RU2155667C2 - Method of finishing and strengthening treatment of crankshaft cylindrical surfaces by cavitation cavities - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: yoke is positioned above surfaces being treated. In consists of one continuous ring or of two half-rings in which nozzles designed to feed power carrier with cavitation cavities are installed over entire circumference. Treatment is performed with treated part rotating or stationary. If required powder additive is introduced into power carrier to increase anti-wear indices of surfaces being treated. EFFECT: enlarged process capabilities. 2 cl, 1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к отделочно-упрочняющей технологии цилиндрических поверхностей валов, труб, к/валов, р/валов, пальцев ДВС и т.п. The invention relates to finishing and hardening technology of cylindrical surfaces of shafts, pipes, to / shafts, p / shafts, ICE fingers, etc.

Известен способ отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей коленчатых валов дробью (SU, авт. св. N 1761422, кл. В 23 P 6/00, 1992, пат. RU 2112638 кл. В 24 С 1/10, 1998). A known method of finishing and hardening treatment of cylindrical surfaces of crankshafts with shots (SU, ed. St. N 1761422, class. In 23 P 6/00, 1992, US Pat. RU 2112638 class. In 24 With 1/10, 1998).

Недостатком известного способа является то, что обработка поверхностей производится с помощью дроби, подаваемой с помощью жидкого энергоносителя, в частном случае трансформаторного масла. The disadvantage of this method is that the surface treatment is carried out using fractions supplied using liquid energy, in the particular case of transformer oil.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей по финишной обработке валов, обеспечение равномерности отделки и упрочнения, а также обеспечение использования материалов в качестве инструмента более простых, доступных, дешевых и недефицитных. The objective of the invention is the expansion of technological capabilities for finishing the shafts, ensuring uniformity of finish and hardening, as well as ensuring the use of materials as a tool more simple, affordable, cheap and not deficient.

Технический результат обеспечен благодаря тому, что в способе отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей, включающем установку над обрабатываемой поверхностью детали обоймы с равномерно установленными по ее окружности соплами-форсунками, через которые подают энергоноситель, используют обоймы в виде одного сплошного кольца или двух полуколец, энергоноситель подают с кавитационными кавернами и обработку проводят с вращением детали или без ее вращения. Для увеличения противоизносных показателей обрабатываемых поверхностей в энергоноситель вводят порошковую присадку. The technical result is provided due to the fact that in the method of finishing and hardening processing of cylindrical surfaces, including installing on the surface of the workpiece parts of the casing with nozzle nozzles uniformly installed around its circumference, through which the energy carrier is supplied, cages are used in the form of one continuous ring or two half rings, an energy carrier served with cavitation cavities and processing is carried out with the rotation of the part or without its rotation. To increase the antiwear performance of the treated surfaces, a powder additive is introduced into the energy carrier.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the device.

Способ осуществляется следующим способом. The method is carried out in the following way.

На станке, на специальной установке или на автоматической линии по обработке цилиндрических поверхностей или шеек к/валов, которые оснащены системой для подачи жидкого энергоносителя (воды, масла, раствора), закрепляется обрабатываемая деталь 4. Предварительно обрабатываемая деталь проходит полный цикл обработки шеек по обычной технологии. При проведении тонкой обточки шеек к/валов можно исключить их шлифовку, вместо которой вводится операция по предлагаемому способу обработки шеек кавитационными кавернами. Затем над обрабатываемой поверхностью располагается обойма из одного кольца 1 или сделана из двух полуколец, в которую по всей окружности вкручиваются сопла-форсунки 2, крепящиеся гайкой 5 и шайбой 6, внутри несущие рабочую смесь 3, равномерно расположенные по всей окружности кольца. The workpiece 4 is fixed on the machine, on a special installation or on an automatic line for processing cylindrical surfaces or necks of crankshafts, which are equipped with a system for supplying liquid energy (water, oil, solution) 4. The pre-processed part undergoes a full cycle of processing the necks according to the usual technology. When conducting a thin turning of the necks to / shafts, it is possible to exclude their grinding, instead of which an operation is introduced according to the proposed method for processing necks with cavitation cavities. Then, a holder of one ring 1 is located above the surface to be machined, or it is made of two half rings, into which nozzle nozzles 2 are screwed around the entire circumference, fastened with a nut 5 and washer 6, inside which carry the working mixture 3, evenly spaced around the entire circumference of the ring.

Регулировку величины обрабатываемого пятна можно производить за счет расстояния сопел от обрабатываемой поверхности и величины диаметра сопел, а также от величины давления энергоносителя и наличия в нем кавитационных каверн, т.е. их плотности. The size of the treated spot can be adjusted due to the distance of the nozzles from the surface being treated and the diameter of the nozzles, as well as the magnitude of the pressure of the energy carrier and the presence of cavitation cavities in it, i.e. their density.

Пример:
Проводится отделочно-упрочняющая операция шеек к/вала ВАЗ- 2101, прошедшая полный технологический цикл обработки с возможным исключением окончательной обработки шлифовкой.Example:
The finishing and hardening operation of the necks to the VAZ-2101 shaft is carried out, having undergone a complete technological cycle of processing with the possible exception of final processing by grinding.

Давление рабочей смеси (энергоносителя), поступающей в сопла-форсунки, 2 равно P= 3-10МПа. При обойме из двух полуколец они связаны между собой специальной крепежной петлей и замком. В качестве рабочего инструмента применяются кавитационные каверны 3. В качестве энергоносителя применяется вода, масло (трансформаторное или раствор). The pressure of the working mixture (energy carrier) entering the nozzle nozzle 2 is P = 3-10MPa. With a clip of two half rings, they are interconnected by a special fixing loop and a lock. Cavitation cavities 3 are used as a working tool. Water, oil (transformer or solution) are used as an energy carrier.

Исходная шероховатость поверхности Ra = до 9,35 мкм, исходная твердость HB = 80 ± 120 МПа. The initial surface roughness Ra = up to 9.35 μm, the initial hardness HB = 80 ± 120 MPa.

Полученные сравнительные данные по традиционной операции тонкой шлифовки и отделочно-упрочняющей обработки дискообразным кавернофакельным инструментом, сформированным сопловыми форсунками 2, установленными в обойму (кольцо) 1, симметрично расположенными по всей окружности обоймы (кольца), показывают, что топографический макро- и микрорельеф сопоставим с отшлифованной поверхностью детали (в частности, шеек к/валов), при этом по высотным параметрам шероховатость у предложенного способа составляет Ra = 12-14 мкм, что выше процесса шлифовки или дробеструйной обработки при более качественной кривой опорной поверхности выступов, что значительно повышает противоизносные характеристики обработанной поверхности новым способом. The obtained comparative data on the traditional operation of fine grinding and finishing and hardening with a disk-shaped cavernous torch tool formed by nozzle nozzles 2 installed in a holder (ring) 1, symmetrically located around the entire circumference of the holder (ring), show that the topographic macro- and microrelief are comparable with polished surface of the part (in particular, necks to / shafts), while the roughness of the proposed method for height parameters is Ra = 12-14 microns, which is higher than the grinding process and bead-blasting with a better curve of the supporting surface of the protrusions, which significantly increases the anti-wear characteristics of the treated surface in a new way.

Кроме этого, замеры остаточных напряжений показали плавное распределение с максимумом у поверхности, что также дополнительно способствует увеличению противоизностных характеристик. Твердость приповерхностного слоя, составляющая до каверноструйной обработки 80-100 МПа, возросла до HB = 200-300 единиц. In addition, measurements of residual stresses showed a smooth distribution with a maximum near the surface, which also further contributes to an increase in anti-residual characteristics. The hardness of the near-surface layer, which amounts to 80-100 MPa before cavern blasting, increased to HB = 200-300 units.

При обработке поверхностей деталей кавитационными кавернами, созданными в среде специального раствора или при наличии в энергоносителе (воде, масле) специальных присадок, приповерхностный слой дополнительно насыщается дополнительными элементами, способствующими увеличению качества обрабатываемых деталей. When treating the surfaces of parts with cavitation cavities created in a special solution or in the presence of special additives in the energy carrier (water, oil), the surface layer is additionally saturated with additional elements that contribute to an increase in the quality of the processed parts.

Claims (2)

1. Способ отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей, включающий установку над обрабатываемой поверхностью детали обоймы с равномерно установленными по ее окружности соплами-форсунками, через которые подают энергоноситель, отличающийся тем, что используют обоймы в виде одного сплошного кольца или двух полуколец, энергоноситель подают с кавитационными кавернами, при этом обработку ведут с вращением детали или без ее вращения. 1. A method of finishing and hardening treatment of cylindrical surfaces, comprising installing a holder over the workpiece surface with nozzles-nozzles uniformly installed around its circumference, through which an energy carrier is supplied, characterized in that the clips are used in the form of one continuous ring or two half rings, the energy carrier is supplied with cavitation cavities, while processing is carried out with the rotation of the part or without its rotation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения противоизносных показателей обрабатываемых поверхностей в энергоноситель вводят порошковую присадку. 2. The method according to claim 1, characterized in that in order to increase the anti-wear performance of the treated surfaces, a powder additive is introduced into the energy carrier.