RU2279961C1 - Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling - Google Patents

Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling Download PDF

Info

Publication number
RU2279961C1
RU2279961C1 RU2005122096/02A RU2005122096A RU2279961C1 RU 2279961 C1 RU2279961 C1 RU 2279961C1 RU 2005122096/02 A RU2005122096/02 A RU 2005122096/02A RU 2005122096 A RU2005122096 A RU 2005122096A RU 2279961 C1 RU2279961 C1 RU 2279961C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
static
plungers
tool
deforming
Prior art date
Application number
RU2005122096/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Дмитрий Львович Соловьев (RU)
Дмитрий Львович Соловьев
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Андрей Николаевич Афонин (RU)
Андрей Николаевич Афонин
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2005122096/02A priority Critical patent/RU2279961C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2279961C1 publication Critical patent/RU2279961C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: devices for restoration and hardening of metal inner surfaces of holes of parts.
SUBSTANCE: proposed device has mandrel, two deforming tools which are diametrically opposite and are secured on plungers located radially, waveguide and striker located along central longitudinal axis of mandrel. Striker is used for acting on waveguide for transmission of periodic pulse load. Mounted on each plunger is helical cylindrical compression spring for normal application of static load to surface being treated. Waveguide has taper surface which is engageable with free end faces of plungers. Free end face of waveguide is provided with helical cylindrical compression spring. Deforming tools are changeable; one of them is made in form of wedge at acute angle for obtaining acute vertex macro-projections and other tool has smooth cylindrical surface at radius equal to radius of holes being treated for forming embossed surface.
EFFECT: extended functional capabilities.
6 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для восстановления и упрочнения металлических внутренних поверхностей деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием со статико-импульсным нагружением инструмента.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to devices for the restoration and hardening of metal internal surfaces of parts made of steels and alloys by surface plastic deformation with static-pulse loading of the tool.

Известен способ и устройство для упрочнения металлических поверхностей, при котором осуществляют ультразвуковую обработку нанесенного слоя покрытия с дополнительным воздействием на деформирующий инструмент давления частотой 50...100 Гц и скважностью в пределах 1,3...3, что позволяет уплотнить поверхностный слой и создать на поверхности микрорельеф, повышающий износостойкость обработанной поверхности [1].A known method and device for hardening metal surfaces, in which the ultrasonic treatment of the applied coating layer is carried out with an additional pressure on the deforming tool with a frequency of 50 ... 100 Hz and a duty cycle of 1.3 ... 3, which allows you to compact the surface layer and create on the surface there is a microrelief that increases the wear resistance of the treated surface [1].

Недостатком известного способа и устройства являются ограниченные технологические возможности, не позволяющие восстановить размер изношенной поверхности, причем примененный ультразвуковой преобразователь, воздействующий на концентратор, имеет слишком высокую частоту колебаний при весьма малой амплитуде, что резко снижает производительность и качество уплотнения поверхностного слоя.A disadvantage of the known method and device is the limited technological capabilities that do not allow to restore the size of the worn surface, and the applied ultrasonic transducer acting on the concentrator has a too high oscillation frequency at a very small amplitude, which dramatically reduces the performance and quality of the surface layer compaction.

Известен способ и устройство для чистовой и упрочняющей обработки деталей обкатыванием [2], при котором сообщают движения подачи и скорости обработки инструменту и заготовке, контактирующим под приложенной к инструменту нормально к обрабатываемой поверхности постоянной статической нагрузкой в диапазоне усилий, обеспечивающих достижение заданной шероховатости, и периодической импульсной нагрузкой, изменяющейся в установленном диапазоне от минимального до максимального значения. При этом частоту пульсации нагрузки выбирают в зависимости от требуемой глубины наклепа.A known method and device for the finishing and hardening of parts by rolling [2], in which the feed motion and the processing speed of the tool and the workpiece are contacted under normal static load applied to the surface normal to the work surface in the range of forces ensuring the achievement of a given roughness and periodic pulsed load, changing in the specified range from minimum to maximum value. In this case, the load ripple frequency is selected depending on the required hardening depth.

Способ и устройство, реализующее его, отличаются ограниченными возможностями, не позволяющими восстанавливать размер изношенной поверхности, низким КПД, большой энергоемкостью, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности.The method and device that implements it are characterized by limited capabilities that do not allow to restore the size of the worn surface, low efficiency, high energy intensity, insufficient depth of the hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the treated surface.

Известен способ и устройство для статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием, осуществляемым инструментом, к которому нормально к обрабатываемой поверхности прикладывают постоянную статическую нагрузку и перпендикулярную импульсную нагрузку, которая сообщается посредством бойка и волновода, а форму, амплитуду, эффективную длительность и частоту единичных импульсов силы деформирования определяют по приведенным формулам [3].A known method and device for static-pulse treatment by surface plastic deformation, carried out by a tool, to which a constant static load and a perpendicular pulse load, which is communicated by the striker and waveguide, and the shape, amplitude, effective duration and frequency of unit force pulses are normally applied to the surface to be treated deformations are determined by the above formulas [3].

Известный способ и устройство отличаются ограниченными возможностями, не позволяющими восстанавливать размер изношенной поверхности, а также управления в создании гетерогенных упрочненных слоев и регулярного микрорельефа обрабатываемой поверхности.The known method and device are characterized by limited capabilities that do not allow to restore the size of the worn surface, as well as control in the creation of heterogeneous hardened layers and regular microrelief of the treated surface.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, позволяющих восстанавливать размер изношенной поверхности с помощью статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием за счет управления глубиной упрочненного слоя и микрорельефом внутренней поверхности путем использования устройства и инструмента специальной формы.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities that allow you to restore the size of the worn surface using static-pulse treatment by surface plastic deformation by controlling the depth of the hardened layer and the microrelief of the inner surface by using a device and tool of a special shape.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для восстановления и упрочнения внутренних поверхностей статико-импульсным раскатыванием, содержащего оправку, деформирующий инструмент, закрепленный на плунжере со смонтированной на последнем винтовой цилиндрической пружиной сжатия, а также размещенные на центральной продольной оси оправки волновод и боек в виде стержней, при этом боек выполнен с возможностью воздействия на волновод для передачи периодической импульсной нагрузки, причем оно снабжено плунжером со смонтированными на нем винтовой цилиндрической пружиной сжатия и другим деформирующим инструментом, расположенным диаметрально противоположно относительно указанного деформирующего инструмента, и винтовой цилиндрической пружиной сжатия, установленной на свободном торце волновода, поверхность которого выполнена конической и расположена в контакте со свободными торцами плунжеров, расположенных радиально, деформирующие инструменты выполнены сменными, при этом один из них - в виде клина с острым углом для получения островершинных макровыступов, а другой - с гладкой цилиндрической поверхностью с радиусом, равным радиусу обрабатываемого отверстия для образования рельефа поверхности, а винтовые цилиндрические пружины сжатия смонтированы на плунжерах для обеспечения приложения статической нагрузки нормально к обрабатываемой поверхности.The problem is solved using the proposed device for the restoration and hardening of internal surfaces by static-pulse rolling, containing a mandrel, a deforming tool mounted on a plunger mounted on the last helical compression coil spring, as well as a waveguide and strikers located on the central longitudinal axis of the mandrel , while the firing pin is made with the possibility of impact on the waveguide to transmit periodic pulsed load, and it is equipped with a plunger with wound on it with a helical compression coil spring and another deforming tool located diametrically opposed to the specified deforming tool, and a helical compression coil spring mounted on the free end of the waveguide, the surface of which is conical and located in contact with the free ends of the plungers located radially, deforming tools made interchangeable, while one of them is in the form of a wedge with an acute angle to obtain peaked macro ystupov and the other - with a smooth cylindrical surface with a radius equal to the radius of the machined hole to form a surface relief, a helical cylindrical compression spring mounted on the plungers to provide a static load is applied normal to the machined surface.

Сущность устройства поясняется чертежами.The essence of the device is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена схема обработки предлагаемым устройством для восстановления и упрочнения внутренних поверхностей статико-импульсным раскатыванием, продольный разрез; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - общий вид устройства; на фиг.4 - вид Б слева на фиг.3; на фиг.5 - элемент В на фиг.4, рельеф поверхности в виде островершинных макровыступов, образованных деформирующим инструментом, выполненным в виде клина с острым углом; на фиг.6 - элемент Г на фиг.4, рельеф восстановленной и упрочненной поверхности в виде плосковершинных макровыступов, образованных деформирующим инструментом с гладкой цилиндрической поверхностью.Figure 1 presents the processing scheme of the proposed device for restoration and hardening of the internal surfaces by static-pulse rolling, a longitudinal section; figure 2 is a cross section aa in figure 1; figure 3 is a General view of the device; figure 4 is a view of B from the left in figure 3; in Fig.5 - element B in Fig.4, the surface topography in the form of peaked macroprotrusions formed by a deforming tool made in the form of a wedge with an acute angle; in Fig.6 - element G in Fig.4, the relief of the restored and hardened surface in the form of flat-top macroprotrusions formed by a deforming tool with a smooth cylindrical surface.

Предлагаемое устройство служит для восстановления размера и упрочнения металлических внутренних поверхностей путем получения островершинных макровыступов за счет импульсного приложения сил и статико-импульсным раскатыванием до плосковершинного рельефа.The proposed device is used to restore the size and hardening of the metal inner surfaces by obtaining peaked macroprotrusions due to the pulsed application of forces and static-pulsed rolling to a flat top.

Заготовка 1 получает вращение Vз, а устройство для восстановления и упрочнения в виде оправки 2 движение продольной подачи Sпр вдоль оси отверстия обрабатываемой заготовки.The workpiece 1 receives a rotation V s , and the device for restoration and hardening in the form of a mandrel 2 movement of the longitudinal feed S CR along the axis of the hole of the workpiece.

Деформирующие инструменты 3 и 4 выполнены сменными и закреплены на торцах радиально расположенных плунжеров 5, в количестве, принимаемом по конструктивным соображениям. Деформирующий инструмент 3 выполнен в виде клина с острым углом α при вершине, обеспечивающим получение островершинных макровыступов (фиг.5), а другой деформирующий инструмент 4, диаметрально противоположно расположенный в оправке 2, выполнен в виде гладкой цилиндрической поверхности радиусом Rи, равным радиусу обрабатываемого отверстия Rвосст, обеспечивает получение плосковершинных макровыступов, образующих рельеф восстанавливаемой упрочненной поверхности (фиг.6).The deforming tools 3 and 4 are removable and fixed at the ends of the radially located plungers 5, in the amount taken for structural reasons. The deforming tool 3 is made in the form of a wedge with an acute angle α at the apex, providing peaked macroprotrusions (Fig. 5), and the other deforming tool 4, diametrically opposite located in the mandrel 2, is made in the form of a smooth cylindrical surface of radius R and equal to the radius of the workpiece holes R rev , provides a flat-top macroprotrusion, forming the relief of the restored hardened surface (Fig.6).

Свободные торцы плунжеров 5 контактируют с коническими поверхностями волновода 6, выполненными в виде лысок под углом к продольной оси в количестве, равном количеству плунжеров 5.The free ends of the plungers 5 are in contact with the conical surfaces of the waveguide 6, made in the form of flats at an angle to the longitudinal axis in an amount equal to the number of plungers 5.

Волновод 6 и боек 7 выполнены в виде стержней и расположены на центральной продольной оси оправки 2. На плунжерах 5 смонтированы винтовые цилиндрические пружины сжатия 8, благодаря которым создается статическая нагрузка Рст, действующая через деформирующие инструменты 3 и 4 по нормали на обрабатываемую поверхность отверстия заготовки 1.The waveguide 6 and the strikers 7 are made in the form of rods and are located on the central longitudinal axis of the mandrel 2. On the plungers 5, screw compression coil springs 8 are mounted, due to which a static load P article is created , acting through the deforming tools 3 and 4 along the normal to the machined surface of the workpiece hole one.

Периодическую импульсную нагрузку Рим осуществляют с помощью бойка 7, воздействующего на торец волновода 6, который своим конусом радиально разводит плунжеры 5 с инструментами 3 и 4. В качестве механизма импульсного нагружения инструментов применяется гидравлический генератор импульсов [4, 5].The periodic impulse load P is carried out by means of a striker 7, which acts on the end of the waveguide 6, which radially spreads the plungers 5 with tools 3 and 4. With its cone, a hydraulic pulse generator is used as a pulse loading mechanism [4, 5].

Заготовке сообщают вращательное движение со скоростью Vз, а предлагаемому устройству, введенному в отверстие - продольную подачу Sпр. Периодическую импульсную Рим нагрузку прикладывают в направлении продольной подачи и благодаря клиноплунжерному механизму, состоящему из плунжеров 5 и конического волновода 6, направляют ее по нормали к обрабатываемой поверхности.The workpiece is informed of a rotational movement with a speed of V s , and the proposed device inserted into the hole is provided with a longitudinal feed S pr A periodic pulsed load P is applied to them in the direction of the longitudinal feed and, thanks to the clinoplunger mechanism, consisting of plungers 5 and a conical waveguide 6, they are directed normal to the surface to be treated.

После удара бойка 7 с целью отвода волновода 6 в первоначальное положение (согласно фиг.1, вправо) на свободный торец волновода воздействует винтовая цилиндрическая пружина сжатия 9.After hitting the striker 7 in order to divert the waveguide 6 to its original position (according to FIG. 1, to the right), a coil compression spring 9 acts on the free end of the waveguide.

Выбор конструкции пружин 8 и 9 (ГОСТ 13766-68) зависит от конкретных условий обработки и технических требований к обрабатываемой поверхности.The choice of the design of the springs 8 and 9 (GOST 13766-68) depends on the specific processing conditions and technical requirements for the surface to be treated.

В результате удара бойка 7 по торцу волновода 6 в бойке и волноводе возникают ударные и противоположно направленные импульсы одинаковой амплитуды и продолжительности, каждый из которых будет воздействовать через плунжеры 5 на инструменты 3 и на обрабатываемую поверхность с цикличностью, равной двойной продолжительности импульсов. Дойдя до обрабатываемой поверхности, ударный импульс распределяется на проходящий и отражающий. Проходящий импульс формирует динамическую составляющую силы деформации.As a result of the impact of the striker 7 at the end of the waveguide 6, shock and oppositely directed pulses of the same amplitude and duration arise in the striker and waveguide, each of which will act through the plungers 5 on the tools 3 and on the surface to be treated with a cycle equal to double the duration of the pulses. Having reached the surface to be treated, the shock pulse is distributed on the passing and reflecting. The passing pulse forms the dynamic component of the strain force.

Предлагаемое устройство оснащено деформирующим инструментом 3, выполненным в виде клина с острым углом α при вершине (типа зубила), обеспечивающего нанесение и получение островершинных макровыступов (фиг.5). Впадины макровыступов могут располагаться в продольном или поперечном направлении в зависимости от расположения кромки клина деформирующего инструмента 3. На фиг.5-6 показаны поперечные сечения макровыступов с продольным расположением впадин.The proposed device is equipped with a deforming tool 3, made in the form of a wedge with an acute angle α at the apex (like a chisel), which enables the application and receipt of peaked macroprotrusions (Fig. 5). The protrusions of the macroprotrusions can be located in the longitudinal or transverse direction depending on the location of the edge of the wedge of the deforming tool 3. Figure 5-6 shows the cross-sections of macroprotrusions with a longitudinal arrangement of the depressions.

Также при производстве ремонтных работ при восстановлении размеров изношенных поверхностей применяют инструмент в виде керна, которым наносят точечные впадины с образованием круговых макровыступов в виде «кратеров» (не показаны).Also, when performing repair work when restoring the size of worn surfaces, a core tool is used, with which point depressions are applied with the formation of circular macroprotrusions in the form of "craters" (not shown).

Полученные инструментом 3 макровыступы располагаются на радиусе впадин Rвпд больше радиуса реставрируемой изношенной поверхности Rизн и радиус выступов Rвыст меньше Rизн:The 3 macroprotrusions obtained by the tool 3 are located on the radius of the depressions R vpd greater than the radius of the restored worn surface R out and the radius of the protrusions R protrude less than R out :

Rвпд>Rизн>Rвыст.R vpd > R out > R prot .

Для того чтобы впадины, полученные на последующем обороте, были продолжением впадин, полученных на предыдущем обороте, необходимо следующее равенство:In order for the depressions obtained in the subsequent revolution to be a continuation of the depressions obtained in the previous revolution, the following equality is necessary:

Sпр=Lкк,S ol = L kk ,

где Lкк - длина кромки клина деформирующего инструмента 3, мм;where L kk - the length of the edge of the wedge of the deforming tool 3, mm;

Sпр - продольная подача устройства, мм/об.S CR - the longitudinal feed of the device, mm / rev.

Другой деформирующий инструмент 4, диаметрально противоположно расположенный в оправке 2 относительно инструмента 3, выполнен в виде гладкой цилиндрической поверхности радиусом Rи в поперечном сечении, равным радиусу обрабатываемого отверстия Rвосст, обеспечивает получение плосковершинных макровыступов, образующих рельеф восстанавливаемой упрочненной поверхности (фиг.6). При одинаковых силах Рст и Римп, действующих на инструменты 3 и 4, глубины проникновения последних в тело заготовки будут различны.Another deforming tool 4, diametrically opposite located in the mandrel 2 relative to the tool 3, is made in the form of a smooth cylindrical surface with a radius R and a cross section equal to the radius of the machined hole R rev , provides flat-top macroprotrusion, forming the relief of the restored hardened surface (Fig.6) . With the same forces P st and P imp acting on tools 3 and 4, the depths of penetration of the latter into the body of the workpiece will be different.

Деформирующий инструмент 4 в виде цилиндрической площадки при действии статико-импульсной нагрузки будет раскатывать макронеровности, полученные действием предыдущего инструмента 3, до плосковершинного рельефа (фиг.6). При этом плоские вершины макронеровностей будут расположены на радиусе восстановленной поверхности Rвосст, который будет меньше радиуса изношенной поверхности Rизн:The deforming tool 4 in the form of a cylindrical platform under the action of a static-pulse load will roll out the macro-irregularities obtained by the action of the previous tool 3 to a flat top relief (Fig.6). In this case, the flat tops of the macro-irregularities will be located on the radius of the restored surface R rev , which will be less than the radius of the worn surface R wear :

Rвпд>Rизн>Rвосст.R vpd > R out > R rest .

Кроме того, устройство позволяет значительно уплотнить поверхностный слой и создать на поверхности микрорельеф, который дополнительно повышает износостойкость восстановленной обработанной поверхности.In addition, the device can significantly compact the surface layer and create a microrelief on the surface, which further increases the wear resistance of the restored treated surface.

Возможность рационального использования энергии ударных волн определяется размерами инструментов.The ability to rationally use the energy of shock waves is determined by the size of the instruments.

Глубина упрочнения восстановленного слоя, обработанного предлагаемым устройством, достигает 1,5...2,5 мм, что значительно (в 3...4 раза) больше, чем при традиционном статическом упрочнении. Наибольшая степень упрочнения составляет 15...30%.The hardening depth of the restored layer treated with the proposed device reaches 1.5 ... 2.5 mm, which is significantly (3 ... 4 times) more than with traditional static hardening. The greatest degree of hardening is 15 ... 30%.

В результате статико-импульсной обработки предлагаемым устройством по сравнению с традиционным раскатыванием эффективная глубина слоя, упрочненного на 20% и более, возрастает в 1,8...2,7 раза, а глубина слоя, упрочненного на 10% и более, - в 1,7...2,2 раза.As a result of static-pulse processing by the proposed device, compared with traditional rolling, the effective depth of the layer, hardened by 20% or more, increases by 1.8 ... 2.7 times, and the depth of the layer hardened by 10% or more, by 1.7 ... 2.2 times.

Пример. Для оценки параметров качества поверхностного слоя, восстановленного и упрочненного предлагаемым устройством, проведены экспериментальные исследования обработки гильзы с использованием специального стенда. Значения технологических факторов (частоты ударов, размеров инструмента, величина подачи) выбирались таким образом, чтобы обеспечить кратность ударного воздействия на элементарную площадку обрабатываемой поверхности в диапазоне 6... 10. Дальнейшее увеличение кратности деформирующего воздействия ведет к разупрочнению.Example. To assess the quality parameters of the surface layer, restored and hardened by the proposed device, experimental studies of the processing of the sleeve using a special stand. The values of technological factors (impact frequency, tool size, feed rate) were chosen in such a way as to provide a multiplicity of impact on the elementary area of the treated surface in the range of 6 ... 10. A further increase in the multiplicity of the deforming effect leads to softening.

Величина силы статического поджатия инструмента к обрабатываемой поверхности составляла Рст≥25...40 кН; Рим=255...400 кН. Заготовки из стали 40Х; исходная твердость «сырых» образцов - HV 270...280. Глубина упрочненного статико-импульсной обработкой восстановленного слоя была в 3...4 раза выше, чем при традиционном раскатывании.The value of the force of static preloading of the tool to the work surface was P article ≥25 ... 40 kN; P them = 255 ... 400 kN. Billets made of steel 40X; initial hardness of “raw” samples is HV 270 ... 280. The depth of the reconstructed layer hardened by static-pulse processing was 3 ... 4 times higher than with traditional rolling.

Упрочненный слой при традиционном статическом раскатывании формируется в условиях длительного действия больших статических усилий. Предлагаемым устройством аналогичная глубина упрочненного слоя достигается в результате кратковременного воздействия на очаг деформации пролонгированного импульса энергии. При близких степенях упрочнения поверхностного слоя величина статической составляющей нагрузки предлагаемым устройством значительно меньше.The hardened layer in the traditional static rolling is formed under long-term action of large static forces. The proposed device the same depth of the hardened layer is achieved as a result of short-term exposure to the deformation zone of a prolonged energy pulse. At close degrees of hardening of the surface layer, the magnitude of the static component of the load of the proposed device is much less.

Исследования напряженного состояния восстановленного и упрочненного поверхностного слоя статико-импульсной обработкой показали, что максимальные остаточные напряжения находятся близко к поверхности, как при чеканке, что благоприятно для большинства сопрягаемых деталей механизмов и машин. Сравнение глубины напряженного и упрочненного слоя, градиента напряжений и градиента наклепа показывает, что глубина напряженного слоя в 1,1...1,3 раза больше, чем глубина наклепанного слоя, что согласуется с теорией поверхностного-пластического деформирования.Investigations of the stress state of the reconstructed and hardened surface layer by static-pulse treatment showed that the maximum residual stresses are close to the surface, as when chasing, which is favorable for most of the mating parts of mechanisms and machines. Comparison of the depth of the stressed and hardened layer, the stress gradient and the hardening gradient shows that the depth of the stressed layer is 1.1 ... 1.3 times greater than the depth of the riveted layer, which is consistent with the theory of surface plastic deformation.

Достигаемая в процессе обработки предлагаемым устройством предельная величина шероховатости составляет Ra=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 6 раз.The maximum roughness value achieved during the processing by the proposed device is R a = 0.08 μm, a reduction of the initial roughness by a factor of 6 is possible.

Микровибрации в процессе, реализуемом предлагаемым устройством, благоприятно сказываются на условиях работы инструмента. Наложение малого по амплитуде колебательного движения приводит к более равномерному распределению нагрузки на инструмент, вызывает дополнительные циклические перемещения контактных поверхностей инструмента и заготовки, облегчает формирование восстанавливаемой и упрочняемой поверхности. Колебания способствуют лучшему проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. При наложении колебаний деформирующая поверхность инструмента периодически «отдыхает», что способствует увеличению ее стойкости. Обработка в условиях колебаний резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия СОЖ вследствие облегчения ее доступа в зону контакта инструмента и заготовки.Microvibrations in the process implemented by the proposed device, favorably affect the working conditions of the tool. The imposition of a small-amplitude oscillatory movement leads to a more uniform distribution of the load on the tool, causes additional cyclic movements of the contact surfaces of the tool and the workpiece, facilitates the formation of the restored and hardened surface. Fluctuations contribute to a better penetration of the cutting fluid (coolant) into the treatment area. When vibration is applied, the deforming surface of the tool periodically “rests”, which helps to increase its resistance. Processing under vibration conditions dramatically increases the efficiency of the cooling, dispersing and plasticizing action of the coolant due to the facilitation of its access to the contact zone between the tool and the workpiece.

Таким образом, восстановление размеров изношенной внутренней поверхности с использованием предлагаемого устройства путем дополнительного воздействия на деформирующие инструменты в виде клина и гладкой цилиндрической поверхности статического и импульсного давления с низкой частотой позволяет значительно уплотнить восстановленный слой и при этом создать на поверхности микрорельеф, который дополнительно повышает износостойкость обработанной поверхности по сравнению с известными способами.Thus, the restoration of the dimensions of the worn-out inner surface using the proposed device by additionally influencing the deforming tools in the form of a wedge and a smooth cylindrical surface of static and impulse pressure with a low frequency makes it possible to significantly compact the reconstructed layer and at the same time create a microrelief on the surface, which additionally increases the wear resistance of the processed surface compared to known methods.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР 1481044, МКИ4 В 24 В 39/04. Борисов Ю.С., Ильенко А.Г., Марголин В.Б. и др. Способ упрочнения металлических поверхностей. 1192952, 4310 859/31-27; 28.09.87; 23.05.89. Бюл. №19.1. A.S. USSR 1481044, MKI 4 V 24 V 39/04. Borisov Yu.S., Ilyenko A.G., Margolin V.B. and others. A method of hardening metal surfaces. 1192952, 4310 859 / 31-27; 09/28/87; 05/23/89. Bull. No. 19.

2. А.с. СССР 456719, МКИ В 24 В 39/00. Способ чистовой и упрочняющей обработки деталей обкатыванием. 1974.2. A.S. USSR 456719, MKI V 24 V 39/00. The method of finishing and hardening of parts by rolling. 1974.

3. Патент РФ 2098259, МКИ6 В 24 В 39/00. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Способ статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием. №96110476/02, 23.05.96; 10.12.97. Бюл. №34.3. RF patent 2098259, MKI 6 V 24 V 39/00. Lazutkin A.G., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Method of static-pulse treatment by surface plastic deformation. No. 96110476/02, 05.23.96; 12/10/97. Bull. Number 34.

4. Киричек А.В., Лазуткин А.Г., Соловьев Д.Л. Статико-импульсная обработка и оснастка для ее реализации // СТИН, 1999, №6. - С.20-24.4. Kirichek A.V., Lazutkin A.G., Soloviev D.L. Static-pulse processing and equipment for its implementation // STIN, 1999, No. 6. - S.20-24.

5. Патент РФ 2090342. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Гидроударное устройство для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием. 1997. Бюл. №34.5. RF patent 2090342. Lazutkin A.G., Kirichek A.V., Soloviev D.L. Water hammer device for processing parts by surface plastic deformation. 1997. Bull. Number 34.

Claims (1)

Устройство для восстановления и упрочнения внутренних поверхностей статико-импульсным раскатыванием, содержащее оправку, деформирующий инструмент, закрепленный на плунжере со смонтированной на последнем винтовой цилиндрической пружиной сжатия, а также размещенные на центральной продольной оси оправки волновод и боек в виде стержней, при этом боек выполнен с возможностью воздействия на волновод для передачи периодической импульсной нагрузки, отличающееся тем, что оно снабжено плунжером со смонтированными на нем винтовой цилиндрической пружиной сжатия и другим деформирующим инструментом, расположенным диаметрально противоположно относительно указанного деформирующего инструмента, и винтовой цилиндрической пружиной сжатия, установленной на свободном торце волновода, поверхность которого выполнена конической и расположена в контакте со свободными торцами плунжеров, расположенных радиально, деформирующие инструменты выполнены сменными, при этом один из них - в виде клина с острым углом для получения островершинных макровыступов, а другой - с гладкой цилиндрической поверхностью с радиусом, равным радиусу обрабатываемого отверстия, для образования рельефа поверхности, а винтовые цилиндрические пружины сжатия смонтированы на плунжерах для обеспечения приложения статической нагрузки нормально к обрабатываемой поверхности.A device for restoring and hardening internal surfaces by static-pulse rolling, containing a mandrel, a deforming tool mounted on a plunger with a compression coil spring mounted on the last screw, and a waveguide and strikers located on the central longitudinal axis of the mandrel in the form of rods, wherein the striker is made with the possibility of exposure to the waveguide to transmit periodic pulsed load, characterized in that it is equipped with a plunger with a screw cylinder mounted on it compression spring and other deforming tool located diametrically opposite to the specified deforming tool, and a helical cylindrical compression spring mounted on the free end of the waveguide, the surface of which is conical and located in contact with the free ends of the plungers located radially, the deforming tools are interchangeable, this one of them - in the form of a wedge with an acute angle to obtain peaked macroprotrusions, and the other with a smooth cylindrical a surface with a radius equal to the radius of the hole being machined to form a surface relief, and helical cylindrical compression springs are mounted on plungers to ensure that a static load is applied normally to the surface being machined.
RU2005122096/02A 2005-07-12 2005-07-12 Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling RU2279961C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122096/02A RU2279961C1 (en) 2005-07-12 2005-07-12 Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122096/02A RU2279961C1 (en) 2005-07-12 2005-07-12 Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2279961C1 true RU2279961C1 (en) 2006-07-20

Family

ID=37028681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005122096/02A RU2279961C1 (en) 2005-07-12 2005-07-12 Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2279961C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106466692A (en) * 2015-08-20 2017-03-01 波音公司 For processing equipment and the method at the interface between the ground floor of workpiece and the second layer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106466692A (en) * 2015-08-20 2017-03-01 波音公司 For processing equipment and the method at the interface between the ground floor of workpiece and the second layer
US10272539B2 (en) 2015-08-20 2019-04-30 The Boeing Company Apparatus and method for machining an interface between first and second layers of a workpiece
CN106466692B (en) * 2015-08-20 2019-11-22 波音公司 Device and method for the interface between the first layer and the second layer of workpieces processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2279961C1 (en) Device for restoration of metal inner surfaces by static pulse rolling
RU2286237C1 (en) Method of recovery and hardening of the holes inner surfaces using the statico-pulsing internal roll burnishing
RU2287426C1 (en) Method of static-pulse expanding
Kirichek et al. Creating heterogeneous surface structures by static-pulsed treatment
RU2285601C1 (en) Apparatus for static-pulse expanding of internal grooves
RU2280551C1 (en) Method of static-pulse reeling of internal grooves
RU2291764C1 (en) Combined tool for working openings by needle milling cutter at strengthening surface of openings
RU2283748C1 (en) Apparatus for static-pulse rolling out
RU2324584C1 (en) Method of statico-impulse surface plastic deformation
RU2286240C1 (en) Method of surface plastic deformation
RU2296664C1 (en) Process for electric static-pulse treatment
RU2320459C1 (en) Method for static-pulse milling of spherical surface by means of needle milling cutter
RU2366558C1 (en) Method of flat surface hardening using rotor-type generator of mechanical pulses
RU2287424C1 (en) Device for static-pulse surface plastic deformation by rotating tool
RU2311278C1 (en) Working method by applying static load and pulse load to elastic deforming tool
RU2325265C1 (en) Device for statico-pulse surface plastic deformation
RU2283746C1 (en) Device for surface plastic deformation
RU2287422C1 (en) Vibration device for surface plastic deformation
RU2361717C1 (en) Device for static-impulse surface strengthening of spherical surfaces
RU2383426C1 (en) Device for screw static-pulse strengthening
RU2364492C1 (en) Device for pulse wire brushing
RU2291761C1 (en) Combined milling method by means of needle milling cutter at strengthening openings
RU2312751C1 (en) Surface plastic deforming method
RU2296663C1 (en) Electric static-pulse treatment apparatus
RU2361716C1 (en) Method for static-impulse surface strengthening of spherical surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070713