Устройство для ударного вибронакатывания Советский патент 1986 года по МПК B24B39/00 

Изобретение относится к обработк металлов методом поверхностного пластического деформирования и может быть использовано для образования микрорельефа на поверхностях деталей ударньм вибронакатыванием.

Цель изобретения - повьппение долговечности деформирующего элемента путем обеспечения равномерного износа его поверхности.

На фиг. 1 изображенб предлагаемое устройство, общий вид; на фиг . 2 - то же, разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

На основании 1 закреплены привод 2 и корпус 3, внутри которого с возможностью вращения установлена опора 4, а на торцовой поверхности корпуса 3 с возможностью осевого перемещения , установлен сепаратор 5 с деформирующи элементом 6, например, шариком. Упругий элемент 7, вьтолненный, например, в виде пружины растяжения, закреплен одни концом на корпусе 3, другим - на сепараторе 5. Вал привода соединен с опорой 4 муфтой 8.

Устройство работает следующим образом.

От привода 2 через муфту 8 враще-. ние передается опоре 4 и контактирующему с ней деформирующему элементу 6 В момент удара по обрабатываемой поверхности вращению деформирующего элемента 6 препятствует значительный омент трения, и муфта 8 допускает проскальзывание вала привода 2. При отходе инструмента от обрабатываемой поверхности упругий элемент 7 прижимает сепаратор 5 к корпусу 3, обеспе-

чивая контакт деформирующего элемента 6 с вращающейся опорой 4.

Процесс ударного вибронакатывания происходит при относительном перемещении инструмента, соверщающего ос- цилляционное движение в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности (фиг. 1). Рабочий ход совершает весь инструмент вместе с основанием 1, на котором расположены привод 2, корпус 3 с опорой 4, сепаратором 5, деформирующим шариком 6 и упругим элементом 7.

Окружное усилие при вращении, опоры в точке контакта с деформирующим шариком направлено по касательной к окружностям шарика и опоры, а не к обрабатываемой заготовке, поэтому

при вращении опоры шарик не отлетает от опоры. Однако при осцилляционном движении инструмента возникает сила инерции.

Совершая рабочий ход к заготовке, опора толкатель шарик перед собой. Заканчивается рабочий ход ударом шарика о поверхность заготовки. Следовательно, на этом этапе отлет шарика от опоры невозможен . При отходе инструмента от обрабатываемой поверхности упругий элемент 7 прижимает сепаратор 5 к корпусу 3. Этим условием и определяется жесткость упругого элемента, характеризуемая максимальной допустимой деформацией F, (для плоских пружин изгиба)

3-S-E

Максимальная допускаемая нагрузка Р или максимальная сила инерции Р„ц сепаратора с шариком, воспринимаемая упругим элементом

b.S2(/«,jr

ми

т а; Р. Р.

ин

6L,

суммарная масса сепаратора с деформирующим элементом; наибольшее ускорение за пе-. риод возвратного движения инструмента;параметры ружины;

модуль упругости материала пружины;

Lg - допускаемое напряжение изгиба

материсша пружины.

Таким образом, следует ограничение величины допустимого зазора между сепаратором и торцом корпуса 2:Л , .

Пример 1. Для предлагаемой конструкции инструмента и режимов ударного вибронакатывания указанные параметры имеют следующие значения:

m 0,02 кг; м/с при частоте осцилляции инструмента 100 ; мм; Ь- 40 мм; , 70 кгс/мм и 21000 кгс/мм для стали 65Г. Тогда ,67 мм.

Максимальная сила инерции за период возвратного движения Р... Р,

/Т)ин 3

4,73 кгс.

Максимальная деформация пружины F, 0,023 мм.

Пружиной можно компенсировать зазор 5Гд величиной Zu F,,,647 мм.

Пример 2. Ударное вибронака- тывание производится на детали из

3

алюминиевого сплава Д16 деформирующими шариками цааметрамк 1 - 2 мм с усилием 3 кгс. При этом образовываются отпечатки на обрабатываемой поверхности с длиной дуги окружности, равной 1/10 окружности шариков, диаметром 1 мм, и 1/20 - для шариков диаметром 2 мм.

Диаметр отпечатка на детали от удара шариком

. Площадь проекции сферического отпечатка

V - lii. T . е 4 4

где d - диаметр шарика, мм;

п - длина участка контакта.

Напряжение текучести, возникающее при деформировании, бт .

При d, 1 и п 1/10 FOI 7,75х , а при d,2, , РЙ, 7,75x10-2 мм .

Равенство значений площадей FQ, и FO при деформировании одного и того же материала с одним и тем же усилием свидетельствует о достоверности значений и .

238952.4

При усилии деформирования кгс напряжение текучести равно

d 38,7 кгс/мм, что превосходит предел текучести 5 сплава Д16 ( кгс/мм), поскольку при ударном вибрснакатывании происходит пластическое деформирование металла.

При большем усилии и меньшем диаметре деформирующего шарика отпечатывается большая часть окружности, чем 1/10, а при меньшем усилии и большем диаметре шарика - меньшая, чем 1/20.

Поскольку при ударе перпендикулярно к обрабатываемой поверхности ин- струменто в для вибронакатывания известных конструкций шарик не поворачивается ив контакте каждый раз находится один и тот же участок его поверхности, долговечность деформи- руюпщх элементов низкая. Для осуществления принудительного поворота рарика имеется отдельный привод и силовое замыкание упругим элементом что в значительной мере повьшгает долговечность шарика.

Фиг. 2

Л-Л

гел

Фиг.3

Составитель С.Чукаева Редактор О.Головач Техред Л.Олейник Корректор

Заказ 3336/11 Тираж 740 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ФигЛ