Устройство для упрочняюще-чистовой обработки Советский патент 1992 года по МПК B24B39/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к отделочно-упрочняющей обработке деталей поверхностным пластическим деформированием. Оно может быть использовано для уменьшения высоты микронеровностей и увеличения износостойкости внутренних цилиндрических поверхностей деталей машин.

Известны конструкции устройств для ударно-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием внутренних цилиндрических поверхностей, в которых в сепараторе с возможностью перемещения вдоль его окружности расположен нижний ряд шаров. Над шарами с возможностью взаимодействия с ними и перемеще- ния в радиальном направлении

установлены по окружности сепаратора деформирующие элементы. Под воздействием сжатого рабочего агента, истекающего из тангенциальных каналов, выполненных в корпусе устройства, шары движутся по окружности вдоль сепаратора вокруг оси устройства. При столкновении движущегося шара с деформирующим элементом, последний под действием радиальной сос в- ляющей усилия взаимодействия перемещается в радиальном направлении и ударяет по обрабатываемом поверхности. (П.И.Яшерицын, А.П.Минакоп. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. Минск: Наука и техника. 1986, с. 105-131).

N io

I-л

1±

сл

ICO

Недостатком этих конструкций является неэффективное использование энергии г жатого рабочего агента из-зз поте: з энергии струи рабочего агента при воздействии на шары из-за столкновений шаров между собой и стенками сепаратора, т.е. из-за отсутствия прямой связи между рабочим агентом-источником энергии и деформирующим элементом.

Известно также устройство для упрочняюще-чистовой обработки, содержащее оправку, сепаратор с гнездами, в которых размещены деформирующие элементы, корпус с осевым каналом и расположенными в двух диаметральных плоскостях отверстиями, оси которых в одной.из плоскостей отклонены от радиального направления на одинаковый угол в одну сторону, а в другой диаметральной плоскости радиальные отверстия соединяют осевой канал корпуса с гнездами сепаратора.

Реактивные силы, вызванные истечением сжатого рабочего агента из отверстий, оси которых отклонены от радиального направления на одинаковый угол в одну сторону, вращают корпус с закрепленным на нем се1 паратором. На деформирующие элементы, находящиеся в гнездах сепаратора, действуют инерционные центробежные силы, вызванные вращением корпуса, и силы подпора, вызванные истечением сжатого рабочего агента через радиальные отверстия, соединяющие осевой канал корпуса с гнездами сепаратора. Эти силы осуществляют непрерывное силовое воздействие де- формирующихэлементовнг

обрабатываемую поверхность. Недостатком данной конструкции является ограниченные технологические возможности устройства, а именно: невозможность создания режима ударно-импульсной обработки внутренних цилиндрических поверхностей, т.е.трудно увеличить глубину упрочненного слоя, повысить износостойкость обработанных поверхностей, малоэффективна обработка деталей, изготовленных из материалов с высокими физико-механическими свойствами.

Целью данного изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счет создания ударно- импульсного режима обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для упрочняюще-чистовой обработки, содержащем корпус с осевым каналом и расположенными в двух диаметральных плоскостях отверстиями, установленную в корпусе соосно с ним оправку, сепаратор с гнездами, в которых раз- мещены деформирующие элементы.

причем оси отверстий, выполненных в одной из диаметральных плоскостей, отклоне- ны от радиального направления и равнонаклонены в одну сторону, а стверстия расположенные в другой диаметральной плоскости, выполнены радиальными, соединяющими осевой канал корпуса с гнездами сепаратора, в диаметральной плоскости корпуса с равнонаклоненными отверстиями выполнена кольцевая канавка, а оправка выполнена с радиальными каналами, расположенными в двух диаметральных плоскостях, при этом, каналы, находящиеся в одной из диаметральных плоскостей оправки, расположены в плоскости радиальных отверстий корпуса, соединяющих осевой канал корпуса с гнездами сепаратора, а каналы, находящихся в другой диаметральной плоскости оправки, соединены с

кольцевой канавкой корпуса.

Такое конструктивное решение позволяет:

вращать корпус с сепаратором, в гнездах которого размещены деформирующие

элементы, на неподвижной оправке благодаря реактивной силе, вызванной истечением из кольцевой канавки корпуса через равнонаклоненные отверстия сжатого рабочего агента, подаваемого через радиальные

каналы в одной из диаметральных плоскостей оправки;

периодически воздействовать потоком сжатого рабочего агента на деформирующие элементы в моменты совмещения каналов, расположенных в другой диаметральной плоскости оправки, с радиальными отверстиями, соединяющими осевой канал корпуса с гнездами сепаратора.

- Периодическое кратковременное силовое воздействие на деформирующие элементы создает ударно-импульсный режим приложения нагрузки, в результате чего на обрабатываемой поверхности образуется

частично регулярный микрорельеф, увеличивается степень наклепа и глубина его рас- пределения,т.е.повышается

износостойкость и контактная жесткость обработанных поверхностей и создаются

0 условия для эффективной обработки деталей, выполненных из материалов с высокими физико-механическими свойствами.

Частота и продолжительность нагруже- ния деформирующих элементов потоком

5 сжатого рабочего агента зависит от частоты вращения корпуса на оправке, от количества радиальных отверстий, соединяющих гнезда сепаратора с осевым каналом корпуса, а также количества и формы радиальных канале выполненных з диаметральной

плоскости оправки, находящихся под радиальными отверстиями.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - сечемие А-А на фиг. 1.

Устройство для упрочняюще-чистовой обработки содержит корпус 1 с осевым каналом 2, кольцевой канавкой 3 и расположенными в диаметральной плоскости в месте кольцевой канавки 3 равнонаклонен- ными в одну сторону отверстиями 4, выпол- ненную с радиальными каналами 5 и 6 в двух диаметральных плоскостях оправку 7, вокруг которой на подшипниках 8 вращается корпус 1. Корпус 1 с оправкой 7 соединены гайкой 9. На корпус t неподвижно крепится сепаратор, состоящий из опоры 10 м двух дисков 11, образующих гнезда, в которых расположены деформирующие элементы 12. Крепится сепаратор на корпусе 1 жестко с помощью гайки 13. В гнездах сепаратора выполнены радиальные отверстия 14, имеющие выход в осевой канал 2 корпуса 1.

Устройство для упрочняюще-чистовой обработки работает следующим образом.

Оправку 7 установленным на ней корпусом 1 вводят в обрабатываемое отверстие, поступательно перемещая вдоль его оси. При подаче сжатого рабочего агента по оправке 7, находящейся в осевом канале 2 корпуса 1, через каналы 5 в кольцевую канавку 3 и его истечении из отверстий 4, расположенных в корпусе 1 и равнонакло- ненных в одну сторону, возникает реактивная сила, которая создает крутящий момент и вращает корпус 1 и зафиксированный в осевом направлении на оправке 7 гайкой 9. Установленный на подшипниках 8. Корпус 1 вращается вместе с жестко закрепленным нэ нем с помощью гайки 13 сепаратором, состоящим из опоры 10 и двух дисков 11, в гнездах которого размещены деформирующие элементы 12. Возникающие в результате вращения корпуса 1 вместе с сепаратором центробежные силы разводят деформирующие силы элементы 12 к периферии сепаратора, прижимая их к обрабатываемой поверхности.

При вращении корпуса 1 относительно оправки 7 происходит кратковременное пе- риодическое совмещение радиальных отверстий 14, соединяющих осевой канал 2 корпуса 1 с гнездами сепаратора, и каналов 6, выполненных в оправке 7 и установленных в плоскости радиальных отверстий 14. В момент совмещения каналов 6 с радиальными отверстиями 14 сжатый рабочий агент воздействует на деформирующие элементы

12, прижимая их к обрабатываемой поверх иости. и осуществляет упрочняюще-чистовую обработку.

Наличие в заявляемом устройстве каналов а диаметральной плоскости оправки, ргсположенных в плоскости радиальных от верстий, соединяющих осевой капал корпуса с гнездами сепаратора, дает возможность периодически импульсно воздействовать потоком сжатого рабочего агента нэ деформирующие элементы, т.е. создать ударно-импульсный режим обработки, что позволяет с учетом инерционных добавок в момент удара увеличить усилие воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность, а. следовательно - увеличить степень и глубину ее наклепа. Таким образом повышается износостойкость и контактная жесткость обработанных поверхностей и создаются условия для эффективной обработки деталей, выполненных из материалов с высокими физико-механическими свойствами.

Данное техническое решение позволяет расширить технологические возможности устройства, практически не увеличивая стоимости и не осложняя его конструкции.

Формула изобретения

Устройство для упрочняюще-чистовой обработки, содержащее корпус с осевым каналом и расположенными в двух диаметральных плоскостях отверстиями, установленную в корпусе соосно с ним оправку, сепаратор с гнездами, в которых размещены деформирующие элементы, причем оси отверстий, выполненных в одной из диаметральных плоскостей, отклонены от радиального направления и равнонаклонсны в одну сторону, а отверстия, расположенные в другой диаметральной плоскости, выполнены радиальными, соединяющими осевой канал корпуса с гнездами сепаратора, о т л и- чающееся тем, что. с целью расширения технологических возможностей за счет создания ударно-импульсного режима обработки, в диаметральной плоскости корпуса с равнонаклоненными отверстиями выполнена кольцевая канавка, а оправка выполнена с радиальными канэлаг i, расположенными в двух диаметральных плоскостях, при этом каналы, находящиеся в одной из диаметральных плоскостей оп- равки, расположены в плоскости радиальных отверстий корпуса, соединяющих осевой канал корпуса с гнездами сепаратора, а каналы, находящиеся в друюй диаметральной плоскости справки, соединены с кольцевой канавкой корпуса

Использование: обработка металлов давлением, в частности, обработка внутренних цилиндрических поверхностей деталей машин, Сущность изобретения: устройство содержит корпус с осевым каналом, кольцевой канавкой и расположенными в диаметральной плоскости Б месте расточки отверстиями. Оси указанных отверстий отклонены от радиального направления и рзвнонаклонены в одну сторону. В корпусе установлена оправка с радиальными каналами, расположенными в двух диаметральных плоскостях. На корпусе установлен сепаратор с деформирующими элементами. Радиальные каналы одной диаметральной плоскости оправки расположены в плоскости радиальных отверстий, соединяющих осевой канал корпуса с гнездами сепаратора. Радиальные каналы, расположенные в другой диаметральной плоскости оправки, соединены с кольцевой канавкой корпуса. 2 ил.