RU2325261C2 - Combined method for grinding and surface plastic deformation - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: the back-and-forth motion is imparted onto the combined tool designed to process the rough workpieces with tension. The combined tool is made in the form of sleeve rigidly fixed in the machine cartridge. Sleeve has the inner work surface, performed as a diamond-abrasive taper lead, a deforming starting taper with angle of φ=3...5° and calibrating part. Back-and-forth motion is imparted onto rough workpiece relative to its longitudinal axis. Feed motion is imparted onto the machine cartridge; sleeve is rigidly fixed in the cartridge in the direction perpendicular to the longitudinal axis of rough workpiece rotation. Rough workpiece is fed to the sleeve from the side of diamond-abrasive starting taper. Processed workpiece comes out from the side of calibrating part of sleeve.

EFFECT: expansion of process abilities; enhancing the processing performance, quality, and accuracy.

4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к комбинированным способам и устройствам алмазно-абразивной обработки (ААО) и калибрования, деформирующего протягивания и упрочнения металлических фасонных поверхностей деталей вращения из сталей и сплавов шлифованием и поверхностным пластическим деформированием (ППД).The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to combined methods and devices for diamond abrasive processing (AAO) and calibration, deforming pulling and hardening of metal shaped surfaces of rotation parts made of steel and alloys by grinding and surface plastic deformation (PPD).

Известен способ и инструмент для обработки неполных сферических поверхностей деталей ППД, при котором обрабатываемой заготовке и деформирующему инструменту сообщают вращательное движение, причем деформирующему инструменту сообщают вращение по окружности, лежащей в плоскости, смещенной относительно центра обрабатываемой сферической поверхности, при этом угловая скорость деформирующего инструмента связана с угловой скоростью обрабатываемой заготовки соотношением ω_ин>>ω_д, кроме того, дано математическое соотношение между усилием нагружения и усилием обкатывания [1].A known method and tool for processing incomplete spherical surfaces of PPD parts, in which rotational movement is reported to the workpiece and the deforming tool, and the deforming tool is informed of rotation along a circle lying in a plane offset from the center of the processed spherical surface, while the angular velocity of the deforming tool is associated with the angular speed of the workpiece by the ratio ω _in >> ω _d , in addition, a mathematical relationship between the force loading and rolling force [1].

Способ и инструмент отличаются ограниченными возможностями, низким КПД, большой энергоемкостью, малой глубиной упрочненного слоя и небольшой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности, при этом примененный не самоустанавливающийся инструмент не позволяет получать качественную обрабатываемую поверхность.The method and tool are characterized by limited capabilities, low efficiency, high energy consumption, a small depth of the hardened layer and a small degree of hardening of the treated surface, while the applied non-self-aligning tool does not allow to obtain a high-quality processed surface.

Известен двухрядный инструмент ударного действия, реализующий способ обработки наружных цилиндрических поверхностей, у которого первый ряд роликов установлен на упругую «плавающую» самоустанавливающуюся в радиальном направлении оправку, а второй ряд роликов смонтирован на жесткой оправке [2].Known double-row percussion instrument that implements a method of processing the outer cylindrical surfaces, in which the first row of rollers is mounted on an elastic "floating" self-aligning mandrel in the radial direction, and the second row of rollers mounted on a rigid mandrel [2].

Способ и инструмент отличаются ограниченными возможностями и используются только для обработки наружных цилиндрических поверхностей, низким КПД и производительностью, небольшой глубиной упрочненного слоя и невысокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности, сложностью, большой энергоемкостью и металлоемкостью конструкции, а также массогабаритными показателями.The method and tool are characterized by limited capabilities and are used only for processing external cylindrical surfaces, low efficiency and productivity, a small depth of the hardened layer and a low degree of hardening of the processed surface, complexity, high energy and metal consumption of the structure, as well as overall dimensions.

Известен способ дорнования отверстий, при котором по методу прошивания к деформирующему инструменту вдоль обрабатываемой поверхности с натягом прикладывают статическую нагрузку [3].There is a known method of hole burning, in which, according to the stitching method, a static load is applied to the deforming tool along the work surface with an interference fit [3].

Способ отличается ограниченными возможностями, низким КПД, большой энергоемкостью, не достаточно большой глубиной упрочненного слоя и не достаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой внутренней поверхности, низкой производительностью, качеством и точностью обработки заготовки.The method is characterized by limited capabilities, low efficiency, high energy intensity, not sufficiently large depth of the hardened layer and not sufficiently high degree of hardening of the machined inner surface, low productivity, quality and accuracy of processing the workpiece.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей ППД благодаря совмещению с ААО и использованию оригинальной конструкции деформирующего инструмента, позволяющего управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом обрабатываемой фасонной поверхности, а также повышение производительности, качества и точности обработки заготовки.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of PPD by combining with AAO and using the original design of the deforming tool, which allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the microrelief of the machined shaped surface, as well as improving productivity, quality and accuracy of processing the workpiece.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого комбинированного способа шлифования и поверхностного пластического деформирования заготовок, имеющих фасонную поверхность и сопряженную с ней часть заготовки, включающий сообщение возвратно-поступательного движения комбинированному инструменту для обработки заготовок с натягом, при этом используют комбинированный инструмент в виде жестко закрепленной в патроне станка втулки с алмазно-абразивной и деформирующей частями, продольным пазом для свободного прохождения части заготовки, сопряженной с ее фасонной поверхностью, и с рабочей внутренней поверхностью, имеющей в поперечном сечении форму, идентичную и ответную форме продольного сечения обрабатываемой заготовки с учетом натяга, и выполненной в виде алмазно-абразивного заборного конуса, деформирующего заборного конуса с углом φ=3...5° и калибрующей части, при этом сообщают вращательное движение заготовке относительно ее продольной оси и движение подачи патрону станка, в котором жестко закреплена втулка, в направлении, перпендикулярном продольной оси вращения заготовки, обеспечивают поступление заготовки во втулку со стороны алмазно-абразивного заборного конуса, осуществляют последовательное воздействие на заготовку сначала алмазно-абразивной, затем деформирующей частями комбинированного инструмента и обеспечивают выход обработанной заготовки со стороны калибрующей части втулки.The problem is solved using the proposed combined method of grinding and surface plastic deformation of workpieces having a shaped surface and a part of the workpiece associated with it, including a reciprocating motion message to the combined tool for processing workpieces with interference fit, using a combined tool in the form of a rigidly fixed chuck machine tool bushings with diamond-abrasive and deforming parts, a longitudinal groove for the free passage of part of the workpiece wok associated with its contoured surface, and with a working inner surface having a cross-sectional shape identical and reciprocal to the longitudinal section of the workpiece, taking into account the interference fit, and made in the form of a diamond-abrasive intake cone, deforming the intake cone with an angle φ = 3 ... 5 ° and the calibrating part, in this case, the rotational movement of the workpiece relative to its longitudinal axis and the feed motion to the machine chuck in which the sleeve is rigidly fixed in a direction perpendicular to the longitudinal axis of rotation are reported workpiece, provide delivery preform into the sleeve from the diamond abrasive intake cone performed consistent effect on the workpiece is first diamond abrasive, then deforming portions of the combined output and provide a tool preform from the gauge portion of the sleeve.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена схема шлифования и поверхностного пластического деформирования фасонной поверхности на примере сферической поверхности шарового автомобильного пальца, где показано (тонкими линиями) положение заготовки, прошедшее алмазно-абразивную обработку, условно перенесенное ниже; на фиг.2 - пример горообразной конструкции заготовки, которая обрабатывается предлагаемым способом; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - пример фасонной конструкции заготовки, имеющей выпуклые и вогнутые поверхности, которая обрабатывается предлагаемым способом.Figure 1 shows the grinding and surface plastic deformation of the shaped surface on the example of the spherical surface of a spherical automobile finger, which shows (thin lines) the position of the workpiece that has undergone diamond abrasive processing, conventionally transferred below; figure 2 is an example of a mountainous construction of the workpiece, which is processed by the proposed method; figure 3 is a view a in figure 1; figure 4 is an example of the shaped structure of the workpiece having convex and concave surfaces, which is processed by the proposed method.

Предлагаемый комбинированный способ предназначен для последовательной алмазно-абразивной обработки (ААО) и поверхностным пластическим деформированием (ППД): калиброванием, деформирующим протягиванием и упрочнением металлических фасонных поверхностей, например, сферических поверхностей шаровых автомобильных пальцев 1, беговых дорожек шарошек буровых долот, торообразных поверхностей тел вращения (фиг.2), сложных фасонных выпуклых и вогнутых поверхностей тел вращения (фиг.4) и др. деталей с центральной осью вращения из сталей и сплавов.The proposed combined method is intended for sequential diamond abrasive machining (AAO) and surface plastic deformation (PPD): calibration, deformation pulling and hardening of metal shaped surfaces, for example, spherical surfaces of ball automobile fingers 1, racetracks of cones of drill bits, toroidal surfaces of bodies of revolution (figure 2), complex shaped convex and concave surfaces of bodies of revolution (figure 4) and other parts with a central axis of rotation of steel and alloys.

В состав устройства, реализующее способ, входит приспособление 2 для установки, базирования и закрепления заготовки с возможностью вращения последней относительно продольной оси и деформирующий инструмент 3.The device that implements the method includes a device 2 for installing, basing and securing the workpiece with the possibility of rotation of the latter relative to the longitudinal axis and a deforming tool 3.

Алмазно-абразивный деформирующий инструмент 3 представляет собой втулку, жестко закрепленную в патроне, например, вертикально-протяжного станка (не показаны). Резьбовые отверстия 4 служат для крепления абразивно-деформирующей втулки 3 в патроне с помощью винтов (не показаны).Diamond-abrasive deforming tool 3 is a sleeve rigidly mounted in a cartridge, for example, a vertical broaching machine (not shown). The threaded holes 4 are used to fasten the abrasive-deformation sleeve 3 in the cartridge with screws (not shown).

Абразивно-деформирующая втулка 3 совершает движение подачи S_пр в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки 1, при этом заготовка вращается с частотой V_з относительно своей продольной оси. Алмазно-абразивный деформирующий инструмент - втулка 3 имеет продольный паз 3^/ для свободного прохождения части 1^/ заготовки 1, сопрягаемой с обрабатываемой фасонной поверхностью.The abrasive-deforming sleeve 3 makes a feed movement S _CR in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece 1, while the workpiece rotates with a frequency of V _s relative to its longitudinal axis. Diamond-abrasive deforming tool - sleeve 3 has a longitudinal groove 3 ^/ for free passage of part 1 ^/ workpiece 1, mating with the machined shaped surface.

Внутренняя поверхность отверстия втулки 3 является рабочей и имеет сложную форму в поперечном сечении, идентичную и ответную форме продольного сечения обрабатываемой поверхности заготовки с учетом натяга.The inner surface of the hole of the sleeve 3 is working and has a complex cross-sectional shape that is identical and reciprocal to the longitudinal section of the workpiece’s machined surface, taking into account the interference fit.

Отверстие втулки 3 в продольном сечении со стороны торца, куда поступает заготовка (на фиг.1, снизу), имеет алмазно-абразивный заборный конус 5, переходящий в деформирующий заборный конус 6 с углом φ=3...5°, и калибрующую поверхность 7, откуда выходит обработанная заготовка.The hole of the sleeve 3 in longitudinal section from the side of the end where the workpiece enters (in Fig. 1, below) has a diamond-abrasive intake cone 5 turning into a deforming intake cone 6 with an angle φ = 3 ... 5 °, and a calibrating surface 7, where does the processed workpiece come from.

Алмазно-абразивная часть 5 наносится и закрепляется известными способами, а также может быть выполнена из алмазно-абразивной шкурки, наклеенной на внутреннюю поверхность втулки 3.The diamond-abrasive part 5 is applied and fixed by known methods, and can also be made of diamond-abrasive skins glued to the inner surface of the sleeve 3.

Высота деформирующего заборного конуса 6 определяется по формулеThe height of the deforming intake cone 6 is determined by the formula

l_д>10z/tgφ_д,l _d > 10z / tgφ _d ,

где l_д - высота деформирующего заборного конуса втулки, мм;where l _d - the height of the deforming intake cone of the sleeve, mm;

z - величина, равная половине натяга, мм;z is a value equal to half the interference, mm;

φ_д - угол деформирующего заборного конуса, принимающий значения 3...5°.φ _d - the angle of the deforming intake cone, taking values of 3 ... 5 °.

Основным технологическим параметром процесса ППД является натяг, определяемый, например, для сферической заготовки по формулеThe main technological parameter of the PPD process is an interference fit, defined, for example, for a spherical workpiece according to the formula

i=D_o-d_ин,i = D _o -d _in ,

где D_o - диаметр сферической поверхности до обработки ППД, но прошедший обработку в алмазно-абразивном конусе (средняя арифметическая величина с учетом отклонений формы в поперечном сечении);where D _o is the diameter of the spherical surface before processing the PPD, but passed the processing in a diamond-abrasive cone (arithmetic mean value taking into account the deviations of the shape in the cross section);

d_ин - диаметр цилиндрической калибрующей части отверстия абразивно-деформирующей втулки.d _in - the diameter of the cylindrical calibrating part of the hole of the abrasive-deforming sleeve.

При обработке фасонных поверхностей предлагаемым способом с натягом i до 0,5 мм уменьшаются отклонения формы в поперечном сечении (отклонение от круглости) и повышается точность размера на 30...35%, уменьшаются параметры шероховатости поверхности.When machining shaped surfaces with the proposed method with an interference fit i of up to 0.5 mm, shape deviations in the cross section (deviation from roundness) are reduced and size accuracy is increased by 30 ... 35%, surface roughness parameters are reduced.

Особенно эффективно обрабатывать с такими натягами заготовки после термической обработки. Суммарный натяг лимитируется пластичностью материала заготовки. Заготовки из хрупких материалов обрабатывают с малыми натягами, так как при больших натягах может произойти их разрушение.It is especially effective to process preforms with such interference after heat treatment. The total interference is limited by the ductility of the workpiece material. Billets made of brittle materials are processed with small interference, as with high interference, their destruction can occur.

Обработка по предлагаемому способу инструментом в виде абразивно-деформирующей втулки обеспечивает оптимальные условия комбинированной алмазно-абразивной обработки и деформирования, при этом инструмент имеет максимальную размерную стойкость. В зависимости от размеров обрабатываемой поверхности заготовки применяют абразивно-деформирующие втулки с цельной деформирующей частью (см. фиг.1, 3) и сборные со вставной деформирующей частью (не показаны).Processing according to the proposed method with a tool in the form of an abrasive-deforming sleeve provides optimal conditions for combined diamond-abrasive processing and deformation, while the tool has maximum dimensional stability. Depending on the dimensions of the workpiece’s surface to be treated, abrasive-deforming bushings with an integral deforming part (see Figs. 1, 3) and prefabricated with an insertable deforming part (not shown) are used.

Абразивно-деформирующая втулки со стороны конической части имеет направляющую фаску, обеспечивающую взаимную ориентацию заготовки и инструмента.The abrasive-deforming bushings from the side of the conical part have a guide chamfer that provides mutual orientation of the workpiece and the tool.

Материалом деформирующей части цельной втулки и рабочей деформирующей части сборной втулки является твердый сплав ВК8.The material of the deforming part of the whole sleeve and the working deforming part of the assembly sleeve is VK8 hard alloy.

Радиальное биение рабочей поверхности отверстия втулки не должно превышать 0,02...0,05 мм.The radial runout of the working surface of the sleeve bore should not exceed 0.02 ... 0.05 mm.

При обработке предлагаемым способом обязательно применяют смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС), предотвращающее прижоги при работе алмазно-абразивной части и схватывание деформирующей части втулки с обрабатываемым металлом. Отсутствие СОТС приводит к браку обработанных заготовок и нередко к разрушению инструмента. Для заготовок из углеродистых и низколегированных сталей рекомендуются: сульфофрезол, МР-1, МР-2, эмульсии. Эти же жидкости следует применять при обработке заготовок из цветных металлов (бронзы, латуни, алюминиевых сплавов). Для заготовок из высоколегированных, жаростойких и коррозионно-стойких сталей и сплавов следует применять СОТС: АСМ-1, АСМ-4, АСМ-5, АСМ-6. При обработке заготовок из закаленных сталей используют смазку АСФ-3.When processing the proposed method, it is necessary to use a lubricating-cooling technological agent (COTS), which prevents burning during the operation of the diamond-abrasive part and the setting of the deforming part of the sleeve with the metal being treated. The absence of COTS leads to the rejection of processed workpieces and often to the destruction of the tool. For billets of carbon and low alloy steels are recommended: sulfofresol, MP-1, MP-2, emulsions. The same liquids should be used in the processing of blanks from non-ferrous metals (bronze, brass, aluminum alloys). For workpieces made of high alloy, heat-resistant and corrosion-resistant steels and alloys, the following SOTS should be used: ASM-1, ASM-4, ASM-5, ASM-6. When machining billets of hardened steels, ASF-3 grease is used.

Шероховатость поверхности, обработанной предлагаемым способом, зависит от исходной шероховатости и материала обрабатываемой заготовки, режима обработки, применяемой СОТС и угла рабочего конуса инструмента. От скорости обработки ППД (в пределах диапазона применяемых скоростей) шероховатость обработанной поверхности не зависит. Для получения малых значений параметров шероховатости предварительную обработку наружной фасонной поверхности целесообразно проводить твердосплавным инструментом, например резцом, имеющим малые углы в плане (φ=30...40°), на скоростях резания, исключающих образование нароста. При обработке фасонной поверхности после переходов чернового и чистового точения (исходный параметр Ra = 6,3...1,6 мкм) получают поверхности с Ra = 0,8...0,1 мкм, если материал заготовок сталь; Ra = 0,4...0,1 мкм при обработке заготовок из бронзы и Ra = 1,6...0,4 мкм при обработке заготовок из чугуна.The roughness of the surface treated by the proposed method depends on the initial roughness and the material of the workpiece being processed, the processing mode used by COTS and the angle of the working cone of the tool. The roughness of the treated surface does not depend on the processing speed of the PPD (within the range of applied speeds). To obtain small values of the roughness parameters, it is advisable to pre-treat the external contoured surface with a carbide tool, for example, a cutter having small angles in plan (φ = 30 ... 40 °), at cutting speeds that exclude the formation of growth. When machining a contoured surface after roughing and finishing turning (initial parameter Ra = 6.3 ... 1.6 μm), surfaces with Ra = 0.8 ... 0.1 μm are obtained if the material of the workpieces is steel; Ra = 0.4 ... 0.1 μm when processing billets of bronze and Ra = 1.6 ... 0.4 μm when processing billets of cast iron.

Шероховатость поверхности после пластического деформирования предлагаемым способом будет тем ниже, чем меньше натяг, при котором проводится обработка фасонной поверхности. Так при обработке заготовки из стали 45 с исходной шероховатостью Ra = 4...8 мкм получили следующую шероховатость при натягах на деформирующей части инструмента:The surface roughness after plastic deformation of the proposed method will be the lower, the less the interference at which the shaped surface is processed. So when processing a workpiece made of steel 45 with an initial roughness of Ra = 4 ... 8 μm, we obtained the following roughness with interference on the deforming part of the tool:

Натяг i, ммPreload i, mm 0,050.05 0,100.10 0,200.20 0,400.40 0,800.80 Параметр Ra, мкмParameter Ra, μm 0,060.06 0,070,07 0,40.4 1,31.3 3,03.0

Упрочнение металла является следствием происходящих деформаций. Упрочнение, выражаемое изменением твердости, снижается при переходе от обработанной поверхности в глубину заготовки сферы. Толщина слоя текстуры, обладающего повышенной твердостью, тем больше, чем больше натяг и тем меньше, чем выше исходная твердость обрабатываемого металла. Приращение твердости зависит от обрабатываемого металла и составляет 130...260%.Hardening of the metal is a consequence of the occurring deformations. The hardening, expressed by a change in hardness, decreases with the transition from the machined surface to the depth of the billet sphere. The thickness of the texture layer with increased hardness is greater, the greater the interference and the less, the higher the initial hardness of the processed metal. The increase in hardness depends on the metal being processed and is 130 ... 260%.

Скорость продольной подачи S_пр ^м абразивно-деформирующего инструмента при обработке предлагаемым устройством связана со скоростью вращения заготовки V_з следующим соотношением: S_пр ^м=0,01·V_з, где S_пр ^м - минутная скорость продольной подачи абразивно-деформирующего инструмента, м/мин; причем S_пр ^м связана с подачей на оборот заготовки S_пр (мм/об, заготовки) соотношением - S_пр ^м=1000·n·S_пр; n - частота вращательного движения заготовки, об/мин.The rate of longitudinal feed _pr ^m S abrasive tool during the deforming processing proposed device associated with the workpiece rotational speed V _of the following relation: S _ave = 0.01 ^m · V _s where S _pr ^m - minute longitudinal feed speed abrasive deforming tool, m / min; wherein ^m S _etc. associated with the workpiece serving turnover S _ave (mm / rev preform) ratio - S _ave = 1000 ^m · n · S _ave; n is the frequency of rotational motion of the workpiece, rpm

Скорость вращательного движения заготовки V_з назначают в пределах 2...25 м/мин.The speed of the rotational movement of the workpiece V _{s is} assigned within 2 ... 25 m / min.

Для достижения точности по 11...13-му квалитетам обработку ведут с большими натягами деформирующей части. Для достижения точности по 8...11-му квалитетам следует применять средние натяги (0,2...0,5 мм). Для получения точности по 5...6-му квалитетам необходима предварительная точная обработка резанием, после чего деформирование проводят с малыми натягами (0,02...0,2 мм).To achieve accuracy according to 11 ... 13th qualifications, processing is carried out with large tightnesses of the deforming part. To achieve accuracy in the 8 ... 11th qualifications, medium tightness (0.2 ... 0.5 mm) should be applied. To obtain accuracy according to the 5 ... 6th qualifications, preliminary precise machining is necessary, after which the deformation is carried out with small tightnesses (0.02 ... 0.2 mm).

Пример. Обрабатывали заготовку пальца шарового верхнего 2101-2904 187, установленную в специальном электромеханическом приспособлении на вертикально-протяжном станке мод. 7Б65, предлагаемым устройством. Заготовка изготовлена из стали 20Х ГОСТ 1050-74. Обрабатывали сферу диаметром 32,7±0,1; исходный параметр шероховатости Ra=3,2 мкм, достигнутый - Ra=0,63; абразивно-деформирующим инструментом в виде втулки, изготовленной: деформирующая часть из твердого сплава ВК8, алмазно-абразивная часть из алмаза АСВ 200/160-100/80 100% металлическая М5, на следующих режимах: скорость вращения заготовки V_з=20 м/мин (n_з=200 мин^-1); скорость минутной продольной подачи инструмента S_пр ^м=0,2 м/мин; S_пр=0,001 мм/об; суммарный натяг на диаметр - 0,2 мм (0,1 мм на сторону); глубина слоя повышенной твердости составляла 0,15...0,20 мм; смазывающе-охлаждающей жидкостью служил сульфофрезол (5%-ная эмульсия).Example. We processed the workpiece of the ball upper ball 2101-2904 187, installed in a special electromechanical device on a vertically-broaching machine mod. 7B65, the proposed device. The blank is made of steel 20X GOST 1050-74. Processed a sphere with a diameter of 32.7 ± 0.1; the initial roughness parameter Ra = 3.2 μm, achieved - Ra = 0.63; abrasive-deforming tool in the form of a sleeve made: a deforming part from VK8 hard alloy, a diamond-abrasive part from ASV 200 / 160-100 / 80 diamond 100% metal M5, in the following modes: workpiece rotation speed V _s = 20 m / min (n _s = 200 min ^-1 ); the speed of the minute longitudinal feed of the tool S _pr ^m = 0.2 m / min; S _ol = 0.001 mm / rev; total tightness on diameter - 0.2 mm (0.1 mm per side); the depth of the layer of high hardness was 0.15 ... 0.20 mm; Sulfofresol (5% emulsion) served as the cutting fluid.

Требуемая шероховатость и точность сферической поверхности была достигнута с одного прохода за Т_м=0,45 мин (против Т_м ^баз=3,35 мин по базовому варианту при традиционной раздельной обработке шлифованием и обкатыванием на Орловском сталепрокатном заводе ОСПАЗ). Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68 и на профилометре мод. 283 тип AII ГОСТ 19300-86. В обработанной партии (равной 100 штук) бракованных деталей не обнаружено. Отклонение обработанной поверхности от сферичности составило не более 0,02 мм, что допустимо ТУ.The required roughness and accuracy of the spherical surface was achieved with one pass in T _m = 0.45 min (against T _m ^bases = 3.35 min according to the base case with traditional separate processing by grinding and rolling in the Oryol Steel Mill OSPAZ). The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B cells. 1 GOST 577-68 and on the profilometer mod. 283 type AII GOST 19300-86. In the processed batch (equal to 100 pieces), no defective parts were found. The deviation of the treated surface from sphericity was not more than 0.02 mm, which is acceptable TU.

Обработка показала, что параметр шероховатости обработанных фасонных поверхностей уменьшился до значения Ra = 0,32...0,63 мкм при исходном - Ra = 3,2...6,3 мкм, производительность повысилась более чем в пять раз по сравнению с раздельной обработкой шлифованием и обкатыванием. Энергоемкость процесса уменьшилась в 2,2 раза.Processing showed that the roughness parameter of the machined shaped surfaces decreased to Ra = 0.32 ... 0.63 μm with the initial value Ra = 3.2 ... 6.3 μm, the productivity increased by more than five times compared to separate processing by grinding and rolling. The energy intensity of the process decreased by 2.2 times.

Предлагаемый комбинированный способ расширяет технологические возможности ААО и ППД благодаря использованию оригинальной конструкции абразивно-деформирующего инструмента и позволяет управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом обрабатываемой сферической поверхности, а также повышает производительность, качество и точность обработки заготовки.The proposed combined method expands the technological capabilities of AAO and PPD through the use of the original design of the abrasive-deforming tool and allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and the microrelief of the machined spherical surface, and also increases the productivity, quality and accuracy of processing the workpiece.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2031770, МКП⁶ В24В 39/04, 39/00. Способ обработки неполных сферических поверхностей деталей поверхностным деформированием. Гаврилин А.М, Самойлов Н.Н. 5045958/27; 14.04.92; 27.03.95. Бюл. №9.1. RF patent 2031770, MKP ⁶ V24V 39/04, 39/00. A method of processing incomplete spherical surfaces of parts by surface deformation. Gavrilin A.M., Samoilov N.N. 5045958/27; 04/14/92; 03/27/95. Bull. No. 9.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. С.392, рис.14,б.2. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed. reslave. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1986. P.392, Fig. 14, b.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. С.397, рис.16,б - прототип.3. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed. reslave. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1986. P.397, Fig. 16, b - prototype.

Claims (1)

Комбинированный способ шлифования и поверхностного пластического деформирования заготовок, имеющих фасонную поверхность и сопряженную с ней часть заготовки, включающий сообщение возвратно-поступательного движения комбинированному инструменту для обработки заготовок с натягом, отличающийся тем, что используют комбинированный инструмент в виде жестко закрепленной в патроне станка втулки с продольным пазом для свободного прохождения части заготовки, сопряженной с ее фасонной поверхностью, и с рабочей внутренней поверхностью, имеющей в поперечном сечении форму, идентичную и ответную форме продольного сечения обрабатываемой заготовки с учетом натяга, и выполненной с алмазно-абразивной и деформирующей частями в виде алмазно-абразивного заборного конуса, деформирующего заборного конуса с углом φ=3...5° и калибрующей части, при этом сообщают вращательное движение заготовке относительно ее продольной оси и движение подачи патрону станка, в котором жестко закреплена втулка, в направлении, перпендикулярном продольной оси вращения заготовки, обеспечивают поступление заготовки во втулку со стороны алмазно-абразивного заборного конуса, осуществляют последовательное воздействие на заготовку сначала алмазно-абразивной, затем деформирующей частями комбинированного инструмента и обеспечивают выход обработанной заготовки со стороны калибрующей части втулки.A combined method of grinding and surface plastic deformation of workpieces having a shaped surface and a part of the workpiece associated with it, including a reciprocating motion of a combined tool for processing workpieces with interference fit, characterized in that they use a combined tool in the form of a sleeve with a longitudinal longitudinally fixed in the machine chuck a groove for the free passage of the part of the workpiece associated with its contoured surface, and with a working inner surface having cross-sectional shape identical to the reciprocal shape of the longitudinal section of the workpiece, taking into account the interference, and made with diamond-abrasive and deforming parts in the form of a diamond-abrasive intake cone, deforming the intake cone with an angle of φ = 3 ... 5 ° and calibrating parts, in this case, the rotational movement of the workpiece relative to its longitudinal axis and the feed motion to the machine chuck, in which the sleeve is rigidly fixed, in the direction perpendicular to the longitudinal axis of rotation of the workpiece, are provided bushing into the sleeve from the side of the diamond-abrasive intake cone, sequentially affect the workpiece first with diamond-abrasive, then the deforming parts of the combined tool and provide the output of the processed workpiece from the calibrating part of the sleeve.

Images