инструмент для поверхностного пластического деформирования

Формула изобретения

1 Инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий корпус, щечки из магнитного материала, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, размещенные в кольцевой камере с возможностью пространственного перемещения, ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения, и устройство разгона деформирующих элементов в виде охватывающего ротор источника магнитного поля, муфты и электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обработки отверстий малого диаметра и повышения долговечности за счет предотвращения разрушения источника магнитного поля, инструмент оснащен закрепленным на корпусе фланцем из немагнитного материала, ротор инструмента выполнен сборным из двух частей, одна из которых из немагнитного материала, а другая из магнитного материала, при этом источник магнитного поля выполнен в виде запрессованного в отверстие фланца кольцевого магнита, установленного с зазором на магнитной части ротора, а щечки смонтированы на концевом, противоположном фланцу, участке магнитной части ротора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области поверхностного пластического деформирования и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей отверстий малого диаметра маложестких деталей машин.

Цель изобретения расширение технологических возможностей инструмента за счет обработки отверстий малого диаметра и повышение долговечности инструмента за счет предотвращения разрушения источника магнитного поля.

Инструмент для поверхностного пластического деформирования содержит корпус, щечки из немагнитного материала, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, размещенные в кольцевой камере с возможностью пространственного перемещения, ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения, и устройство разгона деформирующих элементов в виде охватывающего ротор источника магнитного поля, муфты и электродвигателя. Согласно изобретению инструмент снабжен закрепленным на корпусе фланцем из немагнитного материала, ротор инструмента выполнен сборным из двух частей, одна из которых из немагнитного материала, а другая из магнитного материала, при этом источник магнитного поля выполнен в виде запрессованного в отверстие фланца кольцевого магнита, установленного с зазором на магнитной части ротора, а щечки смонтированы на концевом, противоположном фланцу участке магнитной части ротора.

Такое выполнение инструмента позволяет удалить источник магнитного поля из зоны кольцевой камеры инструмента и уменьшить размеры деформирующего узла. В связи с этим обеспечивается обработка отверстий малого диаметра (5-35 мм). Кроме того, в процессе эксплуатации инструмента на источник магнитного поля не действуют динамические силы, что предотвращает разрушение источника магнитного поля. Долговечность инструмента при этом повышается.

Изобретение поясняется чертежом.

Инструмент содержит корпус 1, сборный ротор, состоящий из двух частей 2, 3, установленный в корпусе 1 с возможностью вращения, щечки 4, 5, изготовленные из магнитного материала и образующие кольцевую камеру 6, деформирующие элементы 7, установленные в кольцевой камере 6 с возможностью пространственного перемещения, устройство разгона деформирующих элементов 7, выполненное в виде кольцевого магнита 8, муфты 9, электродвигателя 10.

Инструмент оснащен фланцем 11, изготовленным из немагнитного материала. Часть 2 ротора изготовлена из магнитного материала, а часть 3 ротора изготовлена из немагнитного материала. Щечки 4, 5 установлены на части 2 ротора, изготовленного из магнитного материала. Кольцевой магнит 8 запрессован в отверстие 12 фланца 11. Фланец 11 закреплен на корпусе 1 инструмента. Кольцевой магнит 8 охватывает консоль 13 магнитной части 2 ротора. Отверстие 14 магнита 8 и поверхность ротора 2 сопряжены по посадке с зазором.

Инструмент работает следующим образом. Деталь 15 закрепляют в патроне, а корпус 1 инструмента в державке 16 станка. Плоскость симметрии кольцевой камеры инструмента совмещают с плоскостью торца обрабатываемой детали 15. Магнитный поток (силовые линии магнитного поля, условно изображены на чертеже тонкими линиями) замыкается на магнитную часть 2 ротора, щечки 4, 5 и деформирующие элементы 7. В связи с этим в области кольцевой камеры 6 на деформирующие элементы 7 действует магнитное поле. Посредством электродвигателя 10 и муфты 9 ротору (состоящему из частей 2, 3) сообщают вращательное движение и перемещают инструмент вдоль обрабатываемой поверхности. Под действием магнитного поля деформирующие элементы 7 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 6. Возникающая при этом центробежная сила прижимает деформирующие элементы 7 к обрабатываемой поверхности, вследствие чего и осуществляется ее поверхностное пластическое деформирование. Так как магнит 8 неподвижно закреплен на корпусе 1 (посредством фланца 11), то на него не действуют центробежная и динамические силы. Разрушение магнита 8 при этом предотвращается, что повышает долговечность инструмента.

Деформирующий узел (щечки 2, 3 и деформирующие элементы 7) имеет минимальные габариты, так как магнит 8 вынесен за пределы кольцевой камеры 6. Это позволяет обрабатывать отверстия с малыми диаметральными размерами, что расширяет технологические возможности инструмента.

В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку отверстия втулок на станке модели 16К20Ф1. Материал обрабатываемой детали Д16Т. Диаметр обрабатываемых отверстий 5-30 мм, длина обработки 50 мм. В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 2-10 мм из стали ШХ 15 (НRC_э 62). В качестве источника магнитного поля использовали кольцевой магнит с размерами (D x d x h) 80x20x40 мм. Материал магнита SmCo₅. Величина магнитной индукции в области кольцевой камеры инструмента составляла 0,2-0,5 Т. Магнитная часть ротора изготовлена из стали 10, а немагнитная часть ротора из титанового сплава. Зазор между поверхностью ротора и отверстием кольцевого магнита составлял от 30 мкм до 10 мм.

Режимы обработки: скорость вращения ротора 0,5-5 м/с; осевая подача инструмента 100-800 мм/мин. Охлаждение масло индустриальное.

Шероховатость обработанной поверхности R_a 0,63-0,32 мкм; глубина упрочнения 0,1-0,4 мм.

Предложенный инструмент обеспечивает повышение долговечности в 2-3 раза и имеет широкие технологические возможности, так как позволяет обрабатывать отверстия малых диаметров.