра концентратора в колебательное движение, заставляя рабочие тела 5 (стальные шарики ⊘ 2,2 - 3 мм) интенсивно перемещаться внутри гнезда. В нашем случае они плотно упакованы с заданным усилием с помощью пуансона 12, динамометрического ключа 11 с прибором 14, показывающим усилие давления шариков на обрабатываемую поверхность. После создания определенного усилия пуансон фиксирует на технологическом фланце контргайкой 13.

Величину усилия выбирают в пределах P≈150-160 кг (статическое усилие) для незакаленных сталей и чугунов, P≈350-450 кг для закаленных сталей.

Амплитуда преобразователя на волновод составляет A≈100-120 мкм, а частота колебаний f = 50 Гц (на ультразвуковом преобразователе и его выходе).

При создании ультразвуковых колебаний шарики, ударяя по поверхности детали 6, упрочняют ее в асимметричном гнезде, служащем одновременно матрицей пуансона. При этом в его стенках наряду с продольными колебаниями имеют место изгибные колебания, являющиеся следствием наличия поперечных (пуассоновских) деформаций ступенчатого концентратора при распространении в нем продольной ультразвуковой волны.

Похожие патенты RU2137584C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ТОРМОЗНОЙ ДИСК" 1997
  • Казаков В.М.
RU2137589C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ПРУЖИНА" 1997
  • Казаков В.М.
RU2137587C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ШЕСТЕРНЯ" 1997
  • Казаков В.М.
RU2137583C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "РАСПРЕДВАЛ" 1997
  • Казаков В.М.
RU2137585C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "КОЛЕНВАЛ" 1997
  • Казаков В.М.
RU2137586C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "МАХОВИК" 1997
  • Казаков В.М.
RU2137588C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "КРЕСТОВИНА" 1997
  • Казаков В.М.
RU2139785C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ 1997
  • Казаков В.М.
RU2129942C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ШАТУННО-ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ" 1998
  • Казаков В.М.
RU2138383C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ 1997
  • Казаков В.М.
RU2130086C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 137 584 C1

Реферат патента 1999 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ШАРОВАЯ ОПОРА"

Изобретение относится к обработке деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби. Устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей работает от генератора, подающего ультразвуковые колебания через магнитострикционный преобразователь. На торце волновода образовано асимметричное гнездо для размещения обрабатываемой детали и рабочего инструмента в виде стальных шариков. Шарики, интенсивно перемещаясь внутри гнезда, ударяют по поверхности детали, упрочняя ее. Для повышения производительности и качества обработки стальные шарики плотно упаковывают в гнезде с помощью пуансона и динамометрического ключа с прибором для измерения статического усилия. Обработка детали производится как с помощью дроби, так и с помощью ультразвуковых колебаний, а также в смешанном варианте. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 137 584 C1

Устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено асимметричное гнездо для размещения в нем стальных шариков и технологический фланец, расположенный перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца и предназиаченный для установки обрабатываемой детали, отличающееся тем, что для обработки поверхностей деталей типа "шаровая опора" оно снабжено пуансоном, несущим обрабатываемую деталь и установленным коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце посредством резьбы с возможностью образования стальными шариками промежуточной плотно-упакованной рабочей среды между стенками гнезда, служащего одновременно матрицей, при этом пуансон снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ и прибором для измерения статического усилия на шарики.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2137584C1

Устройство для поверхностного упрочнения деталей 1983
  • Остапенко Владимир Александрович
  • Малолетнев Анатолий Яковлевич
  • Кулемин Анатолий Викторович
  • Кононов Валерий Викторович
  • Стебельков Игорь Анатольевич
  • Мартынов Евгений Николаевич
  • Шаврин Олег Иванович
SU1399081A1
Способ поверхностного упрочнения деталей 1986
  • Алексеенко Александр Федорович
  • Гройсман Виталий Александрович
  • Зайцев Виктор Петрович
  • Бронин Фридрих Александрович
SU1620274A1
Ультразвуковое устройство для поверхностного упрочнения 1981
  • Николаев Вадим Александрович
  • Штриков Борис Леонидович
  • Калеев Владимир Анатольевич
SU1009735A1
Ультразвуковое устройство для упрочнения деталей 1974
  • Стебельков Игорь Анатольевич
SU608564A1
Способ вибрационной обработки 1985
  • Бабичев Анатолий Прокофьевич
  • Сердюков Владимир Семенович
  • Санамян Валерий Геворкович
  • Коровайко Ангелина Борисовна
SU1301666A1
Устройство для получения синтез-газа, технического углерода и термолизной жидкости при термической деструкции твердых углеводородных отходов 2024
  • Вепринцева Надежда Алексеевна
RU2826655C1
US 4991360 A, 12.02.91.

RU 2 137 584 C1

Авторы

Казаков В.М.

Даты

1999-09-20Публикация

1997-10-23Подача