инструмент для поверхностного пластического деформирования

Формула изобретения

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ, содержащий корпус, вилку, подшипниковую опору, силовую пружину, деформирующий элемент, сепаратор для удержания деформирующего элемента, отличающийся тем, что он снабжен устройством регулирования износа рабочей поверхности подшипниковой опоры, выполненным в виде микрометрического винта с цилиндрическим пояском и фиксатора, при этом сепаратор установлен с возможностью регулируемого перемещения вдоль образующей рабочей поверхности подшипниковой опоры и выполнен с резьбовым отверстием, резьбовая часть микрометрического винта ввинчена в резьбовое отверстие сепаратора, а фиксатор закреплен на корпусе и охватывает цилиндрический поясок микрометрического винта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к поверхностному пластическому деформированию и может быть использовано для упрочняющей обработки поверхностей деталей машин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению относится инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий корпус, вилку, подшипниковую опору, силовую пружину, деформиpующий элемент, сепаратор для удержания деформирующего элемента [1] .

К недостаткам указанного инструмента следует отнести то, что деформирующий элемент и подшипниковая опора контактируют на одном отдельном участке рабочей поверхности подшипниковой опоры. При этом в процессе обработки, вследствие больших удельных давлений в зоне контакта и наличия проскальзывания деформирующего элемента по рабочей поверхности подшипниковой опоры, осуществляется кратковременное "схватывание" (сваривание) отдельной поверхности деформирующего элемента с участком рабочей поверхности подшипниковой опоры. Вследствие этого на рабочей поверхности подшипниковой опоры образуется кольцевая полоска износа с высокой шероховатостью и отклонениями геометрической формы. Взаимодействие деформирующего элемента с таким изношенным кольцевым участком подшипниковой опоры приводит к моментальному выходу из строя деформирующего элемента (на нем образуются площадки износа в виде граней, риски и т. д. , копируемые на обрабатываемой поверхности детали). Дальнейшая отделочно-упрочняющая обработка таким деформирующим элементом не представляется возможным, так как существенно снижаются качественные характеристики упрочняемой поверхности детали, долговечность инструмента при этом снижается.

Цель изобретения - повышение долговечности инструмента за счет обеспечения равномерности износа рабочей поверхности подшипниковой опоры.

Это достигается тем, что предлагаемый инструмент снабжен устройством регулирования износа рабочей поверхности подшипниковой опоры, выполненным в виде микрометрического винта с цилиндрическим пояском и фиксатора, при этом сепаратор установлен с возможностью регулировочного перемещения вдоль образующей рабочей поверхности подшипниковой опоры, резьбовая часть микрометрического винта ввинчена в резьбовое отверстие сепаратора, а фиксатор закреплен на корпусе и охватывает цилиндрический поясок микрометрического винта.

На фиг. 1 изображен инструмент, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Инструмент содержит корпус 1 с отверстием 2, вилку 3, подшипниковую опору 4 с поверхностью 5, установленную на валу 6, силовую пружину 7, деформирующий элемент 8, сепаратор 9, предназначенный для удержания от выпадания деформирующего элемента 8.

Инструмент снабжен устройством регулирования износа рабочей поверхности 5 подшипниковой опоры 4, выполненным в виде микрометрического винта 10 с цилиндрическим пояском 11 и фиксатора 12 (см. фиг. 1). Сепаратор 9 установлен в пазу 13 корпуса 1 с возможностью регулировочного перемещения вдоль образующей рабочей поверхности 5 подшипниковой опоры 4 (см. фиг. 2). Резьбовая часть микрометрического винта 10 ввинчена в резьбовое отверстие сепаратора 9. Фиксатор 12 закреплен на корпусе 1 и охватывает цилиндрический поясок 11 микрометрического винта 10.

Деталь 14 устанавливают в центрах, а корпус 1 инструмента - в резцедержателе станка. Перед обработкой посредством вращения микрометрического винта 10 перемещают сепаратор 9 с деформирующим элементом 8 в крайнее правое положение (когда точка контакта деформирующего элемента 8 с рабочей поверхностью 5 подшипниковой опоры 4 смещается в крайнее правое положение), детали 14 сообщают вращение. Деформирующий элемент 8 вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью, нагружают (посредством радиального перемещения к детали резцедержателя с инструментом) деталь 14 усилием деформирования и перемещают вдоль обрабатываемой поверхности. Деформирующий элемент 8 взаимодействует с рабочей поверхностью 5 подшипниковой опоры 4 и обрабатываемой поверхностью детали 14, осуществляя ее накатывание.

Обработку деталей инструментом осуществляют до появления предельного износа (h) на рабочей поверхности 5 подшипниковой опоры 4 (ширина предельного элементарного износа рабочей поверхности 5 подшипниковой опоры 4 и время достижения предельного износа участка рабочей поверхности определяется экспериментально для конкретных условий обработки). Пусть ширина предельного элементарного износа по рабочей поверхности 5 подшипниковой опоры 4 составляет значение h, тогда перед обработкой поворачивают микрометрический винт 10 (оператор или исполнительный механизм системы регулирования станка), обеспечивая смещение точки контакта деформирующего элемента 8 и рабочей поверхности 5 на величину h/2 справа-налево относительно чертежа. Инструмент готов к работе.

Таким образом, за время работы инструмента выполняют К таких подналадок относительного положения деформирующих элементов 8 и рабочей поверхности 5. Значение К определяют из выражения:

K = H/h, (1) где К - число подналадок положения деформирующего элемента и рабочей поверхности подшипниковой опоры; Н - ширина рабочей поверхности подшипниковой опоры; h - ширина предельного элементарного износа рабочей поверхности подшипниковой опоры.

В процессе эксплуатации предложенного инструмента обеспечивается равномерный износ рабочей поверхности 5 подшипниковой опоры 4. В результате долговечность инструмента повышается в К раз, значение которого определяют из выражения (1).

В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку вала диаметром 80 мм и длиной 650 мм из стали 45 (НВ 200-208) на станке 16К20.

В качестве деформирующего элемента использовали шарик диаметром 11 мм из (ШХ 15, НRCэ-62), подшипниковой опорой служил подшипник N 300 ГОСТ 8338-75, материал сепаратора - БрОЗЦ12С5 ГОСТ 613-79.

Режимы обработки: скорость вращения детали 0,5-3 м/с; осевая подача инструмента 0,07-0,25 мм/об; усилие деформирования - 400-800 Н. Охлаждение - масло индустриальное.

Количество подналадок положения деформирующего элемента определяли из выражения (1):

K = 10/2 = 5 шт. где Н = 10 мм - ширина рабочей поверхности подшипниковой опоры; h = 2 мм - ширина предельного элементарного износа рабочей поверхности подшипниковой опоры.

Предложенный инструмент обеспечивает повышение долговечности инструмента в 5 раз. (56) 1. Чистосердов П. С. Комбинированные инструменты для отделочно-упрочняющей обработки. Беларусь, Минск, 1977, с. 48).