устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей

Формула изобретения

Устройство для упрочняющего обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, содержащее корпус, шаговый привод линейного перемещения, блок управления в виде задатчика сигналов и деформирующий ролик, кинематически связанный с шаговым приводом линейного перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено сферическим шарниром, осью, упругими элементами и серьгой, в корпусе выполнены направляющие пазы, в которых смонтирована серьга, кинематическая связь деформирующего ролика с шаговым приводом линейного перемещения осуществлена посредством указанной серьги, при этом деформирующий ролик установлен между двумя упругими элементами с возможностью колебательного перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси обкатываемой детали, с периодическим смещением зоны контакта и смонтирован на сферическом шарнире, установленном на оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, параллельном воздействию шагового привода за счет упругих элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к упрочняюще-чистовой обработке поверхностей методом поверхностного пластического деформирования, и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Известно устройство для чистовой обработки поверхностей, содержащее вилкообразную державку с закрепленной в ней с возможностью вращения оправкой и деформирующий ролик, установленный на оправке под углом к ее оси, и для периодического смещения зоны контакта его рабочей поверхности с поверхностью детали, устройство снабжено установленной на оправке с возможностью покачивания зубчатым колесом, закрепленным на державке перпендикулярно оси оправки упором для периодического контакта с зубчатым сектором, при этом деформирующий ролик выполнен с зубчатым венцом внутреннего зацепления и установлен на оправке с возможностью вращения, а зубчатый сектор подпружинен относительно деформирующего ролика.

Признаки совпадающие - деформирующий ролик, имеющий возможность периодического смещения зоны контакта его рабочей поверхности с поверхностью детали (см. авторское свидетельство 1386433, В 24 В 39/04, бюл. 13, 1988 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что устройство создает малые нагрузки, и нет возможности сформировать регулярный микрорельеф в виде кольцевых канавок пересекающихся волн заданной амплитуды и его изменения в процессе работы.

Известен инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий корпус, подпружиненную вилку, в которой размещен в подшипниковых опорах вал с установленным на нем деформирующим роликом со ступицей и рабочим участком, а при накатывании профильных канавок за счет равномерного распределения усилий деформирования, деформирующий ролик установлен в вилке с зазором с возможностью перемещения по валу, а инструмент снабжен уравновешивающим элементом, выполненным в виде двух пружин, расположенных на валу с каждой стороны между ступицами и боковыми поверхностями вилки, причем зазор - не более половины ширины рабочего участка деформирующего ролика.

Признаки совпадающие - содержит корпус, установленный в подшипниковых опорах деформирующий ролик, уравновешивающий элемент, и деформирующий ролик установлен с возможностью перемещения по валу (см. авторское свидетельство 1532279, В 24 В 39/04, бюл. 48, 1989 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что устройство создает малые нагрузки, и нет возможности сформировать регулярный микрорельеф в виде кольцевых канавок пересекающихся волн заданной амплитуды.

За прототип принято известное устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, содержащее корпус, в сепараторе которого установлены деформирующие элементы, опирающиеся на нажимной корпус, механизм его подачи и привод, оно снабжено установленным на механизме подачи и связанным с приводом механизмом определения поверхностной пористости детали, выполненным в виде охватывающего деталь кожуха с отверстиями, механизмами вращения сепаратора, коррекции подачи и блоком автоматического управления, при этом привод выполнен в виде шагового двигателя с валом, механизм вращения сепаратора выполнен в виде втулки, установленной на корпусе и кинематически связанной с валом двигателя, причем сепаратор расположен на упомянутой втулке, а механизм коррекции подачи выполнен в виде регулировочного привода с винтом, передаточным механизмом и гайкой, при этом последняя связана с корпусом, а он установлен с возможностью осевого перемещения относительно механизма подачи, дополнительно блок автоматического управления выполнен в виде блоков преобразования и сравнения с усилиями и задатчика сигналов.

Признаки, совпадающие - наличие деформирующего элемента и механизм его подачи, привод выполнен в виде шагового двигателя, блок управления (см. авторское свидетельство 1286393, В 24 В 39/04, бюл. 4, 1987 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что устройство при большой сложности конструкции не позволяет сформировать регулярный микрорельеф в виде кольцевых канавок пересекающихся волн заданной амплитуды и его изменения в процессе работы.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования, позволяющего формировать регулярный микрорельеф переменной плотности как по амплитуде, так и по шагу с изменением его параметров в процессе обработки детали, что позволяет повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию, а также значительно повышает качество поверхности обработанного материала.

Технический результат заключается в том, что устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования содержит корпус, шаговый привод, блок управления, а деформирующий ролик смонтирован на сферическом шарнире, который в свою очередь подвижно установлен на оси между двух упругих элементов, при этом ролик кинематически связан посредством серьги, смонтированной в направляющих пазах корпуса, с шаговым приводом линейного перемещения и имеет возможность совершать колебательные перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, с периодическим смещением зоны контакта рабочей поверхности с поверхностью детали, а за счет упругих элементов дополнительно имеет возможность совершать возвратно-поступательные перемещения, параллельные его основному в сторону воздействия привода.

Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования поясняется чертежами (фиг.1, 2).

Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования содержит корпус 1, шаговый привод 2, блок управления 8 в виде задатчика сигналов, деформирующий ролик 3, смонтированный на сферическом шарнире 4, который в свою очередь подвижно установлен на оси 5 между двух упругих элементов 6, при этом ролик 3 кинематически связан посредством серьги 7 с шаговым приводом линейного перемещения 2 и имеет возможность совершать колебательные перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, с периодическим смещением зоны контакта рабочей поверхности с поверхностью детали, а за счет упругих элементов 6 дополнительно имеет возможность совершать возвратно-поступательные перемещения, параллельные его основному в сторону воздействия шагового привода линейного перемещения 2.

Работа устройства.

Устройство для упрочняюще-чистового обкатывания деталей методом поверхностного пластического деформирования монтируется, например, на токарном станке, задаются величины: подача и усилие воздействия на деталь. Посредством блока управления 8 в виде задатчика сигналов задается частота и амплитуда перемещения шагового привода линейного перемещения 2, связанного с серьгой 7, смонтированной в направляющих пазах корпуса 1, которая при этом совершает возвратно-поступательные перемещения, кинематически связанный с ней ролик 3, смонтированный на сферическом шарнире 4, совершает колебательные перемещения относительно плоскости, перпендикулярной оси детали, происходит периодическое смещение зоны контакта рабочей поверхности ролика 3 с поверхностью детали, а за счет упругих элементов 6 он дополнительно совершает возвратно-поступательные перемещения по оси 5 параллельные его основному в сторону воздействия привода 2. Таким образом, осуществляется и изменение амплитуды нанесения волны, и ее шага, а также имеется возможность наносить регулярный микрорельеф переменной плотности как по амплитуде, так и по шагу, задавая и изменяя его параметры в процессе обработки.

Это позволяет повысить усталостную прочность и стойкость к поверхностному истиранию как за счет наносимого регулярного микрорельефа, так и созданием направленной текстуры материала поверхностного слоя обрабатываемой детали.