RU2430826C2 - Device for surface plastic deformation - Google Patents
Device for surface plastic deformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430826C2 RU2430826C2 RU2009136128/02A RU2009136128A RU2430826C2 RU 2430826 C2 RU2430826 C2 RU 2430826C2 RU 2009136128/02 A RU2009136128/02 A RU 2009136128/02A RU 2009136128 A RU2009136128 A RU 2009136128A RU 2430826 C2 RU2430826 C2 RU 2430826C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- rings
- workpiece
- washers
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Support Of The Bearing (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к отделочно-упрочняющей обработки заготовок типа валов и винтов из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием многоэлементным приспособлением с деформирующей кольцевой пружиной.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to hardening processing of workpieces such as shafts and screws of steels and alloys by surface plastic deformation by a multi-element device with a deforming annular spring.
Известно трехроликовое приспособление для обкатывания нежестких валов, которое состоит из корпуса, плавающей державки с роликами, шарнирно соединенной с корпусом, и пружины [1]. Приспособление, закрепляемое, например, на суппорте токарного станка, позволяет нейтрализовать биение поверхности заготовки - вала, которое не сказывается на обработке. Несколько деформирующих элементов приспособления позволяют разгрузить узлы от односторонне приложенного усилия при обкатывании нежестких заготовок.Known three-roller device for rolling in non-rigid shafts, which consists of a housing, a floating holder with rollers, pivotally connected to the housing, and a spring [1]. A fixture, mounted, for example, on a support of a lathe, allows you to neutralize the runout of the surface of the workpiece - the shaft, which does not affect the processing. Several deforming elements of the device allow you to unload the nodes from the unilaterally applied force when rolling non-rigid workpieces.
Недостатками известного трехроликового приспособления являются: узкие технологические возможности, низкая производительность из-за малого точечного пятна контакта деформирующих элементов-роликов с обрабатываемой поверхностью, небольшого количества деформирующих элементов, малой подачи, а также сложности и больших массогабаритных показателей конструкции.The disadvantages of the known three-roller device are: narrow technological capabilities, low productivity due to the small point contact spot of the deforming roller elements with the surface to be treated, a small number of deforming elements, low feed, as well as complexity and large design dimensions.
Известно обкатывающее приспособление, содержащее корпус с дисками, между которыми установлены деформирующие элементы в виде витков стальной винтовой цилиндрической пружины круглого сечения, которая имеет устройство для регулирования усилия обкатывания [2].Known rolling device containing a housing with disks, between which are installed deforming elements in the form of turns of a steel coil spring of circular cross section, which has a device for regulating the rolling force [2].
Недостатками известного приспособления являются: узкие технологические возможности, обрабатываемая заготовка подвержена неуравновешенным радиальным нагрузкам, которые вызывают вибрации, ведущие к снижению точности и качества обработки. Кроме того, конструктивно сложный привод повышает себестоимость обработки, снижает производительность, ухудшает качество обрабатывающей поверхности, требует сложной и длительной настройки.The disadvantages of the known devices are: narrow technological capabilities, the workpiece is subject to unbalanced radial loads, which cause vibrations, leading to a decrease in the accuracy and quality of processing. In addition, a structurally complex drive increases the cost of processing, reduces productivity, degrades the quality of the processing surface, requires complex and lengthy settings.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, заключающееся в том, что предлагаемое приспособление должно повышать параметр шероховатости обработанной поверхности, увеличивать ее твердость на значительную глубину благодаря выглаживающему действию большого количества деформирующих элементов, повышать производительность за счет увеличения пятна контакта деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью и возможности применения больших подач и регулирования рабочих усилий, а также снижать себестоимость процесса и удешевлять изготовление приспособления благодаря компактности и простоте конструкции привода и его встраиваемости.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, consisting in the fact that the proposed device should increase the roughness parameter of the processed surface, increase its hardness to a considerable depth due to the smoothing effect of a large number of deforming elements, increase productivity by increasing the contact spot of deforming elements with the treated surface and the possibility of application high feeds and regulation of working efforts, as well as reduce cost process and reduce the cost of manufacturing the device due to the compactness and simplicity of the drive design and its integration.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для обработки валов и винтовых поверхностей винтов поверхностным пластическим деформированием, содержащего корпус и деформирующие элементы в виде колец стальной винтовой цилиндрической пружины круглого сечения, при этом устройство снабжено ротором в виде полого вала, с торцов которого на поверхности отверстия выполнены резьбовые части, корпус выполнен в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, внутри которого на подшипниках качения смонтирован ротор, упомянутые кольца установлены в отверстии ротора и базируются в нем с помощью шайб, которые выполнены с пазами для ориентации колец и расположены с боковых сторон каждого кольца, при этом кольца с шайбами закреплены в отверстии ротора с помощью гаек, ввернутых в резьбовые части поверхности отверстия ротора с возможностью регулирования и установки натяга колец.The problem is solved using the proposed device for processing shafts and screw surfaces of screws by surface plastic deformation, containing a body and deforming elements in the form of rings of a steel coil spring of circular cross section, the device is equipped with a rotor in the form of a hollow shaft, from the ends of which on the surface of the holes are made threaded parts, the housing is made in the form of a stator of a three-phase asynchronous squirrel-cage motor, inside of which on rolling bearings with the rotor is mounted, the said rings are installed in the rotor hole and are based on it with washers, which are made with grooves for orienting the rings and are located on the sides of each ring, while the rings with washers are fixed in the rotor hole with nuts screwed into the threaded parts of the surface rotor holes with the ability to control and install interference rings.
Особенности конструкции устройства поясняются чертежами.Design features of the device are illustrated by drawings.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство для поверхностного пластического деформирования с деформирующими элементами в виде колец стальной винтовой цилиндрической пружины, продольный разрез, деформирующие элементы настроены на минимальный натяг и витки пружины имеют форму окружности; на фиг.2 - общий вид слева по А на фиг.1; на фиг.3 - общий вид сбоку, частичный продольный разрез, деформирующие элементы настроены на максимальный натяг и имеют форму эллипса; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1, кольцевая многоэлементная деформирующая пружина; на фиг.5 - блок, состоящий из кольцевой пружины и двух расположенных с боков шайб, продольный разрез; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 - базирующая шайба, вид с торца; на фиг.8 - базирующая шайба, вид сбоку, продольный разрез.Figure 1 shows the proposed device for surface plastic deformation with deforming elements in the form of rings of a steel coil spring, a longitudinal section, deforming elements configured for minimal interference and the coil of the spring have a circle shape; figure 2 is a General view from the left along A in figure 1; figure 3 is a General side view, a partial longitudinal section, deforming elements are configured for maximum interference and have the shape of an ellipse; figure 4 is a section bB in figure 1, an annular multi-element deforming spring; figure 5 is a block consisting of an annular spring and two washers located on the sides, a longitudinal section; figure 6 - section bb in figure 5; Fig.7 is a base washer, an end view; Fig.8 is a base washer, side view, a longitudinal section.
Предлагаемое устройство служит для обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) наружных поверхностей вращения заготовок типа валов и винтов с большим шагом, например винтов винтовых насосов.The proposed device is used for processing surface plastic deformation (PPD) of the outer surfaces of rotation of the workpieces such as shafts and screws with a large pitch, for example, screws of screw pumps.
Обработку выполняют на токарных, карусельных станках с сообщением вращательного движения заготовке - VЗ, деформирующему инструменту - вращательного движения - VИ, а устройству - движение продольной подачи SПР.The processing is performed on turning, rotary machines with the message of the rotational movement of the workpiece - V З , for the deforming tool - of the rotational movement - V And , and the device - the movement of the longitudinal feed S PR .
Деформирующими элементами предлагаемого устройства являются витки 1 из стали круглого сечения винтовой цилиндрической пружины 2, свернутой в кольцо.The deforming elements of the proposed device are turns 1 of steel of circular cross-section of a
Устройство состоит из корпуса 3, выполненного в виде статора трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, взятого, например, по ГОСТ 19523-74, с полюсами 4 и выполненного из серого чугуна. Внутри корпуса-статора 3 на подшипниках качения 5 смонтирован ротор 6 в виде полого стального вала.The device consists of a
В отверстии полого вала-ротора 6 установлены кольца 2, изготовленные из винтовой цилиндрической пружины, состоящей из витков 1, являющиеся деформирующими элементами.In the hole of the hollow shaft of the
Деформирующие кольца 2 базируются в отверстии вала-ротора 6 с помощью шайб 7, которые имеют пазы 8 для ориентации витков винтовой цилиндрической пружины 2. Шайбы 7 располагаются с боковых сторон каждого кольца 2. Таким образом, две шайбы 7 с деформирующим кольцом 2 составляют блок, из которых набирается деформирующий инструмент устройства. Например, деформирующий инструмент устройства, представленного на фиг.1, 3, состоит из трех блоков.The deforming
Набранные блоки - кольцо 2 с двумя шайбами 7 в отверстии вала-ротора 6 - закреплены с помощью гаек 9. Гайки 9 ввернуты с каждого торца в резьбовые части отверстия вала-ротора 6. С помощью гаек 9 производится также регулирование и установка натяга деформирующих элементов колец 2.The assembled blocks -
Натяг, т.е. силовое воздействие на обрабатываемую поверхность деформирующих пружин, в данном случае следует понимать как половину разности диаметра обрабатываемой заготовки, например, на фиг.1 - это диаметр D1, и внутреннего диаметра d по вершинам деформирующих витков кольца, находящихся в свободном ненагруженном состоянии. Деформирующие элементы могут быть настроены на минимальный натяг, при этом витки пружины имеют форму, приближенную к окружности (см. фиг.1). При настройке деформирующих элементов на максимальный натяг они превращаются в эллипс (см. фиг.3). В последнем случае гайки 9 полностью ввернуты в отверстие вала-ротора 6.Preload, i.e. force action on the surface of the deforming springs, in this case, should be understood as half the difference in the diameter of the workpiece, for example, in Fig. 1, this is the diameter D 1 and the inner diameter d along the vertices of the deforming turns of the ring in a free unloaded state. The deforming elements can be set to a minimum interference, while the spring coils have a shape close to a circle (see figure 1). When you configure the deforming elements to the maximum interference, they turn into an ellipse (see figure 3). In the latter case, the
Поверхностное пластическое деформирование может вестись, например, на токарном станке, тогда устройство крепится на суппорте (не показан), а обрабатываемая заготовка, например, винта 10 закрепляется в патроне шпинделя передней бабки и поджимается центром задней бабки (не показаны).Surface plastic deformation can be carried out, for example, on a lathe, then the device is mounted on a support (not shown), and the workpiece, for example,
После того как заготовка 10 закреплена в патроне, устройство подводят к свободному концу заготовки и с помощью ручной продольной подачи суппорта, преодолевая сопротивление деформирующей пружины, нанизывают устройство на заготовку, а затем поджимают задним центром. Установка заготовки и устройства может производиться также с помощью технологической втулки (не показана).After the
Перед включением станка и электродвигателя устройства производят настройку на нужное усилие обработки путем вращения специальным ключом гаек 9, сближая шайбы 7 и контролируя значение усилия по шкале, которая при тарировке нанесена, например, на торце ротора, а нулевая отметка на торце гайки (не показаны).Before turning on the machine and the device’s electric motor, the desired machining force is adjusted by turning the
Включают главное движение VЗ - вращение заготовки 10, затем электродвигатель устройства, т.е. - VИ, и одновременно поступательную продольную подачу SПР.The main movement V 3 is turned on - rotation of the
Сущность процесса заключается в том, что при работе устройства деформирующая пружина 2, установленная с натягом относительно обрабатываемой заготовки, охватывает ее. Обработка осуществляется витками 1 пружины 2, оказывающими давление на поверхность обрабатываемой заготовки. При определенном (рабочем) усилии в зоне контакта деформирующих элементов и заготовки интенсивность напряжений превышает предел текучести, в результате чего происходит пластическая деформация микронеровностей, изменяются физико-механические свойства и структура поверхностного слоя (например, увеличивается микротвердость или возникают остаточные напряжения в поверхностном слое).The essence of the process lies in the fact that during operation of the device, a deforming
Объемная деформация заготовки незначительна.Volumetric deformation of the workpiece is negligible.
Наличие упругого элемента, которым является деформирующая пружина 2, обеспечивает постоянное усилие поверхностного пластического деформирования в любой точке обрабатываемой поверхности.The presence of an elastic element, which is a
В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя параметр шероховатости поверхности повышается до Ra=0,1…0,4 мкм при исходном значении Ra=0,8…3,2 мкм. Твердость поверхности увеличивается на 30…80% при глубине наклепанного слоя 0,3…3 мм. Остаточные напряжения сжатия достигают на поверхности 400…800 МПа.As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer, the surface roughness parameter increases to Ra = 0.1 ... 0.4 μm with the initial value Ra = 0.8 ... 3.2 μm. The surface hardness increases by 30 ... 80% with a riveted layer depth of 0.3 ... 3 mm. Residual compressive stresses reach 400 ... 800 MPa on the surface.
Предварительная обработка детали: шлифование до значения параметра шероховатости Ra=0,4…1,6 мкм, а также чистовое точение поверхностей с шероховатостью Ra=3,2 мкм.Pretreatment of the part: grinding to a roughness parameter value Ra = 0.4 ... 1.6 μm, as well as finish turning of surfaces with a roughness Ra = 3.2 μm.
Обработку предлагаемым устройством применяют при изготовлении заготовок из цветных металлов и сплавов, чугуна и стали твердостью до HRC 58…64.The processing of the proposed device is used in the manufacture of billets of non-ferrous metals and alloys, cast iron and steel with a hardness of up to HRC 58 ... 64.
Деформирующие элементы приспособления, т.е. пружину, изготовляют из сталей: легированных ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, углеродистых инструментальных У10А, У12А, быстрорежущих Р6М5, Р9. Твердость рабочей поверхности витков из сталей HRC 62…65. Параметр шероховатости рабочего профиля витков пружины Ra=0,32 мкм.Deforming elements of the device, i.e. spring, made of steel: alloyed ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, carbon tool U10A, U12A, high-speed R6M5, P9. Hardness of the working surface of coils made of HRC 62 ... 65 steels. The roughness parameter of the working profile of the coil of the spring Ra = 0.32 μm.
Производительность процесса поверхностного пластического деформирования определяется радиусом витка деформирующей пружины и диаметром проволоки, из которой изготовлена пружина.The performance of the surface plastic deformation process is determined by the radius of the coil of the deforming spring and the diameter of the wire from which the spring is made.
Инструмент устройства с большими радиусом витка деформирующей пружины и диаметром проволоки позволяет вести обработку с большой подачей (до 3 мм/об), однако в этом случае для получения высокого качества поверхности необходимо создавать большие рабочие усилия. От значения допустимого рабочего усилия зависят параметры деформирующей пружины.A device tool with a large radius of the coil of the deforming spring and the diameter of the wire allows processing with a large feed (up to 3 mm / rev), however, in this case, to obtain a high surface quality, it is necessary to create large working forces. The parameters of the deforming spring depend on the value of the allowable working force.
Предлагаемое многоэлементное устройство обеспечивает постоянное усилие контакта деформирующих элементов и обрабатываемой поверхности и почти не уменьшает погрешности предшествующей обработки, являясь копирующим.The proposed multi-element device provides a constant contact force of the deforming elements and the work surface and almost does not reduce the error of the previous processing, being a copy.
Изменение размера поверхности при обработке связано со смятием микронеровностей и пластической объемной деформацией заготовки. Таким образом, точность обработанной заготовки будет зависеть от ее конструкции и конструкции данного устройства, режимов обработки, а также от точности размеров, формы и качества поверхности заготовки, полученной при обработке на предшествующем переходе. Величина изменения размера зависит от состояния исходной поверхности (см. табл.).The change in surface size during processing is associated with crushing of microroughnesses and plastic bulk deformation of the workpiece. Thus, the accuracy of the processed workpiece will depend on its design and the design of this device, processing conditions, as well as on the accuracy of the size, shape and surface quality of the workpiece obtained during processing at the previous transition. The size change depends on the state of the initial surface (see table).
При этом точность размеров существенно не меняется.Moreover, the dimensional accuracy does not change significantly.
Неблагоприятные условия обработки заготовки вблизи торцов приводят к увеличенной пластической деформации заготовки на участках длиной 3…15 мм. Наиболее целесообразно обрабатывать исходные поверхности 7…11-го квалитетов.Adverse conditions for processing the workpiece near the ends lead to increased plastic deformation of the workpiece in areas of
При поверхностно пластическом деформировании (ППД) 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.With surface plastic deformation (PPD), 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.
Обработку 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.Processing 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 не оказывает заметного влияния на результаты обработки и выбирается с учетом требований производительности, конструктивных особенностей заготовки и оборудования. Обычно скорость составляет 30…150 м/мин. Значение усилия обработки выбирают в зависимости от цели обработки. Оптимальное усилие Р (Н), соответствующее максимальному пределу выносливости, определяют по формуле:The speed does not significantly affect the processing results and is selected taking into account the requirements of productivity, design features of the workpiece and equipment. Typically, the speed is 30 ... 150 m / min. The value of the processing force is selected depending on the purpose of the processing. The optimal force P (N) corresponding to the maximum endurance limit is determined by the formula:
Р=500+1,66D1 2,P = 500 + 1.66 D 1 2 ,
где D1 - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки.where D 1 - the diameter of the workpiece surface.
Подачу при поверхностном пластическом деформировании принимают 0,2…3 мм/об. Оптимальная подача Sэ на один деформирующий элемент не должна превышать 0,1…0,5 мм/об. Подачу на один оборот заготовки определяют по формуле:The flow during surface plastic deformation is 0.2 ... 3 mm / rev. The optimal supply S e for one deforming element should not exceed 0.1 ... 0.5 mm / rev. The feed for one revolution of the workpiece is determined by the formula:
SПР=kSэ,S PR = kS e ,
где k - число деформирующих элементов.where k is the number of deforming elements.
Смазывающе-охлаждающей жидкостью при обработке служит машинное масло, смесь машинного масла с керосином (по 50%), сульфофрезол (5%-ная эмульсия). Обработку чугуна рекомендуется вести без охлаждения.The lubricating-cooling liquid during processing is engine oil, a mixture of engine oil with kerosene (50% each), sulfofresol (5% emulsion). Cast iron processing is recommended without cooling.
Возможны три варианта работы устройства для чистовой и упрочняющей обработки наружных поверхностей:Three options for the operation of the device for finishing and hardening of external surfaces are possible:
1 - обработка, при которой заготовка неподвижна VЗ=0, а инструмент имеет рабочее вращение VИ и осевую продольную подачу SПР;1 - processing in which the workpiece is stationary V З = 0, and the tool has a working rotation V And and axial longitudinal feed S PR ;
2 - обработка, при которой вращается обрабатываемая заготовка VЗ, а инструмент неподвижен VИ=0 и имеет осевую продольную подачу SПР; при этом натяг пружин можно изменять непосредственно в процессе обработки;2 - processing, in which the workpiece V 3 rotates, and the tool is stationary V И = 0 and has an axial longitudinal feed S PR ; while the spring tension can be changed directly during processing;
3 - обработка, при которой обрабатываемая заготовка и инструмент вращаются со скоростями соответственно VЗ и VИ, а инструмент дополнительно имеет осевую продольную подачу SПР.3 - processing, in which the workpiece and the tool rotate with speeds respectively V W and V And , and the tool additionally has an axial longitudinal feed S PR .
Несмотря на то что скорость вращения инструмента VИ не регулируется, так как используется асинхронный электродвигатель, устройство позволяет плавно регулировать результирующую скорость обработки. Известно, что при вращении заготовки со скоростью VЗ и инструмента VИ в разных направлениях, когда инструмент охватывает заготовку (см. фиг.1-2), результирующая скорость обработки равна сумме скоростей, а при вращении в одном направлении - результирующая скорость обработки равна разности скоростей VЗ и VИ. Поэтому в последнем случае, регулируя скорость заготовки VЗ, можно плавно регулировать результирующую скорость обработки, при постоянной скорости инструмента VИ. Таким образом, чтобы плавно регулировать результирующую скорость обработки, необходимо включить скорости заготовки VЗ и инструмента VИ в одном направлении.Despite the fact that the rotational speed of the tool V And is not adjustable, since an asynchronous electric motor is used, the device allows you to smoothly adjust the resulting processing speed. It is known that when the workpiece rotates at a speed of V З and tool V AND in different directions, when the tool covers the workpiece (see Fig. 1-2), the resulting machining speed is equal to the sum of the speeds, and when rotated in one direction, the resulting machining speed is speed difference V W and V AND . Therefore, in the latter case, by adjusting the speed of the workpiece V 3 , you can smoothly adjust the resulting processing speed, at a constant tool speed V And . Thus, in order to smoothly adjust the resulting machining speed, it is necessary to turn on the workpiece speeds V З and tool V И in one direction.
При промышленных испытаниях разработанного устройства обрабатывали заготовку, установленную в патроне с электромеханическим приводом на токарном станке мод. 16К20Ф3. Заготовка представляла собой винт левый Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500, который имел следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - ⌀27-0,05 мм, эксцентриситет - 1,65 мм, шаг - 28±0,01 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 40Х, твердость НВ 270-280, масса - 5,8 кг. Обработка проводилась с использованием разработанного устройства, на базе электродвигателя встраиваемого исполнения IM5010, модель 4АВ132В6, имеющего частоту вращения вала ротора 1000 мин-1; наружный диаметр вала ротора - 157,3 мм; диаметр отверстия, расточенного под инструмент и заготовку, с 54 мм до 115 мм; длина корпуса - статора - 253 мм; наружный диаметр корпуса - статора - 261 мм.During industrial testing of the developed device, the workpiece installed in the cartridge with an electromechanical drive on a lathe mod was processed. 16K20F3. The workpiece was a screw left H41.1016.01.001 of the screw pump EVN5-25-1500, which had the following dimensions: total length - 1282 mm, length of the screw part - 1208 mm, cross-sectional diameter of the screw - ⌀27 -0.05 mm, eccentricity - 1.65 mm, pitch - 28 ± 0.01 mm, roughness Ra = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 40X, hardness HB 270-280, weight - 5.8 kg. The processing was carried out using the developed device, based on the IM5010 built-in electric motor, model 4АВ132В6, having a rotor shaft speed of 1000 min -1 ; the outer diameter of the rotor shaft is 157.3 mm; the diameter of the hole bored under the tool and the workpiece, from 54 mm to 115 mm; length of the housing - stator - 253 mm; the outer diameter of the housing - stator is 261 mm.
ППД вели на следующих режимах: окружная скорость инструмента - VИ≈1,5 м/с; окружная скорость заготовки - VЗ≈1,0 м/с, число проходов - 3, натяг - 1,2 мм, продольная SПР подача 1,5…2,0 мм/об, усилие упрочнения - 170…175 Н; диаметр винта изменился после обработки на 0,02 мм (0,01 мм на сторону); глубина упрочненного слоя находилась в пределах 0,15…0,20 мм; повышение твердости на 25…30%; при обработке деформирующие элементы смазывали смесью индустриального масла (60%) и керосина (40%), поверхность заготовки - керосином.PDPs were conducted in the following modes: peripheral tool speed - V And ≈1.5 m / s; the peripheral speed of the workpiece is V З ≈1.0 m / s, the number of passes is 3, the interference is 1.2 mm, the longitudinal S PR is 1.5 ... 2.0 mm / rev, the hardening force is 170 ... 175 N; the screw diameter changed after processing by 0.02 mm (0.01 mm per side); the depth of the hardened layer was in the range of 0.15 ... 0.20 mm; hardness increase by 25 ... 30%; during processing, the deforming elements were lubricated with a mixture of industrial oil (60%) and kerosene (40%), the surface of the workpiece with kerosene.
Исходный параметр шероховатости Ra=3,2 мкм, достигнутый - Ra=0,32 мкм; деформирующий инструмент - проволока диаметром 2,5 мм из стали 65Г, твердостью HRC 63…65, диаметр витков - 30 мм, число витков в кольце - 12, общее число витков в инструменте - 36. Глубина упрочненного слоя в 1,5…2 раза выше, чем при традиционном обкатывании. Требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности были достигнуты через Тм=2,9 мин (против Тм баз=10,5 мин по базовому варианту при традиционном обкатывании винтов на токарном станке 1К62 на ОАО "Ливгидромаш").The initial roughness parameter Ra = 3.2 μm, achieved - Ra = 0.32 μm; deforming tool - wire with a diameter of 2.5 mm from steel 65G, hardness HRC 63 ... 65, diameter of turns - 30 mm, number of turns in the ring - 12, total number of turns in the tool - 36. The depth of the hardened layer is 1.5 ... 2 times higher than with traditional run-in. The required roughness and accuracy of the helical surface were achieved after T m = 2.9 min (against T m bases = 10.5 min according to the basic version with traditional rolling of screws on a 1K62 lathe at OAO Livhydromash).
Для обеспечения необходимого качества и размерной точности обработки потребовалось основного времени в 3 раза меньше, чем при обкатывании традиционным обкатником. При этом глубина и микротвердость упрочненного слоя (белой зоны) составляли соответственно 0,15…0,20 мм и 8…9 ГПа с постепенным понижением микротвердости по глубине до исходного состояния - 2,0…2,5 ГПа.To ensure the required quality and dimensional accuracy of the processing, the main time was 3 times less than when rolling in with a traditional obkatnik. In this case, the depth and microhardness of the hardened layer (white zone) were 0.15 ... 0.20 mm and 8 ... 9 GPa, respectively, with a gradual decrease in microhardness in depth to the initial state - 2.0 ... 2.5 GPa.
Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68. Накопленная погрешность между любыми несоседними 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 during the control by the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.
Исследования напряженного состояния упрочненного поверхностного слоя показали, что максимальные остаточные напряжения находятся близко к поверхности, как при чеканке, что благоприятно для большинства сопрягаемых деталей механизмов и машин.Studies of the stress state of the hardened surface layer 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.
Достигаемая в процессе обработки предлагаемым устройством предельная величина шероховатости составляет Ra=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 4 раз.The ultimate roughness value achieved during the processing by the proposed device is Ra = 0.08 μm, a 4-fold decrease in the initial roughness is possible.
Деформирование с помощью предлагаемого устройства благоприятно сказывается на условиях работы деформирующего инструмента устройства. Оно приводит к более равномерному распределению нагрузки на деформирующие элементы, облегчает формирование упрочняемой поверхности.Deformation using the proposed device favorably affects the working conditions of the deforming tool of the device. It leads to a more uniform distribution of the load on the deforming elements, facilitates the formation of a hardened surface.
Применение предлагаемого устройства способствует лучшему проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. Применение предлагаемого многоэлементного деформирующего инструмента способствует увеличению стойкости каждого деформирующего элемента, работающего в отдельности. Обработка в условиях предлагаемого деформирования резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия СОЖ вследствие облегчения ее доступа в зону контакта деформирующих элементов и заготовки.The use of the proposed device promotes better penetration of the cutting fluid (coolant) into the treatment area. The use of the proposed multi-element deforming tool helps to increase the resistance of each deforming element that works separately. Processing under the conditions of the proposed deformation 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 of the deforming elements and the workpiece.
Предлагаемое устройство расширяет технологические возможности обработки ППД, позволяет управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом поверхности. При этом конструктивно простой и компактный привод устройства снижает себестоимость обработки, увеличивает производительность, улучшает качество обрабатываемой поверхности, не требует сложной и длительной настройки.The proposed device extends the technological capabilities of processing PPD, allows you to control the depth of the hardened layer, the degree of hardening and surface microrelief. At the same time, the structurally simple and compact drive of the device reduces the cost of processing, increases productivity, improves the quality of the processed surface, does not require complex and lengthy settings.
Источники информацииInformation sources
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. С.383-395, рис.7.1. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1985. S.383-395, Fig. 7.
2. А.с. СССР 1666290 А1, МПК В24В 39/02. Опубл. 30.07.1991 - прототип.2. A.S. USSR 1666290 A1, IPC V24V 39/02. Publ. 07/30/1991 - a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009136128/02A RU2430826C2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Device for surface plastic deformation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009136128/02A RU2430826C2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Device for surface plastic deformation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009136128A RU2009136128A (en) | 2011-04-10 |
| RU2430826C2 true RU2430826C2 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44051839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009136128/02A RU2430826C2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Device for surface plastic deformation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2430826C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113176150B (en) * | 2021-05-17 | 2024-04-12 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | Squirrel cage deformation test device and method |
-
2009
- 2009-09-29 RU RU2009136128/02A patent/RU2430826C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009136128A (en) | 2011-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2430826C2 (en) | Device for surface plastic deformation | |
| RU2433901C2 (en) | Method of rolling with spring rings | |
| RU2337807C1 (en) | Device for static-pulse rolling of screws | |
| RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
| RU2297318C1 (en) | Rolling device with the deforming spring | |
| RU2433903C2 (en) | Device for static-pulse hardening | |
| KR200404052Y1 (en) | Spindle of the centerless grinder | |
| RU2268134C1 (en) | Floating apparatus for rolling-out non-rigid screws | |
| RU2259909C1 (en) | Method for rolling around non-rigid and eccentric shafts | |
| RU2297319C1 (en) | Overrunning tool | |
| RU2371300C1 (en) | Device for rolling with adjustable load | |
| RU2303515C1 (en) | Strengthening head provided with elastic tool | |
| RU2421321C2 (en) | Method of vibration rolling | |
| RU2431558C2 (en) | Device for high-speed finish machining | |
| RU2349444C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
| RU2349443C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
| RU2354531C1 (en) | Facility for rotor strengthening of screw and complex contoured surface | |
| CN216758330U (en) | Cylindrical grinder grinding wheel spindle bearing oil groove milling head device | |
| RU2433902C2 (en) | Method of static pulse strengthening | |
| RU2303516C1 (en) | Strengthening method by means of elastic tool | |
| RU2328367C2 (en) | Spring device for consecutive grinding and surface plastic deformation | |
| RU2275289C1 (en) | Method of surface plastic deformation of embracing rings | |
| RU2421320C2 (en) | Electrically driven vibration head for rolling | |
| RU2268135C1 (en) | Non-rigid screw rolling-out method | |
| RU2329133C1 (en) | Method of processing with female spring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110930 |