Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам для калибрования, деформирующего протягивания и упрочнения металлических внутренних поверхностей отверстий деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием со статико-импульсным нагружением деформирующего инструмента.
Известно устройство для статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания, содержащее патрон, в котором закреплен деформирующий инструмент [1].
Устройство отличается ограниченными возможностями, низким КПД, большой энергоемкостью, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей дорнования за счет применения статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием, а также за счет управления глубиной упрочненного слоя и микрорельефом внутренних поверхностей отверстий путем использования инструмента и устройства нагружения специальной формы.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством для статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания, содержащее патрон, в котором закреплен деформирующий инструмент, при этом он снабжен опорным фланцем для установки обрабатываемой заготовки, гидравлическим генератором импульсов для вырабатывания периодической импульсной нагрузки, волноводом в виде ступенчатого стержня со ступенями малого и максимального диаметров и бойком в виде втулки, который установлен на ступени малого диаметра ступенчатого стержня с возможностью продольного перемещения, а патрон установлен на волноводе, при этом втулка и ступень максимального диаметра ступенчатого стержня выполнены с поперечными сечениями одинаковой площади для передачи деформирующему инструменту периодической импульсной нагрузки вдоль его продольной оси, а соотношение длины втулки к длине ступени максимального диаметра ступенчатого стержня равно единице.
Особенности конструкции предлагаемого устройства поясняются чертежом. На чертеже представлена схема дорнования отверстия методом протягивания со статико-импульсным нагружением деформирующего инструмента.
Предлагаемое устройство служит для дорнования, т.е. калибрования отверстий методом протягивания и предназначено для чистовой операции по обработке отверстий деталей машин поверхностным пластическим деформированием. Эту операцию выполняют перемещением с натягом деформирующего инструмента - дорна 1, напоминающего прошивку, в виде оправки с деформирующим элементом, при этом к инструменту с натягом прикладывают статическую нагрузку Рст вдоль обрабатываемой поверхности отверстия заготовки. Заготовка 2 опирается на фланец 3, закрепленный на вертикальной стенке, например, горизонтально-протяжного станка (не показан).
Дополнительно к деформирующему инструменту - дорну 1 прикладывают периодическую импульсную нагрузку Рим, вырабатываемую гидравлическим генератором импульсов (ГГИ) (не показан), которая сообщается посредством бойка 4 и волновода 5. С этой целью волновод 5 выполнен в виде ступенчатого стержня, а упомянутый боек 4 выполнен в виде втулки, охватывающей ступень малого диаметра волновода 5 и скользящей вдоль его продольной оси.
Соотношение длины L1 бойка к длине ступени L2 максимального диаметра волновода 5 равно единице, т.е. L1/L2=1, а площади контакта их в поперечном сечении, по которым передается ударный импульс, одинаковы.
Способ дорнования с применением предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Заготовку 2 устанавливают на фланец 3 и передней направляющей частью в заготовку вводят дорн 1, при этом дорн захватывается патроном 6, который закреплен на волноводе 5.
Обработку начинают с включения продольной подачи Sпр и под действием основной статической нагрузки Рст, развиваемой основным приводом станка, начинается процесс дорнования.
Одновременно с включением основной статической нагрузки Рст включается дополнительная периодическая импульсная нагрузка Рим, которая осуществляется с помощью бойка 4, воздействующего на торец волновода 5. В качестве механизма импульсного нагружения инструмента применяют ГГИ (не показан) [2, 3], который соединен с корпусом гидроцилиндра 7.
Исходный импульс, сформированный в бойке в момент удара по волноводу, отражаясь от свободного торца бойка с противоположным знаком, доходит до волновода, одна его часть вновь отражается в боек, а другая переходит в волновод и распространяется в направлении нагружаемой поверхности. Дойдя до нагружаемой поверхности, последняя часть импульса распределяется на проходящий и отраженный. Проходящие волны деформации при соотношении L1/L2=1 не накладываются и не разрываются, а следуют друг за другом, кроме того, при равенстве площадей контакта поперечных сечений бойка и волновода энергия удара наиболее полно реализуется в контакте с нагружаемой средой.
Пример. Дорновали предлагаемым устройстом заготовки гильз гидроцилиндров с толщиной стенки 5...20 мм, изготовленные из стали 45, на модернизированном горизонтально-протяжном станке мод. 7Б57 с использованием специального ГГИ. Модернизация касалась установки на станке, на тяговом штоке волновода, бойка и корпуса гидроцилиндра, осуществляющих дополнительное периодическое импульсное нагружение инструмента. Наибольшее значение энергии ударов, развиваемые ГГИ, А=280 Дж (сила удара 260 кН, скорость удара 7,2 м/с), при частоте ударов f=5...15 Гц. Натяг инструмента составлял 0,5...1,5 мм, ширина деформирующей ленточки - 10...40 мм. Статическое нагружение осуществлялось силой до Рст=40 кН.
Обработка показала, что параметр шероховатости обработанных поверхностей гильз уменьшился до значения Ra=0,5...0,065 мкм при исходном - Ra=5...6,5 мкм, производительность повысилась более чем в два раза, энергоемкость процесса составила 18 кВт, что в 2,2 раза меньше, чем при традиционном дорновании. Также установлено, что с увеличением диаметра инструмента происходит уменьшение удельного давления на нагружаемую поверхность, а это приводит к улучшению условий прохождения инструмента через обрабатываемое отверстие. Увеличение удельного давления снижает шероховатость, при этом поверхность приобретает профиль с периодически повторяющимся шагом, что положительно сказывается на работоспособности упрочненных таким образом заготовок.
Предлагаемое устройство расширяет технологические возможности дорнования за счет применения статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием, а также за счет управления глубиной упрочненного слоя и микрорельефом внутренних поверхностей отверстий путем использования инструмента и устройства нагружения специальной формы.
Источники информации
1. RU 2055719 С1, В24В 39/02, 10.03.1996 - прототип.
2. Киричек А.В., Лазуткин А.Г., Соловьев Д.Л. Статико-импульсная обработка и оснастка для ее реализации // СТИН, 1999, №6. - С.20-24.
3. Патент РФ №2090342. МПК6 В24В 39/04. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Гидроударное устройство для обработки деталей ППД. 95122309/02. 21.12.95. 20.09.97. Бюл. №26.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО ДОРНОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ МЕТОДОМ ПРОТЯГИВАНИЯ | 2006 |
|
RU2312754C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ОТВЕРСТИЙ | 2011 |
|
RU2457099C1 |
СПОСОБ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ОТВЕРСТИЙ | 2011 |
|
RU2457098C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО УПРУГОГО ДОРНОВАНИЯ | 2011 |
|
RU2464152C2 |
СПОСОБ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВ МЕТОДОМ ДЕФОРМИРУЮЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ | 2006 |
|
RU2320469C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО ДОРНОВАНИЯ ПРУЖИНЯЩИМ ДОРНОМ | 2010 |
|
RU2462339C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО ДОРНОВАНИЯ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ОТВЕРСТИЙ | 2011 |
|
RU2479405C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВ МЕТОДОМ ПРОТЯГИВАНИЯ | 2006 |
|
RU2317888C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ | 2011 |
|
RU2487793C2 |
СПОСОБ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО УПРУГОГО ДОРНОВАНИЯ | 2011 |
|
RU2457097C1 |
Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к устройствам для калибрования, деформирующего протягивания и упрочнения металлических внутренних поверхностей отверстий деталей поверхностным пластическим деформированием. Устройство содержит патрон, в котором закреплен деформирующий инструмент, опорный фланец для установки обрабатываемой заготовки, гидравлический генератор импульсов, боек и втулку. Гидравлический генератор импульсов предназначен для вырабатывания периодической импульсной нагрузки. Волновод выполнен в виде ступенчатого стержня со ступенями малого и максимального диаметров. Боек выполнен в виде втулки, которая установлена на ступени малого диаметра ступенчатого стержня с возможностью продольного перемещения. Патрон установлен на волноводе. При этом втулка и ступень максимального диаметра ступенчатого стержня выполнены с поперечными сечениями одинаковой площади для передачи деформирующему инструменту периодической импульсной нагрузки вдоль его продольной оси. Соотношение длины втулки к длине ступени максимального диаметра ступенчатого стержня принимают равным единице. В результате расширяются технологические возможности. 1 ил.
Устройство для статико-импульсного дорнования отверстий методом протягивания, содержащее патрон, в котором закреплен деформирующий инструмент, отличающееся тем, что оно снабжено опорным фланцем для установки обрабатываемой заготовки, гидравлическим генератором импульсов для вырабатывания периодической импульсной нагрузки, волноводом в виде ступенчатого стержня со ступенями малого и максимального диаметров и бойком в виде втулки, который установлен на ступени малого диаметра ступенчатого стержня с возможностью продольного перемещения, а патрон установлен на волноводе, при этом втулка и ступень максимального диаметра ступенчатого стержня выполнены с поперечными сечениями одинаковой площади для передачи деформирующему инструменту периодической импульсной нагрузки вдоль его продольной оси, а соотношение длины втулки к длине ступени максимального диаметра ступенчатого стержня равно единице.
RU 2055719 С1, 10.03.1996 | |||
Станок для дорнования | 1986 |
|
SU1373498A1 |
СПОСОБ СТАТИКОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ | 1996 |
|
RU2098259C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ДОРНОВАНИЕМ /ВАРИАНТЫ/ | 1991 |
|
RU2065807C1 |
Устройство для дорнования пульси-РующиМ уСилиЕМ | 1976 |
|
SU818775A1 |
DE 3919895 A, 20.12.1990. |
Авторы
Даты
2007-12-20—Публикация
2006-05-16—Подача