Устройство для динамического упрочнения Советский патент 1991 года по МПК B24B39/04 

Изобретение может быгь использовано в любой отрасли машино- и приборостроения для динамического упрочнения с одновременной правкой деталей типа вала, имеющих прямолинейную образующую,

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение качества обработки путем одновременной правки деталей типа валов за счет неравномерного упрочнения детали подлине.

На фиг. 1 схематично представлено устройство, осевой разрез з горизонтальной плоскости (основной); на фиг. 2 - вид А на фиг 1; на фиг. 3-5- схемы конструкции устройства нашарнирно закрепленной пластине, вид сверху; на фиг. 6 - схема обработки.

На валу 1 (фиг. 1 и 2) смонтирован центробежный упрочнитель (ЦУ) 2. Вал 1 установлен в подшипниках 3, расположенных в корпусе 4,

на котором закреплен рег ирусмый щуп 5. Корпус4 конспльно зг.коепчо s :-, цзул плоских пружинах б и 7, когсрые f v каймами прикреплены на стойке 8. СтнН,, 8 установлена йа суппорта 9 станка.(, е 8 прикреплен электродвигатель 10, вьг.Сч., ной вал которого сое- д-инеч с s гибким валом 11.

Суплор 9 вместе с устройством подводят к о5рэЬ т - сапмой детали 12 до сопри- косноэечия с чеС щупа 5 и изгиба пружин б и 7 на зеличину, превышающую биение искривленного вала 12. Детали 12 и ЦУ 2 сообщают вращение суппорту 9 (вместе с устройство - псла1| о 5 под воздейст зисм плоских пружин 6 и 7 осе время поджат к дета-ти 1. Номинальная величина натяга (при обработке прямолинейного вала)

равна b - а, где ( V , D - диамст р ЦУ. по

О

го

шарикам, прижатым к сепаратору; а - расстояние от вершины щупа до оси ЦУ. При попадании щупа 5 на вогнутый участок натяг увеличивается (Н I), при контакте щупа 5 с выпуклой поверхностью - натяг уменьшается (i2 i).

В связи с разницей в степени пластической деформации осуществляется (помимо упрочнения) процесс правки вала. При достижении прямолинейности оси вала процесс правки автоматически прекращается, так как пластическая деформация по окружности вала становится равномерной.

По достижении ЦУ 2 сечения вала с наибольшим прогибом процесс останавливают, переустанавливают вал обработанным концом влево. Заканчивают обработку от правого конца вала к сечению с наибольшим прогибом.

На фиг. 3-5 показана схема варианта конструкции, когда ЦУ 2 вместе со щупом 5 и другими элементами конструкции кон- сольчо закреплены на пластине 13, которая другим своим концом закреплена на стойке 3 с помощью плоского шарнира 14. Ось этого шарнира перпендикулярна основной плоскости. Это устройство снабжено пружиной 15, которая постоянно поджимает щуп 5 к обрабатываемой детали 12. В остальном данная конструкция аналогична предыдущей. Работа ее также аналогична работе ранее описанной конструкции.

Из фиг. 3 видно, что

i b - a;(1)

b L sln/3;(2)

a i sin a;(3)

Следовательно

t L sin a.(4)

Из фиг. 4 следует

bi Lsln(Ј + 0);(5)

ai isin(a + 0).(6)

Следовательно, натяг И: 4i-bi-ai-L sln(Ј+0)-lsin(a + 0).(7)

Сравнивая натяги по формулам (4) и (7), видим, что

Н 1.(8)

Из фиг. 5 очевидно, что

b2 Lsin(Ј-#);(9)

a2 -isln(a-0).(10)

Натяг li равен I2 b2-a2 L (/3-0)-lsln() (11)

Сравнив натяги, подсчитанные по формулам (4) и (11), видим, что

.(12)

Эффективность правки зависит, в частности, от расстояния между щупом и упрочни- телем d - Li - Н. Для доказательства этого найдем величину Д|

Al li-i2.

С учетом формул (7) и (11) после преобразований получим

Al 2d sln#.(13)

Из формулы видим, что величина Д| (следовательно, эффективность правки) растет с увеличением угла (исходного биения вала) и величины d U - И.

Чтобы не произошла поломка упрочни- теля, необходимо выполнять следующие ус- ловия.

Величина d должна быть меньше длины полуволны изгиба вала (фиг. 6) Si

d

(14)

Практически следует принимать d «(1/4...1/3) .(15)

Прекращать обработку полуволны, когда упрочнитель достигает ее вершины. Пример. Необходимо обработать вал длиной 500 мм и прогибом 0,35 мм. Конструктивно принимаем 1 150 мм; 1 118 мм; а 100-120 мм (в связи с регулировкой);

25

ь-f

115 мм,

где D 230 мм - диаметр ЦУ по шарикам, прижатым к сепаратору.

Принимаем номинальную величину натяга I 0,2 мм. Тогда а 114,8 мм. Из соот- ношений (2) и (3) вычисляем:

а 76°37; /3 50°3 . При Да 0,1 мм, .

По формуле (7) подсчитываем И:

И 0,254 мм. По формуле (11) подсчитываем г.

(2 0,121 мм.

Таким образом, когда щуп контактирует с участком вала, имеющим прогиб 0,1 мм величина натяга за один оборот вала изме-- няется от 0,121 до 0,254 мм, т.е. в 2,1 раза. Так как натяг входит в числитель (под корнем) формулы для расчета импульса удара, соответственно будут изменяться импульс удара и глубина наклепанного слоя. Это ве- дет к исправлению оси вала.

Величина Д| г - И увеличивается по мере увеличения биения (прогиба) вала и уменьшается при его уменьшении. Когда биение (прогиб) вала становится равным нулю, величина Д i будет равна:

Д1-Ь-Н-0, или h И i.

Процесс правки автоматически прекращается и продолжается обычное упрочнение. Таким образом, расширяются технологические возможности предлагаемого устройства, так как помимо упрочнения оно обеспечивает протекание процесса правки. Вал с криволинейной осью в процессе упрочнения выправляется частично или полностью, тем самым повышается качество обработки.

Формула изобретения 1. Устройство для динамического упрочнения, содержащее плиту с закрепленными на нем электродвигателем, приводным валом и центробежным упрочнителем о т л и- ча ющеесятем,что, с целью расширения технологических возможностей и качества обработки путем одновременной правки деталей типа валов за счет неравномерного упрочнения детали, оно снабжено корпусом с расположенными в его отверстии подшип- . киками и валом, соединенным с приводным

0

5

валом, щупом и стойкой, при этом центробежный упрочнитель закреплен на вышеуказанном валу, а щуп размещен между упрочнителем и стойкой, причем приводной вал выполнен гибким, а корпус соединен со стойкой подвижным элементом.

2,Устройство по п. Т.отличающее- с я тем, что подвижный элемент выполнен в виде плоской пружины.

3.Устройство поп, 1,отличающее- с я тем, что подвижный элемент выполнен в виде пластины с плоским шарниром, закрепленным на стойке, причем устройство снабжено нагружающим элементом, установленным с возможностью взаимодействия с пластиной.

Изобретение может быть использовано в любой отрасли машина- v, приборостроения, а именно для динамического упрочнения с одновременной правкой. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение качества обработки. На валу смонтирован центробежный упрочнитель. Вал установлен в подшипниках, расположенных в корпусе, на котором закреплен регулируемый щуп, Корпус кон- сольно закреплен на плоских пружинах, которые другими концами прикреплены к стойке. Стойка установлена на суппорте станка, к ней прикреплен эл.двигатель, выходной вал которого соединен с вачом гибким валом. Детали сообщают вращвпио. Пежинами поджимают щуп i детали. Зз счет разности расстояний L и i изменяется величина чзтяга за один оборот иоф - енисио вплч. Поэтому одновременно с лгочнеьием осуществляется процесс правка ja Счет неравномерного упрочнения детэлл по длине 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

12

Риг. 1

Bud Д

. +т.

f JI

Icbi

J.

TJ-р72

Н

rfr

Фа 2

(//А

Фиг.З

У////А

ФагЛ

Фиг. 5

гт

Фиг. 6