Способ обработки сферы поверхностным пластическим деформированием Советский патент 1992 года по МПК B24B39/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения качества внутренних сферических поверхностей.

Известен способ отделочно-упрочняю- щей обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) внутренних сферических поверхностей, в котором подача инструмента при обработке осуществляется за счет поворота его совместно с поворотной плитой относительно оси, проходящей через центр обрабатываемой сферической поверхности, в свою очередь совмещенный с осью вращения детали.

Однако при обработке сферической по- верхности алмазным выглаживанием при ограниченной зоне обработки, когда алмазный индентор не имеет выхода к краю сферы, по известному способу невозможно обеспечить отоод инструмента и зоны об- работки без ухудшения качества обрабатываемой поверхности и без оставления волны материала изделия (идущей перед алмазным индентором) на обрабатываемой поверхности,

. ель изобретения - повышение качества обрабатываемой поверхности; посредством плавного отвода инструмента из зоны обработки.

Указанная цель достигается тем, что со- гласно способу ось вращения инструмента смещают от центра сферы в плоскости, перпендикулярной оси вращения детали в направлении начала обработки на величину Л, которую определяют из уравнения

Д упр

COS -COSipK

где Alynp - величина свободного хода ин- дентрра до упора под действием упругого элемента; -...

(рн , , соответствующие началу и окончанию, обработки участка сферической поверхности.

При проведении ППД, например, ал- мазного выглаживания в тех случаях, когда отвод инструмента осуществляется быстро, на поверхности остается выступ из-за того, что перед алмазным индентором при обработке всегда движется волна из материа- ла детали. Обеспечить плавный отвод алмазного индентора от обрабатываемой поверхности можно за счет смещения оси вращения оправки от центра сферы, Причем для того, чтобы выход алмазного индентора из контакта с обрабатываемой поверхностью произошел в данной зоне, соответствующей фс, и без волны, необходимо

величину смещения определить из уравнения

Д COS рн - COS

Это улучшает качество обработки сферы, сохраняя достоинства наклепанного поверхностного слоя, и не увеличивает отклонение формы поверхности от заданного профиля.

На чертеже представлена схема обработки алмазным индентором внутренней сферической поверхности.

Обрабатываемую деталь 1 закрепляют на шпинделе (не показан), который приводят во вращение вокруг оси 2, проходящей через центр сферической поверхности. Деформирующий инструмент, например алмазный индентор 3, закрепляют в оправке 4, которую вращают с заданной скоростью оси, перпендикулярной оси 2 вращения детали, осуществляя таким образом движение подачи S.

Перед обработкой на внутренней поверхности сферы определяют зоны, которые не подлежат поверхностному пластическому деформированию и соответственно определяются значения cplt и уь. С учетом конструктивного исполнения оправки 4 определяют Д1упр. Причем Alynp целесообразно выбирать минимальным, так как в этом случае происходит более плавный отвод алмазного индентора 3 от обрабатываемой поверхности, а также можно пренебречь погрешностью (б) в определении изменения расстояния от оправки до поверхности сферы, При больших

Д 1Упр (- 0,1 ) необходимо учесть погрешность д, которая равна

d R.-VR2()2

где R - радиус обрабатываемой сферической поверхности;

р-угоп поворота оправки.

Способ опробован при обработке сферической поверхности, которая представляет собой часть сферы с радиусом R 150 мм, причем у края поверхности была зона, которую нельзя было обрабатывать поверхностным пластическим деформированием из-за наличия специального покрытия. Величина свободного хода индентора до упора была равна 0,5 мм. Часть сферической поверхности, которую подвергли обработке ППД, лежала в области от.н 15° до р 135°. Величину смещения оси вращения оправки вычисляют следующим образом:

0,5

cos 15°-cos 135°

После смещения оси вращения оправки от оси вращения сферы в плоскости, перпендикулярной ей, на величину Л в сторону начала обработки поворачивают на угол ( 15° и освобождают индентор, обеспечив перемещение его на величину (вдоль собственной оси симметрии) Alynp 0,5 мм. Алмазное выглаживание внутренней сферической поверхности осуществляют с режимами: сила выглаживания (Ру)5 кг; радиус сферы индентора (РСф) 2,0 мм; подача (S) 0,05 мм/об.дет. Последующее исследование обработанной поверхности показало, что в зоне выхода алмазного индентора из контакта с обрабатываемой поверхностью отсутствуют наплывы волна и другие дефекты, снижающие качество обработки и величину отклонения формы от заданного про.филя,

Таким образом, благодаря смещению оси вращения инструмента относительно центра сферы в плоскости, перпендикулярной оси вращения детали, в направлении начала обработки на величину

0

5

0

Д AI

упр

- cospk ,

улучшено качество и повышена точность. Формула изобретения Способ обработки сферы поверхностным пластическим деформированием, при котором подачу инструмента осуществляют за счет его вращения в плоскости, проходящей через ось вращения обрабатываемой детали, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности посредством плавного отвода инструмента из зоны обработки, ось вращения инструмента смещают от центра сферы в плоскости, перпендикулярной оси вращения детали, в направлении начала обработки на величину Д которую определяют из уравнения

Д AI.

упр

( COS рн - COS )

где Aiynp - величина свободного хода индентора до упора под действием упругого элемента;

рн , рк - углы, соответствующие началу и окончанию обработки сферической поверхности.

Изобретение относится к машинострое-. нию и может быть использовано для финишной обработки внутренних сферических поверхностей. Цель изобретения - повышение качества поверхности,-.Для этого устраняют волну материала в месте отвода индентора от обрабатываемой поверхности, ось вращения инструмента, поворот вокруг которой реализует Ь.6дачу инденто4- ра, смещают в направлений начала обработ-1 ки на величину Д , которую определяют из уравнен и я А А 1уПр/( bos (р - cos p), где Alynp - величина бврбодного хода индентора под действием упругого элемента; рн,р. - углы, соответствующие началу и окончанию обработки участка сферической поверхности. Это поавал яёт повысить также точность за счет плавнбго of рода,инстру- мента из зоны обработки. 1 ил.