Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием Советский патент 1992 года по МПК B24B39/04 

Изобретение относится к области поверхностного пластического деформирования и может быть использовано при обработке наружных поверхностей вращения.

Известны устройства для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием, содержащие корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом , установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика.

Недостатком известных устройств является то, что они не могут быть использованы для обкатки торцевых поверхностей деталей, так как обкатные ролики могут перемещаться только в плоскости, перпендикулярной оси обрабатываемого изделия, а рабочая подача роликов может осуществляться параллельно оси детали. Кроме того, наличие копира не обеспечивает качественной обкатки.

Известно устройство для чистовой обработки деталей с переменным сечением, содержащее корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью

:х|

СП Ч О

INJ

свободного вращения вокруг собственой оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика (3). Однако это устройство обладает ограниченными технологическими возможностями и не может быть использовано для обкатки торцевых поверхностей, а приспособлено для совмещенной режуще-деформирующей обработки наружных поверхностей деталей вращения типа тор- сионое. полуосей, а также ступенчатых валов, Оно не обеспечивает качественной обкатки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, за счет обработки торца детали и повышения качества обработки, за счет стабильности усилия деформирования по всей обрабатываемой поверхности, что позволяет обеспечить возможность обработки изделий со сложной криволинейной поверхностью, в том числе и поперечных участков этих поверхностей без переналадки всего устройства, кроме того, повысить качество обработки изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием, содержащее корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика, снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осевого перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе, при этом базирующий элемент выполнен в виде подвижной плиты, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плите с возможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне от 20 до 30°.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид устройства; фиг. 2,3,4,5 - показаны положения деформирующего ролика при различных углах а ,

Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием содержит деформирующий элемент, выполненный в виде деформирующего ролика 1, ось вращения которого установлена под углом а относительно оси

обрабатываемого изделия 2, который закреплен на штоке 3 гидроцилиндра 4 радиальных перемещений. Корпус гидроцилиндра 4 радиальных перемещений закреплен на подвижной плите 5 таким образом

0 что продольная ось его штока 3 расположена под углом к направлению перемещения плиты 5, жестко связанной со штоком 6 гидроцилиндра 7 осевого перемещения деформирующего ролика. В свою очередь

5 подвижная плита 5 установлена на неподвижной направляющей 8, которая также снабжена ограничивающим упором 9,

Оба гидроцилиндра 4 и 7 соединены с их общей системой автоматического управ0 ления, включающей гидронасос 10. Рабочее давление в гидроцилиндре 4 радиальных перемещений настраивается предохранительным клапаном 11. Управление его движением осуществляется при помощи

5 гидрораспределителя 12. скорость отвода деформирующего ролика 1 от обрабатываемого изделия 2 регулируется дросселем 13, подвод деформирующего ролика 1, ускоренный и зависит от производительности гид0 ронасоса 10, так как поток оабочей жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндра 4 идет в обход дросселя 13 через открывающийся обратный клапан 14 Опережение движения штока б относительно штока 3

5 обеспечивается регулируемым дросселем 13, которым регулируется скорость отвода деформирующего ролика 1 от изделия 2. Скорость отвода должна быть меньше скорости штока 6 настолько, чтобы за сче г этого

0 опережения происходил контакт деформирующего ролика 1 с изделием по галтели и по торцу. Скорость движения штбка 5 регулируется дросселем 17.

Управление гидроцилиндром 7 осевого

5 перемещения деформирующего ролика 1 осуществляется гидрораспределителем 15. Давление в рабочей полости гидроцилимдра 7 регулируется редукционным клапаном 16, а объем поступления рабочей жидкости в

0 рабочую полость гидроцилиндра 7 регулируется дросселем 17 Давление контролируется реле давления 18. Отвод подвижной плиты 5 в исходное положение - ускоренный, скорость отвода зависит от производи5 тельности гидронасоса 10, т.к. рабочая жидкость из бесштоковой полости гидроцилиндра 7 идет в обход дросселя 17 и редукционного клапана 16, через открывающийся обратный клапан 19. На корпусе гидроцилиндра 4 установлен датчик (концевой выключатель) 20. а на штоке 3 жестко закреплен экран 21.

Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием работает следующим об- разом:

Подлежащее обработке изделие 2 устанавливают горизонтально и закрепляют в заявленном устройстве станка. Ось деформирующего ролика 1 образует с осью об- рабатываемой детали 2 угол а. Величину угла а подбираем таким образом, чтобы силы: Р (развиваемая гидроцилиндром 4) и PI (развиваемая гидроцилиндром 7), раскладывались на составляющие таким обра- зом, чтобы мы имели по всей длине обкатки (цилиндр, галтель, торец) практически одинаковую силу давления деформирующего ролика 1 на обрабатываемое изделие 2.

На графических материалах показан случай, когда угол а - 30°. значения силы Ро сведены в табл. 1.

На (фиг.З и фиг.4) показано, что гл (90° - «), а силы Ро. Ро 1. определены из зависимости Ро Р -cos г/(см.фиг.2)

Ро1 Р -cos t(см.фиг.З)

Ро 11 Р cos а (см.фиг.4)

В табл. 1 у - это угол между направлением силы Ро и осью обрабатываемого изделия 2.

На торцевой части изделия 2 сила обкатывания Ро PI (см.фиг.5).

На радиусной части изделия 2 (галтели) сила Pi раскладывается на силу подачи Рп и силу давления Рд (см.фиг.З и фиг.4).

Раскладка силы Pi на Рп и Рд дана при PI мах. Фактически усилие гидроцилиндра 7 используется лишь настолько, чтобы сила РП была равна силе сопротивления подачи в точке контакта деформированного ролика 1 с обрабатываемым изделием 2. Величина силы Рд имеет величину Рд 0,82 х PL при у 35° (см.фиг.4).

Приведенные в табл. 1 данные показывают, что наибольшее постоянство сила давления деформирующего ролика 1 на обрабатываемое изделие 2 имеет при значениях угла а в пределах от 20° до 30°.

После установки и закрепления изделия 2 ему сообщается вращательное движение, одновременно включается гидроцилиндр 4 и его шток 3, с закрепленным деформирующим роликом 1, начинает перемещаться к обрабатываемой поверхности изделия 2 и с момен- та контактирования деформирующего ролика 1 с поверхностью обрабатываемого изделия, начинается обкатка цилиндрической части изделия 2.

При обкатывании прямого участка и галтели изделия 2 до положения (см.фиг.З) управляемый обратный клапан 14 -- открыт, а управляемый обратный клапан 19-закрыт и дроссель 17 - отрегулирован на нужную подачу. На поршень гидроцилиндра 4 масло давит с постоянным давлением Р - настройки предохранительного клапана 11. Сила Рд на участке галтели будет перемещать шток 3 гидроцилиндра 4 вверх, выдавливая масло из верхней полости гидроцилиндра 4 через открытый обратный клапан 14. золотник 12 и предохранительный клапан 11. При этом давление масла в полости гидроцилиндра 4 остается практически равным давлению настройки предохранительного клапана 11. Следовательно, сила Рд не создает увеличения силы обкатки.

С подъемом деформирующего ролика 1 по галтели, увеличивается сопротивление его движению, увеличивается нагрузка на гидроцилиндр 7, растет давление масла в егс штоковой полости. Реле давления 18 отрегулировано таким образом, что при положении деформирующего ролика 1, (см.фиг.4). оно закроет клапан 19 и переключит золотник 12. Масло пойдет в штоковую полость гидроцилиндра 4 и деформирующий ролик 1 медленно (со скоростью настройки дросселя 13) пойдет вверх от обкатываемой поверхности. Гидроцилиндр 7 с усилием, равным 0,82 х PI Рдп (в точке, показанной на фиг,4) будет воздействовать через ролик 1 на обрабатываемую деталь 2. Далее (см.фиг.5) сила Ро будет расти и на торце изделия 2 она станет равной Ро Pi Р. Гидроцилиндр 7 будет прижимать деформирующий ролик 1 к поверхности обрабатываемого изделия 2, так как клапан 19 открыт и шток 6 гидроцилиндра 7 может двигаться со значительно большей скоростью вдоль оси детали 2 в направлении к торцу, чем шток 3 гидроцилиндра 4 вверх.

На торце обрабатываемого изделия 2 подача осуществляется гидроципиндром 4, а давление цилиндром 7. Обкатка торцевой части изделия 2 происходит до отключения датчика 20 при его контакте с экраном 21. После этого происходит отвод подвижной плиты 5 в исходное положение, которое регулируется упором 9 и останавливается движение штока 3 гидроцилиндра 4 Обработанное изделие 2 извлекается Цикл повторяется.

Формула изобретения Устройство для обработки наружных поверхностей вращения пластическим деформированием, содержащее корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещения инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обработки торца детали и повышения качества обработки за счет стабильности усилия деформирования по всей обрабатываемой поверхности, оно

снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осевого перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе, при этом базирующий элемент выполнен в виде подвижной плиты, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плитз с возможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне 20-30°.

Использование: поверхностное пластическое деформирование, обработка наружных поверхностей вращения, Устройство содержит корпус с расположенным на нем базирующим элементом и деформирующим роликом, установленным с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, привод ролика с гидроцилиндром радиальных перемещений, а также систему автоматического управления перемещениями инструмента, с которой связан гидроцилиндр радиальных перемещений ролика. Устройство снабжено связанным с системой автоматического управления гидроцилиндром осевого перемещения ролика, неподвижно закрепленным на корпусе. Базирующий элемент выполнен в виде подвижной плиты, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, ролик закреплен на штоке гидроцилиндра радиальных перемещений, а последний установлен на подвижной плите с возможностью регулирования углового фиксированного положения оси ролика относительно оси корпуса в диапазоне от 20 до 30°. 5 ил. сл с

да«/

Ј-(Pl/l3

PfcfaP

вв ™™вв1в1 « «вИ « ™ Ив

ФигЛ

0,866P--P0

Фиг.2.

35°-Г