Инструмент для поверхностного пластического деформирования Советский патент 1993 года по МПК B24B39/02 

Изобретение касается поверхностного пластического деформирования и может быть использовано для упрочняющей обработки отверстий маложестких деталей машин.

Цель изобретения - повышение производительности обработки за счет увеличения интенсивности воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность.

Инструмент для поверхностного пластического деформирования содержит корпус с двумя парами щечек, образующих внутреннюю и периферийную кольцевые камеры, открытые каждая со стороны пёрифе- рийных поверхностей щечек, деформирующие элементы, размещенные в каждой из камер с возможностью пространственного перемещения, и привод перемещения деформирующих элементов. Согласно изобретению, привод перемещения деформирующих элементов выполнен в виде ротора, установленного соосно в корпусе с возможностью вращения, и источников магнитного поля, установленных на роторе, щечки, образующие периферийную камеру, выполнены из диамагнитного материала, деформирующие элементы, размещенные во внутренней камере выполнены из ферромагнитного материала, деформирующие элементы, размещенные в периферийной камере, выполнены из диамагнитного материала, и один, по меньшей мере, деформирующий элемент, расположенный во внутренней камере, выполнен с отличной от остальных магнитной проницаемостью.

Такое выполнение инструмента исключает перемещение деформирующих эле-. ментов периферийной кольцевой камеры в окружном направлении под действием магнитного поля, силовые линии которого заел

С

00

о

х

CJ

ю

мыкаются на деформирующие элементы внутренней кольцевой камеры. В связи с этим возрастает частота взаимодействия между собой деформирующих элементов внутренней и периферийной кольцевых камер инструмента, что приводит к повышению производительности процесса поверхностного пластического деформирования. Кроме того, деформирующие элементы внутренней кольцевой камеры (так как некоторые из них изготовлены из ферромагнитного материала с различной магнитной проницаемостью) испытывают различное силовое воздействие со стороны вращающихся источников.магнитного поля и разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры с различной скоростью. Это вызывает взаимодействие (столкновение) деформирующих элементов внутренней кольцевой камеры между собой, В результате деформирующие элементы периферийной кольцевой камеры . получают дополнительный импульс (энергию) от столкновения деформирующих элементов внутренней кольцевой камеры, что также приводит к повышению производительности обработки..

Изобретение поясняется чертежом. Инструмент содержит корпус 1 с двумя парами щечек (внутренние 2,3 и периферийные 4, 5 щечки), образующие внутреннюю 6 и периферийную 7 кольцевые камеры, открытые каждая со стороны периферийных поверхностей щечек 2, 3 и А, 5, деформирующие элементы 8,9, размещенные в каждой и камер (камер 6, 7) с возможностью пространственного перемещения. Инструмент содержит также привод перемещения деформирующих элементов 9 в виде ротора 10, установленного соосно в корпусе 1 с возможностью вращения, и источников магнитного поля 11, установленных на роторе Ю муфты 12 и электродвигателя 13. Щечки 4, 5, образующие периферийную камеру 7, выполнены из диамагнитного материала (цветных сплавов, пластмассы и т.д.), а деформирующие элементы 9, размещенные во внутренней камере 6, выполнены из ферромагнитного материала.

Деформирующие элементы 8, размещенные в периферийной камере 7, выполнены из диамагнитного материала (керамики, цветных сплавов и т.д.). Один, по меньшей мере, деформирующий элемент 9, расположенный во внутренней камере 6. выполнен с отличной от остальных магнитной проницаемостью. Например, часть деформирующих, элементов 9 внутренней камеры 6 выполнена из среднемагнитных материалов (инструментальной, легированной стали и т.д.) с магнитной проницаемостью ц 500, а другая часть деформирующих элементов 9 (по меньшей мере один) изготовлены из высокомагнитной стали

(сталь 3, сталь 10, сталь 20) с. магнитной проницаемостью /а - 2000 или с твердых сплавов, магнитная проницаемость которых }л « 500 (чем больше разница в магнитных характеристиках материалов из которыхизготовлены отдельные деформирующие элементы 9, тем существеннее разница в силовом воздействии на них магнитного поля). В связи с этим, в процессе обработки увеличивается разница в

окружной скорости отдельных деформирую

щих элементов 9. Деформирующие элементы 9 сталкиваются между собой и импульс от их взаимодействия передается на деформирующие элементы 8 периферийной камеры 7, Интенсивность ударного воздействия деформирующих элементов 8 на обрабатываемую поверхность возрастает, что повышает производительность обработки.

Деталь 14 устанавливают в патроне, а

корпус 1 инструмента закрепляют в державке 15 станка. Посредством электродвигателя 13 ротору 10 и источникам магнитного поля 11 сообщают вращение и перемещают инструмент вдоль обрабатываемой поверхности. Под действием магнитного поля от магнитов 11 деформирующие элементы 9 разгоняются в окружном направлений камеры б и периодически взаимодействуют с де- формирующими элементами 8.

Деформирующие элементы 8 передают энергию столкновения обрабатываемой поверхности детали 14. В результате ударного воздействия деформирующих элементов 8 на обрабатываемой поверхности формируется лунчатообразный профиль. Так как деформирующие элементы 8 выполнены из диамагнитного материала, то магнитное поле от магнитов 11, силовые линии которого замыкаются через деформирующие элементы 9, не воздействует на деформирующие элементы 8. В результате деформирующие элементы 8 не испытывают воздействия со стороны магнитов 11 и .не разгоняются в окружном направлении камеры 7. В связи с

этим возрастает частота ударного воздействия деформирующих элементов 8 и 9. Соот- ветственноувеличивается и производительность получения на обрабатываемой поверхности лунок от деформйрующих элементов 8.

Так как часть деформирующих элементов 9 (по меньшей мере, один) изготовлены из материала с различной магнитной проницаемостью ft , то различные деформирующие элементы 9 испытывают со стороны вращающегося магнитного поля различные силовые воздействия и разгоняются в окружном направлении камеры 6 с различной скоростью. Это вызывает столкновение де- формирующих элементов 9 между собой. В результате деформирующие элементы 8 периферийной камеры 7 получают дополнительный импульс (энергию) от столкновения деформирующих элементов между собой, что также приводит к повышению производительности обработки.

В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку отверстия тонкостенной втулки с диаметром 80 мм и длиной ТОО мм из сплава Д16Т. В качестве деформирующих элементов периферийной кольцевой камеры использовали шарики диаметром, 6 мм из коррозионно-стойких сталей с ft 1. Часть деформирующих эле- ментов внутренней камеры была изготовлена из стали ШХ15 (НРСЭ 62, ft - 500). а остальная часть (1-5 шт.) деформирующих элементов изготовлена из Т15К6 (fi « 5000). В качестве источни- ка магнитного поля использовали кольцевой магнит с размерами (D x d x h): 35 х 10 х 25 мм. Материал магнита SmCos. Диаметр деформирующих элементов внутренней кольцевой камеры 10 мм.

Режимы обработки: скорость вращения ротора инструмента 1-5 м/с; осевая подача инструмента 400-600 мм/мин. СОЖ - масло индустриальное.

„ Шероховатость обработанной поверх- ности Ra 0,63...0,32 мкм, глубина упрочнения 0,1-0,7 мм. Машинное время обработки инструментом-прототипом составило 1,24

мин. Машинное время обработки заявляемым инструментом составило 0,41 мин.

Предлагаемый инструмент обеспечивает повышение производительности обработки в два раза.

Формулаизобретения

Инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий корпус с двумя парами щечек, образующих внутреннюю и периферийную кольцевые камеры, открытые каждая со стороны периферийных . поверхностей щечек, деформирующие элементы, размещенные в каждой из камер с возможностью пространственного перемещения, и привод перемещения деформирующих элементов, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что. с целью повышения производительности обработки за счет увеличения интенсивности воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность, привод перемещения деформирующих элементов выполнен в виде ротора, установленного соосно в корпусе с возможностью вращения, и источников магнитного поля, установленных на роторе, щечки, образующие периферийную камеру, выполнены из диамагнитного материала, деформирующие элементы, размещенные во внутренней камере, выполнены из фер: ромагнитного материала, деформирующие элементы, размещенные в периферийной камере, выполнены из диамагнитного материала, по меньшей мере один, деформирующий элемент, расположенный во внутренней камере, выполнен с отличной от остальных магнитной проницаемостью.

Использование: в оснастке для поверхностной упрочняющей обработки. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с двумя парами щечек. Внутри корпуса расположен ротор с источниками магнитного поля. Щечки образуют внутреннюю и периферийную кольцевые камеры. Щечки периферийной камеры выполнены из диамагнитного материала и в этой камере рас- положены шарики из диамагнитного материала, Во внутренней камере расположены шарики из ферромагнитного материала и один из них имеет отличную от других магнитную проницаемость. При вращении ротора магнитное поле разгоняет шарики внутренней камеры. Они воздействуют на шарики наружной камеры и те воздействуют на обрабатываемую поверхность, 1 ил.