RU2328367C2 - Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation - Google Patents
Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328367C2 RU2328367C2 RU2006132936/02A RU2006132936A RU2328367C2 RU 2328367 C2 RU2328367 C2 RU 2328367C2 RU 2006132936/02 A RU2006132936/02 A RU 2006132936/02A RU 2006132936 A RU2006132936 A RU 2006132936A RU 2328367 C2 RU2328367 C2 RU 2328367C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- diamond
- abrasive
- plastic deformation
- workpiece
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Springs (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к отделочной комбинированной абразивно-алмазной обработке и обработке поверхностным пластическим деформированием заготовок валов, винтов и др. деталей тел вращения из сталей и сплавов, и касается конструкций многоэлементных абразивно-алмазных и деформирующих инструментов в виде винтовых пружин.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to a combined combined abrasive-diamond processing and surface plastic deformation of workpieces of shafts, screws and other parts of bodies of revolution made of steels and alloys, and relates to the construction of multi-element abrasive-diamond and deforming tools in the form of coil springs.
Известна конструкция абразивно-алмазного инструмента, содержащего корпус, по периферии которого в пазах жестко закреплены упругие абразивно-алмазосодержащие рабочие элементы, выполненные в виде винтовой пружины [1].A known design of an abrasive-diamond tool containing a housing, along the periphery of which elastic abrasive-diamond-containing work elements made in the form of a helical spring are rigidly fixed in grooves [1].
Недостатками известного инструмента являются: узкие технологические возможности, низкая производительность применительно к чистовой, отделочной обработке винтов и др. деталей типа валов из-за малого пятна контакта рабочих элементов с обрабатываемой поверхностью, а также низкое качество обработки.The disadvantages of the known tool are: narrow technological capabilities, low productivity in relation to the finishing, finishing processing of screws and other parts such as shafts due to the small contact patch of working elements with the treated surface, as well as low quality processing.
Известна конструкция абразивно-алмазного инструмента, содержащего корпус, в пазах которого установлены рабочие абразивно-алмазосодержащие элементы, выполненные в виде винтовой пружины, причем пазы расположены в корпусе радиально [2].A known design of an abrasive-diamond tool containing a housing, in the grooves of which are installed working abrasive-diamond-containing elements made in the form of a helical spring, and the grooves are located radially in the housing [2].
Недостатками известного инструмента являются: узкие технологические возможности, низкие качество обработки и производительность применительно к чистовой, отделочной обработке винтов и др. деталей типа валов из-за малого пятна контакта рабочих элементов с обрабатываемой поверхностью.The disadvantages of the known tool are: narrow technological capabilities, low processing quality and productivity in relation to the finishing, finishing processing of screws and other parts such as shafts due to the small contact patch of the working elements with the surface being treated.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, заключающееся в улучшении параметра шероховатости обработанной поверхности благодаря последовательным действиям большого количества абразивно-алмазных и деформирующих элементов, в повышении производительности за счет увеличения пятна контакта этих элементов с обрабатываемой поверхностью и возможности применения больших подач, в снижении себестоимости процесса и удешевлении изготовления инструмента благодаря компактности и простоте конструкции, в возможности обрабатывать сложнофасонные тела вращения и нейтрализовать биения поверхности заготовки, которые отрицательно сказываются на качестве обработки, в разгрузке узлов технологической системы: станок - приспособление - инструмент - заготовка от односторонне приложенного усилия, особенно при обработке нежестких заготовок.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, which consists in improving the roughness parameter of the processed surface due to the sequential actions of a large number of abrasive-diamond and deforming elements, in increasing productivity by increasing the contact spot of these elements with the treated surface and the possibility of using large feeds, in reducing the cost of the process and cheaper manufacture of the tool due to its compactness and simplicity of design, if possible and process slozhnofasonnye body rotational runout and neutralize the workpiece surface, which adversely affect the quality of the processing, in the discharge process of the system components: the machine - tool - tool - workpiece from one side of the applied force, especially in the processing of nonrigid workpieces.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого пружинного устройства для последовательного шлифования и поверхностного пластического деформирования, содержащего корпус и рабочие абразивно-алмазосодержащие и деформирующие элементы, при этом оно снабжено индивидуальным электродвигателем, шестерней и подшипниками скольжения, корпус выполнен с отверстиями в его боковых стенках, в которых смонтированы с возможностью свободного вращения подшипники скольжения, рабочие абразивно-алмазосодержащие и деформирующие элементы выполнены в виде эллипсовидных витков свернутой в кольцо винтовой пружины, наружная рабочая поверхность которых выполнена с деформирующими участками и противоположно расположенными последним абразивно-алмазными участками, нанесенными на упомянутую наружную рабочую поверхность эллипсовидных витков по дуге, центральный угол α которой равен 90°<α<180°, свернутая в кольцо винтовая пружина установлена с возможностью вращения от индивидуального электродвигателя посредством шестерни и выполнена с возможностью охватывания заготовки и установки на ней с натягом, при этом свернутая в кольцо винтовая пружина установлена в корпусе свободно и с возможностью вывертывания для обеспечения поверхностного пластического деформирования или шлифования заготовки, а подшипники скольжения установлены с возможностью контакта их торцов со свернутой в кольцо винтовой пружиной и расположены из условия обеспечения расстояния между их торцами, равного длине большой оси эллипсовидного витка, кроме того, оно снабжено втулкой и оправкой с канавкой на ее наружной поверхности для осуществления вывертывания свернутой в кольцо винтовой пружины, упомянутая канавка выполнена шириной, равной не менее длины малой оси эллипсовидного витка, и глубиной, равной половине длины большой оси эллипсовидного витка, а втулка выполнена с возможностью установки в указанной канавке.The problem is solved using the proposed spring device for sequential grinding and surface plastic deformation, comprising a housing and working abrasive-diamond-containing and deforming elements, while it is equipped with an individual electric motor, gear and sliding bearings, the housing is made with holes in its side walls, in which mounted with the possibility of free rotation of the bearings, working abrasive-diamond-containing and deforming elements s in the form of ellipsoidal coils of a coil spring coiled into a ring, the outer working surface of which is made with deforming sections and the opposite abrasive-diamond sections deposited on the said outer working surface of ellipsoidal coils along an arc whose central angle α is 90 ° <α <180 °, a coil spring coiled into a ring is mounted rotatably from an individual electric motor by means of a gear and is configured to cover a workpiece and be mounted on with an interference fit, while a coil spring is installed in the ring freely and can be turned out to provide surface plastic deformation or grinding of the workpiece, and sliding bearings are installed with the possibility of contact of their ends with a coil spring coiled into a ring and are located so that the distance between their ends, equal to the length of the major axis of the ellipsoid coil, in addition, it is equipped with a sleeve and a mandrel with a groove on its outer surface for making of a coiled coil spring, said groove is made with a width equal to at least the length of the small axis of the ellipsoidal coil and a depth equal to half the length of the major axis of the ellipsoidal coil, and the sleeve is made to be installed in the specified groove.
Особенности конструкции устройства поясняются чертежами.Design features of the device are illustrated by drawings.
На фиг.1 показано предлагаемое пружинное устройство для последовательного шлифования и поверхностного пластического деформирования, частичный продольный разрез Б-Б на фиг.2, и схема процесса обработки в режиме шлифования наружной поверхности винта винтового насоса; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение В-В кольцевой пружины на фиг.2; на фиг.4 - сечение Г-Г на фиг.2, повернуто, кольцевая пружина вывернута для работы в режиме шлифования; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.2, повернуто, кольцевая пружина вывернута для работы в режиме поверхностного пластического деформирования; на фиг.6 - схема вывертывания кольцевой пружины при переходе с режима шлифования (см. фиг.1-4) на режим поверхностного пластического деформирования, промежуточная позиция - западание кольцевой пружины в канавку; на фиг.7 - схема вывертывания кольцевой пружины при переходе с режима шлифования (см. фиг.1, 4) на режим поверхностного пластического деформирования, окончательная позиция - кольцевая пружина вывернута для работы в режиме поверхностного пластического деформирования.Figure 1 shows the proposed spring device for sequential grinding and surface plastic deformation, a partial longitudinal section BB in figure 2, and a diagram of the processing process in the grinding mode of the outer surface of the screw pump screw; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - section bb of the annular spring in figure 2; figure 4 - section GG in figure 2, is rotated, the annular spring is turned out to work in grinding mode; figure 5 - cross section GG in figure 2, rotated, the annular spring is turned out to work in the mode of surface plastic deformation; Fig.6 is a diagram of the turning of the annular spring during the transition from the grinding mode (see Fig.1-4) to the surface plastic deformation mode, the intermediate position is the dropping of the annular spring into the groove; Fig.7 is a diagram of the turning of the annular spring during the transition from the grinding mode (see Fig.1, 4) to the surface plastic deformation mode, the final position is the annular spring turned out to work in the surface plastic deformation mode.
Предлагаемое устройство служит для последовательной обработки шлифованием и поверхностным пластическим деформированием наружных поверхностей вращения заготовок деталей типа валов и винтов с большим шагом, например винтов винтовых насосов.The proposed device is used for sequential processing by grinding and surface plastic deformation of the outer surfaces of rotation of the workpieces of parts such as shafts and screws with a large pitch, such as screw pump screws.
Обработку выполняют на токарных, карусельных станках с сообщением вращательного движения заготовке - VЗ, вращательного движения - VИ и движения продольной подачи - Sпр инструменту.The processing is performed on turning, rotary machines with the message of the rotational movement of the workpiece - V З , rotational motion - V And and the longitudinal feed motion - S pr tool.
Предлагаемое пружинное устройства предназначено для последовательного шлифования и поверхностного пластического деформирования и содержит корпус 1 коробчатой формы, внутри которого расположен инструмент - пружина 2. Корпус 1 имеет сквозные отверстия в двух противоположных стенках для прохождения через них обрабатываемой заготовки 3.The proposed spring device is intended for sequential grinding and surface plastic deformation and contains a box-shaped body 1, inside of which there is a tool - a
Инструмент с рабочими абразивно-алмазосодержащими и деформирующими элементами, выполненными в виде эллипсовидных витков, имеющих малую а и большую b оси, объединенных в винтовую пружину 2, свернутую в кольцо.A tool with working abrasive-diamond-containing and deforming elements made in the form of ellipsoidal coils having a small a and large b axis, combined in a
Наружная рабочая поверхность эллипсовидных витков пружины 2 с одной стороны выполнена с абразивно-алмазным слоем 4, нанесенным на рабочую часть поверхности витков на длине дуги с центральным углом α, находящимся в диапазоне 180°>α>90°. С другой диаметрально противоположной стороны витков их наружная рабочая поверхность используется как деформирующая 5.The outer working surface of the ellipsoidal turns of the
Кольцо из винтовой пружины 2 с эллипсовидными витками с абразивно-алмазными и деформирующими участками свободно установлено внутри корпуса 1 так, что отверстия в кольцевой пружине и в корпусе совмещены.A ring of
Пружина 2 выполнена из стали круглого сечения и установлена с натягом на обрабатываемой заготовке 3, охватывая ее, и с возможностью вращения на ней.The
Внутренний диаметр DИ кольца пружины 2 в свободном нерабочем состоянии меньше диаметра DЗ обрабатываемой заготовки 3 на величину двойного натяга, последний обеспечивает радиальную подачу SP при шлифовании и статическую нагрузку РСТ при поверхностном пластическом деформировании, т.е. DЗ>DИ.The inner diameter D and the rings of the
Ввиду того, что процесс чистовой абразивно-алмазной обработки требует больших скоростей, устройство снабжено индивидуальным электродвигателем 6, который через шестерню 7 принудительно вращает кольцевую пружину 2 со скоростью - VИ. Шестерня 7 изготовлена из упругого эластичного материала, например из резины, и в зацеплении с кольцом пружины 2, представляющим собой зубчатое колесо, у которого роль зубьев играют витки кольцевой пружины, позволяет передавать вращающий момент, достаточный для шлифования и поверхностного пластического деформирования.Due to the fact that the process of finishing abrasive-diamond processing requires high speeds, the device is equipped with an individual electric motor 6, which through the gear 7 forcibly rotates the
Предлагаемое пружинное устройство работает как в режиме шлифования, так и в режиме поверхностного пластического деформирования. Работа в режиме шлифования (см. фиг.1-4) осуществляется тогда, когда абразивно-алмазный слой 4 на витках пружины находится на внутренней стороне кольца пружины 2, а работа в режиме поверхностного пластического деформирования осуществляется тогда, когда деформирующие элементы 5 витков находятся на внутренней стороне кольца пружины 2.The proposed spring device operates both in grinding mode and in surface plastic deformation mode. Work in the grinding mode (see Fig.1-4) is carried out when the abrasive-
Поэтому при переходе с режима шлифования на режим поверхностного пластического деформирования и обратно кольцевая пружина 2 выворачивается.Therefore, when switching from the grinding mode to the mode of surface plastic deformation and vice versa, the
Возможность вывертывания пружины 2 обеспечивается свободным расположением ее как на заготовке 3, так и в корпусе 1, при этом в корпусе пружина 2 установлена против отверстий в боковых стенках, в которых смонтированы свободно вращающиеся подшипники скольжения 8, своими торцами, расстояние между которыми равно длине b большой оси эллипсовидного витка, контактирующие с пружиной 2.The ability to unscrew the
Подшипники 8 расположены во втулках 9, которые запрессованы в отверстиях боковых стенок корпуса 1.Bearings 8 are located in the bushings 9, which are pressed into the holes in the side walls of the housing 1.
Для вывертывания кольцевой пружины 2 устройство содержит технологические втулку 10 и оправку 11. Технологическая оправка 11 имеет профиль и наружный диаметр, идентичный и равный наружному диаметру обрабатываемой заготовки. Технологическая оправка 11 является продолжением обрабатываемой заготовки 3. Торец оправки 11, контактирующий с заготовкой, может быть выполнен, например, в виде прямого центра 12, обратного центра (не показан) или др. конструкции. С этого торца на наружной поверхности оправки 11 выполнена канавка 13 шириной не менее а - длины малой оси эллипсовидного витка и глубиной b/2 - в половину длины большой оси эллипсовидного витка (фиг.6).For unscrewing the
Технологическая втулка 10 предназначена для установки в канавке 13, полностью заполняя ее, имеет профиль и наружный диаметр, идентичный и равный наружному диаметру обрабатываемой заготовки, являясь продолжением последней.
Вывертывание кольца пружины 2 при переходе с режима шлифования на режим поверхностного пластического деформирования и обратно производится следующим образом.The turning of the
Корпус 1 с пружиной 2, находящейся на обрабатываемой заготовке 3 в положении, например, шлифования, т.е. абразивно-алмазными элементами, расположенными внутри кольца, в контакте с заготовкой (см. фиг.1), доводят в продольном направлении до канавки 13 технологической оправки 11, при этом канавка 13 свободна. Так как кольцевая пружина 2 установлена на заготовке с натягом, то под действием упругих сил витки наклоняются и заполняют канавку 13 (см. фиг.6). При дальнейшем продольном продвижении устройства слева направо согласно фиг.6 витки пружины упираются в правый торец канавки 13 и, подталкиваемые торцом левого подшипника 8, переворачиваются относительно центральной оси пружины (см. фиг.7). Кольцевая пружина 2 оказывается на технологической оправке 11 деформирующими элементами внутрь кольца, контактируя с наружной поверхностью оправки. Кольцевая пружина 2 готова к выполнению обработки заготовки обкатыванием. Перед тем как устройство переместить в продольном направлении на заготовку, в канавку 13 вставляется быстросъемная технологическая втулка 10. Имея профиль и наружный диаметр, идентичный и равный наружному диаметру обрабатываемой заготовки, технологическая втулка 10 способствует беспрепятственному продвижению кольцевой пружины справа налево в продольном направлении для поверхностного пластического деформирования заготовки.The housing 1 with a
Предлагаемое устройство крепится, например, на суппорте токарного станка (не показан), обрабатываемая заготовка, например винт 3, закрепляется в патроне 14 шпинделя 15 передней бабки 16 и поджимается центром 12 технологической оправки 11, которая установлена, например, в задней бабке 17.The proposed device is mounted, for example, on a support of a lathe (not shown), the workpiece, for
Осевое перемещение принудительно вращающейся пружины 2 передается от корпуса 1 устройства через свободно вращающиеся подшипники скольжения 8, выполненные в виде маслонесущих бронзовых втулок, которые своими торцами контактируют с витками пружины 2.The axial movement of the forcibly rotating
После того, как заготовка 3 закреплена в патроне 14, устройство подводят к свободному концу заготовки и с помощью ручной продольной подачи суппорта заготовку вводят в центральное отверстие корпуса 1 и в отверстие кольцевой пружины 2, преодолевая сопротивление последней, а затем заготовку поджимают задним центром технологической оправки 12. Если операцию чистовой обработки предлагаемым устройством хотят начать с шлифования, то кольцевую пружину 2 вводят в обработку в положении, когда абразивно-алмазные элементы находятся внутри кольца, т.е. в режиме шлифования. Перед вводом в контакт инструмента с заготовкой включают движение вращения заготовки VЗ, вращательное движение пружины VAA и продольную подачу Sпр устройства.After the
Упругие абразивно-алмазосодержащие элементы пружины 2 своими рабочими поверхностями вступают в контакт с обрабатываемой заготовкой и осуществляют шлифование.Elastic abrasive-diamond-containing elements of the
Обладая упругостью, абразивно-алмазосодержащие элементы пружины 2 обеспечивают более эластичный прижим к обрабатываемой сложнофасонной поверхности, благодаря чему достигается более равномерное срезание слоя со сложнофасонной поверхности обработки, что весьма важно при снятии тонких слоев.Having elasticity, the abrasive-diamond-containing elements of the
Наличие упругого элемента, которым является абразивно-алмазосодержащая пружина 2, обеспечивает постоянное усилие шлифования в любой точке обрабатываемой сложнофасонной поверхности.The presence of an elastic element, which is an abrasive-diamond-containing
Контакт абразивно-алмазосодержащего инструмента с обрабатываемой поверхностью при шлифовании осуществляется большим количеством отдельных абразивно-алмазных площадок, например, торообразной формы. Через свободное пространство между этими площадками легко удаляется шлифованная пыль, шлам, что почти исключает засаливаемость рабочей поверхности инструмента и увеличивает его стойкость.Contact abrasive diamond-containing tools with the surface to be processed during grinding is carried out by a large number of individual abrasive diamond pads, for example, toroidal shape. Through the free space between these sites, polished dust and sludge are easily removed, which almost eliminates the salinity of the working surface of the tool and increases its durability.
По окончании шлифования устройство подводят к канавке в технологической оправке и вывертывают кольцевую пружину абразивно-алмазными элементами наружу, а деформирующими элементами внутрь кольца, наезжая при этом пружиной на технологическую оправку (см. фиг.7).At the end of grinding, the device is brought to the groove in the technological mandrel and the annular spring is turned out by abrasive-diamond elements to the outside, and by deforming elements inside the ring, while springing onto the technological mandrel (see Fig. 7).
Затем отводят центр технологической оправки от заготовки, устанавливают технологическую втулку 10, заполняя канавку, и производят обработку деформированием. При поверхностном пластическом деформировании включают движение вращения заготовки VЗ и продольную подачу Sпр устройства. Вращательное движение пружины VИ можно не включать, т.к. существенного влияния на процесс поверхностного пластического деформирования величина скорости инструмента не оказывает.Then, the center of the technological mandrel is withdrawn from the workpiece, the
Упругие деформирующие элементы пружины 2 своими рабочими поверхностями вступают в контакт с обрабатываемой заготовкой и под действием РСТ осуществляют поверхностное пластическое деформирование микронеровностей, сглаживая их, поверхностного слоя и упрочняют его.The elastic deforming elements of the
Обладая упругостью, деформирующие элементы пружины 2 обеспечивают более эластичный прижим к обрабатываемой сложнофасонной поверхности, благодаря чему достигается более равномерная обработка сложнофасонных поверхностей.Having elasticity, the deforming elements of the
Наличие упругого элемента, которым является пружина 2, обеспечивает постоянное усилие поверхностного пластического деформирования в любой точке обрабатываемой сложнофасонной поверхности.The presence of an elastic element, which is
Контакт деформирующего инструмента с обрабатываемой поверхностью при поверхностном пластическом деформировании осуществляется большим количеством отдельных деформирующих площадок, например, торообразной формы.The contact of the deforming tool with the surface to be treated during surface plastic deformation is carried out by a large number of individual deforming areas, for example, a toroidal shape.
Упругие элементы инструмента - витки пружины, изготовляют из сталей: легированных ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, углеродистых инструментальных У10А, У12А. Твердость рабочей поверхности витков из сталей HRC 62...65. Рабочая поверхность деформирующих элементов 5 витков пружины 2 полируется до Ra=0,08...0,16 мкм.The elastic elements of the tool - the coil of the spring, are made of steel: alloyed ShH15, HVG, 9X, 5XHM, carbon tool U10A, U12A. Hardness of the working surface of coils made of HRC 62 ... 65 steels. The working surface of the deforming
Производительность процесса абразивно-алмазной и упрочняющей обработки предлагаемым устройством определяется диаметром витка пружин и диаметром проволоки, из которой изготовлены пружины. При обработке заготовок-винтов диаметр витка пружин диктуется размерами впадины винтовой поверхности, а именно диаметр витка пружин должен быть таким, чтобы он контактировал со всеми точками днища впадины в продольном сечении винта (см. фиг.1).The productivity of the process of abrasive-diamond and hardening processing by the proposed device is determined by the diameter of the coil of springs and the diameter of the wire from which the springs are made. When processing screw blanks, the diameter of the coil of the springs is dictated by the dimensions of the depression of the screw surface, namely, the diameter of the coil of the springs must be such that it contacts all points of the bottom of the cavity in the longitudinal section of the screw (see Fig. 1).
Устройство с большими диаметром витка пружины и диаметром проволоки позволяет вести обработку с большой продольной подачей Sпр как при шлифовании, так и при поверхностном пластическом деформировании. Однако в этом случае при поверхностном пластическом деформировании необходимо создавать большие рабочие усилия Рст, что снижает качество поверхности. От значения допустимого рабочего усилия Рст зависят параметры пружины. Наиболее целесообразно шлифованием и поверхностным пластическим деформированием обрабатывать исходные поверхности 7...11-го квалитетов.A device with a large diameter of the coil of the spring and the diameter of the wire allows processing with a large longitudinal feed S ol both during grinding and surface plastic deformation. However, in this case, with surface plastic deformation, it is necessary to create large working forces P article , which reduces the quality of the surface. The spring parameters depend on the value of the permissible working force P st . It is most expedient to process the initial surfaces of the 7 ... 11th level by grinding and surface plastic deformation.
Шлифованием и поверхностным пластическим деформированием предлагаемым устройством практически достигаются параметры шероховатости Ra=0,2...0,8 мкм при исходных значениях этих параметров 0,8...6,3 мкм. Степень уменьшения шероховатости поверхности зависит от материала, рабочего усилия или натяга, подачи, исходной шероховатости, конструкции устройства и т.д.By grinding and surface plastic deformation, the proposed device practically achieves roughness parameters Ra = 0.2 ... 0.8 μm with the initial values of these parameters 0.8 ... 6.3 μm. The degree of reduction in surface roughness depends on the material, working force or interference, feed, initial roughness, device design, etc.
Поверхностное пластическое деформирование после шлифования предлагаемым устройством следует проводить так, чтобы заданные результаты достигались за один проход. Не следует использовать обратный ход в качестве рабочего хода, так как повторные проходы в противоположных направлениях могут привести к излишнему деформированию и отслаиванию поверхностного слоя.Surface grinding after grinding by the proposed device should be carried out so that the desired results are achieved in one pass. Do not use the reverse stroke as a working stroke, as repeated passes in opposite directions can lead to excessive deformation and peeling of the surface layer.
Скорость движения заготовки Vз не оказывает заметного влияния на результаты обработки поверхностным пластическим деформированием, но влияет на процесс шлифования и выбирается с учетом требований производительности, конструктивных особенностей заготовки и оборудования. Обычно скорость Vз составляет 30...150 м/мин. Значение усилия поверхностного пластического деформирования выбирают в зависимости от цели обработки. Оптимальное усилие Рст (Н), соответствующее максимальному пределу выносливости, определяют по формуле: Рст=500+1,66D2, где D - диаметр обкатываемой поверхности заготовки, мм.The speed of movement of the workpiece V s does not significantly affect the results of surface plastic deformation, but affects the grinding process and is selected taking into account performance requirements, design features of the workpiece and equipment. Typically, the speed V s is 30 ... 150 m / min. The value of the surface plastic deformation force is selected depending on the purpose of the treatment. The optimum force P article (N), corresponding to the maximum endurance limit, is determined by the formula: P article = 500 + 1.66 D 2 , where D is the diameter of the workpiece being rolled in, mm.
Предлагаемое устройство с многоэлементным абразивно-алмазным и деформирующим пружинным инструментом для последовательного шлифования и деформирования обеспечивает постоянное усилие контакта абразивно-алмазных и деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью и почти не уменьшает погрешности, предшествующей обработки, являясь копирующим.The proposed device with a multi-element abrasive-diamond and deforming spring tool for sequential grinding and deformation provides a constant contact force of the abrasive-diamond and deforming elements with the treated surface and almost does not reduce the error prior to processing, being a copy.
Смазывающе-охлаждающей жидкостью при шлифовании и деформировании предлагаемым устройством служит сульфофрезол (5%-ная эмульсия). Обработку чугуна рекомендуется вести без охлаждения.Lubricating-cooling fluid during grinding and deformation of the proposed device is sulfofresol (5% emulsion). Cast iron processing is recommended without cooling.
Пример. Обрабатывался винт левый Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500 (см. фиг.1), который имел следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - ⌀27-0,05 мм, эксцентриситеты - 1,65 мм, 3,3 мм, шаг - 28±0,01 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,8 кг. Припуск на сторону - 0,2 мм. Обработка проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К20 с помощью пружинного устройства с инструментом в виде пружины с абразивно-алмазными и деформирующими элементами. Пружина была выполнена в виде кольца с алмазным слоем на поверхности эллипсовидных витков, имеющих малую ось а - 18 мм и большую ось b - 25 мм, длина дуги алмазного слоя имела центральный угол α=135°, диаметр проволоки витков - 5 мм, толщина алмазоносного слоя 1,0 мм, содержание алмазов при 100%-ной концентрации - 56 карат, на каучукосодержащей связке (аналог - алмазная бесконечная бесшовная лента АЛШБ, используемая на базовом предприятии). Рабочая поверхность деформирующих элементов пружины полировалась до Ra=0,08...0,16 мкм.Example. The screw left H41.1016.01.001 of the screw pump EVN5-25-1500 (see figure 1) was processed, which had the following dimensions: total length - 1282 mm, length of the screw part - 1208 mm, cross-section diameter of the screw - ⌀27 -0 , 05 mm, eccentricities - 1.65 mm, 3.3 mm, pitch - 28 ± 0.01 mm, roughness R a = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.8 kg. Side allowance - 0.2 mm. Processing was carried out on a mod screw-cutting machine. 16K20 using a spring device with a tool in the form of a spring with abrasive-diamond and deforming elements. The spring was made in the form of a ring with a diamond layer on the surface of ellipsoidal coils having a small axis a - 18 mm and a large axis b - 25 mm, the length of the arc of the diamond layer had a central angle α = 135 °, the diameter of the coil wire was 5 mm, and the thickness of the diamond bearing a layer of 1.0 mm, the diamond content at a 100% concentration is 56 carats, on a rubber-containing binder (analogue is the diamond endless seamless tape ALSHB used at the base enterprise). The working surface of the deforming elements of the spring was polished to Ra = 0.08 ... 0.16 μm.
Устройство закреплялось на суппорте станка. Смазочно-охлаждающая жидкость - сульфофрезол. Окружная скорость заготовки - Vз=21 м/мин (0,35 м/с), nз=250 об/мин, скорость абразивно-алмазной обработки - VAA=5 м/с, nАА=1600 об/мин при встречном направлении движений вращения заготовки и пружины, продольная подача Sпр=0,25 мм/об, требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=11,5 мин (против Тм баз=106,5 мин по базовому варианту при традиционном шлифовании с помощью шлифовальной головки с последующим полированием алмазной лентой на токарном станке 1К62 и обкатыванием традиционным шариковым обкатником на АО "Ливгидромаш"). В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя параметр шероховатости поверхности повысился до Ra=0,4 мкм при исходном значении Ra=3,2 мкм. Твердость поверхности увеличилась на 30...80% при глубине наклепанного слоя 0,3...3 мм. Остаточные напряжения сжатия достигли на поверхности 400...800 МПа.The device was fixed on the support of the machine. Cutting fluid - sulfofresol. The peripheral speed of the workpiece is V s = 21 m / min (0.35 m / s), n s = 250 rpm, the speed of abrasive-diamond processing is V AA = 5 m / s, n AA = 1600 r / min at the opposite direction of rotation of the workpiece and the spring, the longitudinal feed S ol = 0.25 mm / rev, the required roughness and accuracy of the screw surface was achieved after T m = 11.5 min (against T m bases = 106.5 min according to the basic version with traditional grinding with a grinding head, followed by polishing with a diamond tape on a 1K62 lathe and rolling around with a traditional ball rolling machine at Livgid JSC Omashev "). As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer, the surface roughness parameter increased to Ra = 0.4 μm with the initial value of Ra = 3.2 μm. The surface hardness increased by 30 ... 80% with a riveted layer depth of 0.3 ... 3 mm. The residual compressive stresses reached 400 ... 800 MPa on the surface.
Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68. Накопленная погрешность между любыми не соседними шагами была не более 0,1 мм, просвет при контроле лекальной линейкой образующих по диаметру выступов - не более 0,07 мм, что допустимо по ТУ.The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B cells. 1 GOST 577-68. The cumulative error between any non-adjacent steps was not more than 0.1 mm, the clearance when controlling the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.
Предлагаемое устройство расширяет технологические возможности процессов абразивно-алмазной обработки и поверхностной пластической деформации, повышает параметр шероховатости обработанной поверхности, увеличивает ее твердость на значительную глубину, повышает производительность за счет увеличения пятна контакта большого количества абразивно-алмазных и деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, а также снижает себестоимость процесса и сокращает расходы на изготовление оснастки.The proposed device extends the technological capabilities of the processes of abrasive-diamond processing and surface plastic deformation, increases the roughness parameter of the treated surface, increases its hardness to a considerable depth, increases productivity by increasing the contact spot of a large number of abrasive-diamond and deforming elements with the treated surface, and also reduces the cost of the process and reduces the cost of manufacturing equipment.
Источники информацииInformation sources
1. Патент Германии №665083, кл. 67 с.1, 1940.1. German patent No. 665083, cl. 67 p. 1, 1940.
2. А.с. СССР №852528, М. Кл3 В24D 7/06. Абразивно-алмазный инструмент. Федосеев Л.А. 2420368/25-08, 09.11.76; 07.08.81. Бюл. №29 - прототип.2. A.S. USSR No. 852528, M. Cl3 B24D 7/06. Abrasive diamond tool. Fedoseev L.A. 2420368 / 25-08, 09.11.76; 08/07/81. Bull. No. 29 is a prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006132936/02A RU2328367C2 (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006132936/02A RU2328367C2 (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006132936A RU2006132936A (en) | 2008-03-20 |
RU2328367C2 true RU2328367C2 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39279532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006132936/02A RU2328367C2 (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2328367C2 (en) |
-
2006
- 2006-09-13 RU RU2006132936/02A patent/RU2328367C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006132936A (en) | 2008-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS62173161A (en) | Micro-finishing device and method of surface of work | |
RU2328367C2 (en) | Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation | |
RU2328368C2 (en) | Method of combined processing by grinding and surface plastic deformation | |
RU2325263C1 (en) | Device for grind-rolling | |
RU2325264C1 (en) | Grind-rolling method | |
RU2430826C2 (en) | Device for surface plastic deformation | |
RU2324585C1 (en) | Device for surface plastic deformation processing with external spring | |
RU2329133C1 (en) | Method of processing with female spring | |
RU2201331C2 (en) | Flexible embracing abrasive tool for working eccentric shafts and screws | |
RU2349443C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
RU2349444C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
RU2758791C1 (en) | Device for grinding thrust center type bodies of rotation | |
RU2433901C2 (en) | Method of rolling with spring rings | |
RU2318647C1 (en) | Method for abrasive-diamond working by means of spring tool | |
JP2001304267A (en) | Sliding member and its manufacturing method | |
RU2129946C1 (en) | Apparatus for abrasive working | |
RU2303515C1 (en) | Strengthening head provided with elastic tool | |
RU2215637C1 (en) | Method of abrasive machining of holes with elastic screw tool | |
RU2306217C1 (en) | Spring tool for strengthening | |
RU2409462C1 (en) | Device for vibration rolling of shafts and screws | |
RU2433898C2 (en) | Method of finish machining | |
RU2297318C1 (en) | Rolling device with the deforming spring | |
RU2211130C1 (en) | Way of finishing abrasive machining of outer elliptical surfaces | |
RU2268134C1 (en) | Floating apparatus for rolling-out non-rigid screws |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080914 |